WO2021037849A1 - Detection of signals of radio subscribers in a synchronized system - Google Patents

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WO2021037849A1
WO2021037849A1 PCT/EP2020/073747 EP2020073747W WO2021037849A1 WO 2021037849 A1 WO2021037849 A1 WO 2021037849A1 EP 2020073747 W EP2020073747 W EP 2020073747W WO 2021037849 A1 WO2021037849 A1 WO 2021037849A1
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WO
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resources
data
pattern
jump
transmission
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/073747
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German (de)
French (fr)
Inventor
Gerd Kilian
Julian Popp
Jakob KNEISSL
Frank Obernosterer
Raimund Meyer
Original Assignee
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69Spread spectrum techniques
    • H04B1/692Hybrid techniques using combinations of two or more spread spectrum techniques
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69Spread spectrum techniques
    • H04B1/713Spread spectrum techniques using frequency hopping
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69Spread spectrum techniques
    • H04B2001/6908Spread spectrum techniques using time hopping

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to an end point and a base station of a communication system that wirelessly communicates in a frequency band that is used by a plurality of communication systems for communication. Further exemplary embodiments relate to methods for operating an end point and a base station of such a communication system. Some exemplary embodiments relate to a detection of the signals from radio users in a synchronized communication system.
  • TSMA Telegram Splitting Multiple Access
  • LPWAN systems In LPWAN systems, a large number of participants (e.g. sensor nodes) usually access the available frequency band at the same time.
  • the base station of an LPWAN system whose subscribers access the frequency band based on the telegram splitting process, does not know for a given time window whether, and if so, how many subscribers and with which hopping patterns the subscribers access the common frequency band .
  • the base station must therefore detect the sub-data packets of the subscribers in the LPWAN system, which are sent out according to the respective jump patterns, which represents a considerable computational effort with a large number of different jump patterns and is therefore disadvantageous in particular for battery-operated base stations.
  • the present invention is therefore based on the object of creating a concept which makes it possible to reduce the computational effort required by the base station to detect a large number of accesses to the frequency band based on different hopping patterns.
  • Embodiments provide a data receiver of a [e.g. synchronized] communication system, the communication system communicating wirelessly in a frequency band used by a plurality of communication systems for communication, wherein in the communication system for the transmission of data [e.g. per time period [e.g. several consecutive time periods]] a set of usable [e.g. available] resources [e.g.
  • an allowable range of resources eg a set of usable resource elements (eg resource frame) or a set of usable resource blocks, eg each with one or more resource elements] is available, which can be accessed based on the data receiver known jump patterns, the jump patterns in each case specify a time and / or frequency hopping-based allocation of resources of the set of usable resources, the data receiver being configured to determine a transmission metric for each of the resources of the set of usable resources, the data receiver being configured to use transmission metrics of those resources to combine [e.g.
  • the data receiver is configured to detect a transmission of data when the jump pattern metric of the respective jump pattern fulfills a predetermined detection criterion, the data receiver being configured to evaluate the transmission metrics prior to the combination in terms of value [e.g. numerically] to one [e.g. positive and / or negative] upper [e.g. maximum] or lower [minimum] limit value [e.g. clip].
  • the data receiver is configured to transmit those transmission metrics which have a high probability [eg a probability greater than or equal to a predetermined probability value [eg 70% or 80% or 90%]] describe that the respective resource was used for the transmission of data, to the upper [eg with a positive value of the respective transmission metric] or lower [eg with a negative value of the respective transmission metric] limit value.
  • a high probability eg a probability greater than or equal to a predetermined probability value [eg 70% or 80% or 90%]
  • a predetermined probability value eg 70% or 80% or 90%
  • the data receiver is configured to those
  • the upper limit value can be at least 70% (or 80%, or 90%) of a value that the transmission metrics can assume at a maximum.
  • the data receiver is configured to those
  • the lower limit value can be at least 70% (or 80%, or 90%) of a value that the transmission metrics can minimally assume.
  • each of the transmission metrics is one
  • the probability that the respective resource was used to transfer data can be derived.
  • a value of the transmission metric can directly be a measure of a
  • the probability that the respective resource was used to transfer data can also be a measure of a probability that there is only noise in the respective resource or that the respective resource was not used for the transmission of data Transmission of data was used, can be derived.
  • the transmission metrics each describe one
  • a value of the transmission metric can be a measure of a probability that the respective resource was used to transmit data.
  • a probability is derived from the jump pattern metric that the respective jump pattern [e.g. the allocation of resources indicated by the jump pattern] was used to transfer data.
  • a value of the jump pattern metric can be a measure of a probability that the respective jump pattern was used to transmit data.
  • the jump pattern metric describes a probability that the respective jump pattern [e.g. the allocation of resources indicated by the jump pattern] was used to transfer data.
  • the detection criterion indicates that the hop pattern metric is a [e.g. predetermined] detection threshold reached [e.g. equals or passes through the detection threshold [e.g. is greater or less than the detection threshold]].
  • the data receiver is configured to adaptively adjust the threshold value as a function of a utilization of the set of usable resources.
  • the utilization is an estimated relative number of occupied resources of the set of usable resources.
  • the load is an estimated number of simultaneously active data transmitters of the communication system that access the set of usable resources.
  • the data receiver is configured to calculate the utilization based on a number of resources of the set of usable resources whose transmission metrics include a [e.g. predetermined] transmission threshold [e.g. are equal to or exceed the transmission threshold [e.g. are larger or smaller than the transmission threshold]].
  • a transmission threshold e.g. are equal to or exceed the transmission threshold [e.g. are larger or smaller than the transmission threshold].
  • the communication system accesses the frequency band based on [eg periodically] successive time segments, with the set of usable resources lies within one of the time segments, wherein the data receiver is configured to calculate the utilization further based on a number of resources of at least one set of usable resources at least from a previous time segment, the transmission metrics of which have a [eg predetermined] transmission threshold achieve [eg are equal to or exceed the transmission threshold [eg are greater or smaller than the transmission threshold]].
  • the data receiver is configured to increase the detection threshold within a [e.g. predetermined] upper limit and a [e.g. predetermined] lower limit [e.g. from time segment to time segment [e.g. a plurality of successive time segments]] to adapt dynamically.
  • a [e.g. predetermined] upper limit and a [e.g. predetermined] lower limit e.g. from time segment to time segment [e.g. a plurality of successive time segments] to adapt dynamically.
  • the data receiver is configured to determine the detection threshold based on a sigmoid function or a sigmoid-like function within a [e.g. predetermined] upper limit and a [e.g. predetermined] lower limit [e.g. from time segment to time segment [e.g. a plurality of successive time segments]] to adapt dynamically.
  • a sigmoid function or a sigmoid-like function within a [e.g. predetermined] upper limit and a [e.g. predetermined] lower limit [e.g. from time segment to time segment [e.g. a plurality of successive time segments]] to adapt dynamically.
  • the detection criterion indicates that the jump pattern is a jump pattern of a predetermined number of jump patterns which have the largest jump pattern metrics in terms of value.
  • the data receiver is configured to receive the predetermined number of largest jump pattern metrics in terms of value depending on a [e.g. for a decoding of the data transmitted with the jump patterns] to adaptively adapt the computing power available.
  • the data receiver is configured to adaptively adapt the predetermined number of jump pattern metrics with the largest value in terms of value as a function of a utilization of the set of usable resources.
  • the load is an estimated number of simultaneously active data transmitters of the communication system that access the set of usable resources.
  • the data receiver is configured to select the predetermined number of jump pattern metrics with the largest value in terms of value greater than or equal to the number of simultaneously active data transmitters of the communication system.
  • the detection criterion indicates that the jump pattern is a jump pattern of a predetermined number of jump patterns which have the largest jump pattern metrics in terms of value, if fewer than the predetermined number of jump patterns have jump pattern metrics which have a [e.g. predetermined] detection threshold [e.g. equals or passes through the detection threshold [e.g. is greater or less than the detection threshold]].
  • the resources indicated by the jump pattern are each a subset of the resources of the set of usable resources.
  • the data to be transmitted in the communication system comprise a data packet that is divided into a plurality of sub-data packets, each of which is shorter than the data packet, the plurality of sub-data packets corresponding to the frequency and / or frequency specified by the respective hopping pattern. or time-jump-based allocation of resources can be transmitted in a distributed manner.
  • the data receiver is configured to send a control signal, the control signal having information about a channel access pattern, the channel access pattern specifying a frequency and / or time-hopping-based allocation of resources that can be used for the communication of the communication system
  • Communication system usable frequency and / or time hopping-based allocation of resources is the set of usable resources, wherein the hopping patterns are relative channel access patterns, the relative channel access patterns in each case the occupancy to be used by the
  • the data receiver is a base station of the
  • the base station is battery operated. Further exemplary embodiments create a communication system with at least one data transmitter and a data receiver according to one of the exemplary embodiments described herein, the data transmitter being configured to send data in accordance with a time- and / or frequency-hop-based allocation of resources of the set of usable resources specified by one of the hopping patterns .
  • the method includes a
  • the method further comprises a step of combining the transmission metrics of those resources which can be accessed for the transmission of data based on a jump pattern of the jump pattern in order to obtain a jump pattern metric.
  • the method further comprises a step of detecting a transmission of data if the jump pattern metric of the respective jump pattern fulfills a predetermined detection criterion, the transmission metrics in terms of value [e.g. numerically] to one [e.g. positive and / or negative] upper [e.g. maximum] or lower [minimum] limit value.
  • FIG. 1 shows a schematic block diagram of a communication arrangement with a first communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a schematic block diagram of a communication arrangement of two mutually uncoordinated networks, each with a base station and four associated terminals, according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 3 shows, in a diagram, a division of the frequency band into resources and a frequency- and time-hop-based allocation of the resources of the frequency band, defined by two different channel access patterns, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • Fig. 4 is a schematic block diagram of a communication system with a
  • Fig. 5 is a schematic block diagram of a controller for generating a
  • FIG. 6 shows a schematic block diagram of a controller for generating a
  • FIG. 7 shows a schematic block diagram of a section of the controller, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 shows, in a diagram, a frequency and time hop-based allocation of the resources of the frequency band defined by a channel access pattern and a projection of the channel access pattern onto a time axis, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 10 is a diagram of resource elements of a channel access pattern projected onto a time axis, which result in unused time slots, according to an exemplary embodiment of the present invention
  • 11 shows a diagram of resource elements of a projected onto a time axis
  • Channel access pattern with an activity rate A 1/4 and a predetermined minimum distance between successive time slots of the channel access pattern, according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 13 shows a temporal division of a channel access pattern into areas of different activity rates A1, A2 and A3, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 shows, in a diagram, a frequency- and time-hop-based allocation of the resources of the frequency band defined by a channel access pattern, the channel access pattern additionally having resources that can be activated if required, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 shows in a diagram a frequency- and time-hop-based allocation of the resources of the frequency band defined by a channel access pattern, with a frequency range of the frequency band that is regularly more disturbed not being occupied by the channel access pattern, according to an embodiment of the present invention.
  • 16 shows, in a diagram, a frequency- and time-hop-based allocation of the resources of the frequency band defined by a channel access pattern, resources being bundled in the frequency range, according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 17 shows a schematic block diagram of a communication system with a base station and two end points, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 shows in a diagram a frequency- and time-hop-based usable allocation of resources of the frequency band indicated by a network-specific channel access pattern, one by a relative channel access pattern specified allocation of resources to be used for the transmission from the usable allocation of resources of the network-specific channel access pattern, as well as projections of the channel access patterns on time axes before and after the removal of unused resources (e.g. time slots), according to an embodiment,
  • FIG. 19 shows, in a diagram, a frequency and time hopping-based usable allocation of resources of the frequency band bundled in the frequency range, indicated by a network-specific channel access pattern, an allocation of resources to be used for the transmission from the usable allocation of resources of the network-specific channel access pattern indicated by a relative channel access pattern, as well as projections of the channel access patterns on time axes before and after removal of unused resources (e.g. time slots), according to an exemplary embodiment,
  • 20 shows in a diagram a frequency and time hopping-based usable allocation of resources of the frequency band bundled in the frequency range, indicated by a network-specific channel access pattern, an allocation of resources to be used for the transmission from the usable allocation of resources of the network-specific channel access pattern indicated by a relative channel access pattern, an allocation of resources to be used for the transmission from the usable allocation of resources of the network-specific channel access pattern, as well as projections of the channel access patterns on time axes before and after removal of unused resources (e.g. time slots), according to an embodiment, specified by another relative channel access pattern,
  • 21 shows a diagram of a projection of a network-specific
  • 22 shows in a diagram a frequency and time hopping-based usable allocation of resources of the frequency band bundled in the frequency range into blocks (or clusters), indicated by a network-specific channel access pattern, with different symbol rates and / or different numbers of symbols being assigned to different parts of the block of contiguous resources are, according to one embodiment,
  • FIG. 23 shows in a diagram a projection of a network-specific channel access pattern and a relative channel access pattern with D resources on the time axis after the removal of unused resources (frequency channels and time slots), according to an embodiment
  • 25 shows, in a diagram, simulation results of the packet error rate for different channel access pattern lengths M as a function of the number of simultaneously active terminals with 360 available resource elements
  • 26 shows, in a diagram, simulation results of the packet error rate for different channel access pattern lengths M as a function of the number of simultaneously active terminals with 60 available resource elements
  • 28 shows a schematic block diagram of a system with a data transmitter and a data receiver, according to an exemplary embodiment of the present invention
  • 29 shows, in a diagram, an allocation of resource elements of the resource elements usable by the communication system, indicated by a jump pattern of a subscriber, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 30 shows in a diagram an allocation of resource elements indicated by a jump pattern of a subscriber and an allocation of resource elements of the resource elements that can be used by the communication system, indicated by another jump pattern of another subscriber, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • Resource elements and by two other jump patterns of two other participants specified allocations of resource elements of the resource elements usable by the communication system, the jump pattern and the two other jump patterns of the same
  • 32 shows in a diagram an allocation of resource elements indicated by a jump pattern and allocations of resource elements of the resource elements usable by the communication system indicated by two other jump patterns of two other subscribers, the jump pattern and the two other jump patterns being the same
  • Jump pattern lies outside a permissible range of the usable resource elements of the communication system
  • 33 shows in a diagram an allocation of resource elements indicated by a jump pattern and allocations of resource elements of the resource elements usable by the communication system indicated by two other jump patterns of two other subscribers, the jump pattern and the two other jump patterns being the same
  • Jump pattern caused by moving outside the permissible range of the usable resource elements of the Communication system would be shifted cyclically back into the permissible range of the usable resource elements
  • 35 shows in a diagram a two-dimensional (2D) array of reference values, according to an exemplary embodiment of the present invention
  • 40 shows a schematic view of a transformation of the two-dimensional
  • Arrays of reference values from FIG. 35 in a virtual one-dimensional plane, 41 is a diagram showing one different by three jump patterns
  • the three jump patterns being derived from the same basic jump pattern based on a shift of the basic jump pattern in time and / or frequency,
  • the two jump patterns being derived from the same basic jump pattern based on a shift of the basic jump pattern in time and / or frequency
  • FIG. 43a shows a representation of the available resource elements of the communication system, transformed to a virtual one-dimensional level, as well as the occupancy of the available resource elements defined by two jump patterns from FIG. 42, FIG.
  • FIG. 43b shows a representation of the available resource elements of the communication system, transformed to a virtual one-dimensional level, as well as the occupancy of the available resource elements defined by three jump patterns from FIG. 41, FIG.
  • FIG. 44 shows in a diagram an allocation of resource elements of the resource elements that can be used by the communication system, indicated by three jump patterns, the three jump patterns being derived from the same basic jump pattern based on a shift of the basic jump pattern in time and / or frequency,
  • 45 shows a representation of the available resource elements of the communication system, transformed to a virtual one-dimensional level, as well as the occupancy of the available resource elements of the communication system defined by three jump patterns from FIG. 44, 46 shows a diagram of a packet error rate for different sizes of the
  • 51 shows in a diagram an order E or number L of partial data packets plotted over the period lengths N or number M of available resource elements for various periodic unipolar binary sequences
  • FIG. 52 shows a representation of the available resource elements of the communication system, transformed to a virtual one-dimensional level, as well as the occupancy of the available resource elements defined by three cyclically shifted jump patterns of three participants, with only one resource element per participant being occupied per cluster,
  • HNV minimum major / minor maximum ratio
  • FIG. 54 shows, in a diagram, the allocation of resource elements indicated by the three jump patterns from FIG. 50 by the communication system 102 usable resource elements, the usable resource elements being preceded by signaling resource elements in which the subscribers can each send a signaling signal that indicates a subsequent transmission,
  • 56 is a schematic view of a set of usable
  • Resource elements with four of the resource elements being occupied by four partial data packets, for example,
  • 57 shows in a diagram a schematic representation of a transmission of a partial data packet in a resource element, the partial data packet comprising a preamble
  • 59 is a schematic view of a set of useful
  • Resource elements as well as an allocation of resource elements indicated by a jump pattern of a participant
  • Fig. 60 is a schematic view of a set of usable
  • FIG. 61 shows a schematic illustration of the assignments of FIG. 60 shown in FIG.
  • Resource elements of the set of usable resource elements which partially coincides with an allocation of resource elements indicated by three inactive jump patterns
  • FIG. 64 shows a schematic view of a synchronized communication system with a data receiver and a plurality of data transmitters according to an exemplary embodiment of the present invention
  • 67 shows a diagram of a histogram over the transmission metrics for a selected example
  • 68 shows a diagram of a course of a section defined by a section
  • 71 shows a flow diagram of a method 500 for receiving data in a
  • section A first explains how communication systems that communicate in the same frequency band can be separated from one another by different channel access patterns, and then section B explains how one or more Subscribers of a communication system can access a selection of the resources released by the network-specific channel access pattern for the communication system using a relative channel access pattern.
  • Section C also explains how the participants of the communication system can determine the respective hopping patterns (or relative channel access patterns) based on which the resources released for the communication system are accessed and how such a hopping pattern can be detected in a received data stream.
  • FIG. 1 shows a schematic block diagram of a communication arrangement 100 with a first communication system 102_1, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the first communication system 102_1 can have a base station 104_1 and one or more end points 106_1-106_n, where n is a natural number greater than or equal to one.
  • the first communication system 102_1 has four end points 106_1-106_4 for illustration, but the first communication system 104_1 can just as well have 1, 10, 100, 1,000, 10,000 or even 100,000 end points.
  • the first communication system 102_1 can be designed to communicate wirelessly in a frequency band (for example a license-free and / or license-free frequency band, for example ISM band) that is used by a plurality of communication systems for communication.
  • the frequency band can have a significantly larger (for example at least a factor of two larger) bandwidth than the reception filters of the subscribers in the first communication system 102_1.
  • a second communication system 102_2 and a third communication system 102_3 can be within range of the first communication system 102_1, these three communication systems 102_1, 102_2 and 102_3 being able to use the same frequency band for wireless communication.
  • the first communication system 102_1 can be designed to use different frequencies or frequency channels of the frequency band (e.g. into which the frequency band is divided) in sections (e.g. time-slot-wise) for communication based on a channel access pattern, regardless of whether this is from another communication system (e.g. the second communication system 102_2 and / or the third communication system 102_3), wherein the channel access pattern differs from another channel access pattern based on which at least one other communication system of the plurality of other communication systems (e.g. the second communication system 102_2) accesses the frequency band .
  • another communication system e.g. the second communication system 102_2 and / or the third communication system 102_3
  • the channel access pattern differs from another channel access pattern based on which at least one other communication system of the plurality of other communication systems (e.g. the second communication system 102_2) accesses the frequency band .
  • the signals of uncoordinated communication systems (e.g. the first communication system 102_1 and the second communication system 102_2) can thus be separated from one another by different channel access patterns, so that mutual disturbance due to interference is avoided or is minimized.
  • a first channel access pattern e.g. which indicates a frequency hop-based occupancy (e.g. of resources) of the frequency band that can be used for the
  • the communication systems e.g. the first communication system 102_1 and the second communication system 102_2 are uncoordinated with one another.
  • the fact that the communication systems 102_1, 102_2, 102_3 are uncoordinated with one another refers here to the fact that the communication systems do not exchange any information about the channel access pattern used in each case, or in other words that a communication system has no knowledge of the channel access pattern used channel access pattern used by another communication system.
  • the first communication system 102_1 therefore does not know which channel access pattern is used by another communication system (e.g. the second communication system 102_2).
  • Embodiments thus relate to a communication arrangement 100 of radio networks (or communication systems) 102_1, 102_2 that are uncoordinated with one another and possibly also unsynchronized with one another for data transmission, which access a commonly used frequency band.
  • radio networks 102_1, 102_2 there are at least two radio networks 102_1, 102_2, which each work independently of one another. Both networks 102_1, 102_2 use the same frequency band.
  • the frequency band can be broken down into (sub) frequency channels, with a frequency channel being a real subset of the entire frequency band.
  • the totality of all available frequency channels constitutes the frequency band used.
  • the transmission of a message (data packet) can, for example, take place in the telegram splitting process one after the other over a sequence of different frequency channels. In this case, exemplary embodiments are particularly useful.
  • FIG. 2 shows a schematic view of two mutually uncoordinated networks 102_1, 102_2, each with a base station (BS 1) 104_1, (BS 2) 104_2 and four associated terminals 106_1-106_4, 106_5-106_8.
  • BS 1 base station
  • BS 2 base station
  • FIG. 2 shows an exemplary network topology for two networks 102_1, 102_2 with base stations (BS 1) 104_1, (BS 2) 104_2 and four terminals 106_1-106_4, 106_5-106_8 each.
  • the red dashed arrows 108 symbolize, by way of example, potential interference signals, ie the radio subscribers can receive the transmission signals of the subscribers from the respective other network as interference signals.
  • a large number of networks can be within reception range of one another, so that the participants (base stations or end devices) can possibly be exposed to a considerable number of interferers from other networks.
  • the frequency band is divided into individual, non-overlapping frequency channels as a shared resource, the effect of the interfering signals can be significantly reduced.
  • a part of the frequency band (a number of frequency channels) can be assigned exclusively to each network, so that mutual interference can be minimized. This is not possible in completely uncoordinated networks.
  • the access to the physical transmission medium (ie the physical radio channel) in each network is designed in such a way that at least one of a) the channel access, ie the frequency and time allocation of the radio channel, in a network, overlaps as little as possible in terms of time and Frequency with the channel access in other networks of the same standard (high degree of "orthogonality"), b) the channel access has a (pseudo-) random character (“randomness”) within the desired specifications (e.g.
  • mutual interference between several networks is reduced in that the channel access to the commonly used frequency band differs in frequency and time, preferably "orthogonally" and with (pseudo-) random character.
  • the accesses are also discretized over time within each network.
  • the associated time resources are referred to as time slots and are provided with the indices t0, t1, t2, ... in FIG. 3.
  • both requirements are not necessary prerequisites for the application of exemplary embodiments.
  • FIG. 3 shows in a diagram a division of the frequency band into resources as well as a frequency and time jump-based allocation of the resources of the frequency band defined by two different channel access patterns.
  • the ordinate describes the frequency channel indices and the abscissa the time slot indices.
  • subscribers of the first communication system 102_1 can based on the first channel access pattern 110_1, which can be used for the communication of the first communication system 102_1 based on frequency hopping
  • FIG. 3 shows, in the form of a grid, an overview of all fundamentally available resources in frequency and time (schematic representation of the frequency channels and time slots as well as exemplary channel access patterns), with a individual resource element in the first communication network 102_1 is determined by assigning a frequency channel index and a time slot index.
  • the resources that can be occupied by the first communication network 102_1 are the resource elements identified by the reference symbol 112_1.
  • the set of all resources that can be occupied within a communication network is represented by a channel access pattern 110_1.
  • the channel access pattern of a further communication network e.g.
  • the second communication network 102_2) is entered as an example in FIG. 3 (all resource elements identified by reference symbols 112_2, which are connected by arrows), which is not in the same frequency and time grid as the first communication network 102_1 is anchored (resource elements are shifted in frequency and time from the basic grid of the first communication network 102_1).
  • the design of the channel access pattern thus also means defining the actively usable reserve of resources for this communication network (or communication system).
  • exemplary embodiments of base stations, endpoints and / or communication systems which use channel access patterns for communication which meet at least one of the above-mentioned criteria a) to e). Furthermore, exemplary embodiments of the generation of such channel access patterns are described below.
  • Base station, endpoint and communication system 4 shows a schematic block diagram of a communication system 102 with a base station 104 and a plurality of end points 106_1-106_4, according to an exemplary embodiment.
  • the communication system 102 can have a base station and four endpoints 106_1-106_4.
  • the present invention is not restricted to such exemplary embodiments; rather, the communication system can have one or more endpoints 106_1-106_n, where n is a natural number greater than or equal to one.
  • the communication system can have 1, 10, 100, 1,000, 10,000 or even 100,000 end points.
  • the communication system 102 works in an uncoordinated manner in relation to the other communication systems that use the same frequency band.
  • the base station 104 can be designed to send a signal 120, the signal 120 having information about a channel access pattern 110, the channel access pattern being a frequency- and / or time-hop-based occupancy (e.g. of resources that can be used for the communication of the communication system 102) ) of the frequency band (e.g. a time sequence of frequency resources that can be used for the communication of the communication system (e.g. distributed over the frequency band)), the information describing a state of a number sequence generator for generating a sequence of numbers, the sequence of numbers determining the channel access pattern.
  • a frequency- and / or time-hop-based occupancy e.g. of resources that can be used for the communication of the communication system 102
  • the frequency band e.g. a time sequence of frequency resources that can be used for the communication of the communication system (e.g. distributed over the frequency band)
  • the information describing a state of a number sequence generator for generating a sequence of numbers determining the channel access pattern.
  • the state of the number sequence generator can be an internal state of the number sequence generator, wherein a number of the number sequence can be derived from the internal state of the number sequence generator.
  • the internal states of the number sequence generator that follow the internal state of the number sequence generator can also be determined, from which the following numbers of the number sequence can also be derived.
  • At least one of the endpoints 106_1-106_4 can be designed to receive the signal 120 with the information about the channel access pattern 110, and to determine the channel access pattern 110 based on the information about the channel access pattern, the information indicating a state of a number sequence generator Describes the generation of a sequence of numbers, the sequence of numbers determining the channel access pattern.
  • the base station 104 and / or at least one of the endpoints 106_1-106_4 can be designed to determine the channel access pattern pseudo-randomly as a function of the state of the number sequence generator, for example using a pseudo-random mapping function.
  • the base station 104 and / or at least one of the endpoints 106_1-106_4 can be designed to determine the channel access pattern pseudo-randomly as a function of individual information from the communication system (e.g. inherent information from the communication system, such as a network-specific identifier).
  • the channel access patterns are generated by the base station 104 and can be determined based on the signal with the information 120 about the channel access pattern from at least one (or all) of the end points 106_1-106_4 shown in FIG. Control unit) 130, which is implemented in the base station 104 and / or in the endpoints 106_1-106_4.
  • the predefinition of the channel access pattern takes place here (exclusively) by the base station 104, while the end points 106_1-106_4 only “know” the channel access pattern, that is to say generate it according to the same method as the base station 104.
  • the following description is based on a radio transmission system (or a communication arrangement) with several independent, mutually uncoordinated communication networks, the participants of which are mutually within receiving range, so that transmission signals from participants in one network can potentially be considered as interference signals for participants in other networks.
  • information data or Signaling information
  • base station which provides the non-coordinating participants in the network (hereinafter referred to as “terminals” or “endpoints”) with information about the channel access pattern used within the network can transmit.
  • This information can be transmitted, for example, via beacon signals that are sent out regularly, but can also be transmitted at irregular intervals or, if necessary, dedicated to individual devices or groups of devices.
  • the entire frequency band available for transmission is divided into a large number of individual frequency channels, which can be accessed individually or in subsets (groups of frequency channels).
  • FIG. 5 shows a schematic block diagram of a controller 130 for generating a channel access pattern, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the controller 130 can have a memory 132, a periodic number generator 134 for generating a periodic number sequence Z, a randomizing allocator 136 and a frequency / time allocator 138.
  • the memory (for example a register) 132 can be designed to hold a network-specific identifier ID 140, for example an (individual) bit sequence that does not change.
  • the periodic number generator 134 can be designed to provide its state 142 or a number 142 'of the periodic number sequence derived from its state.
  • the randomizing allocator 136 may be configured to be dependent on the State 142 of the number sequence generator 134 or the number 142 'derived therefrom of the periodic number sequence and the network-specific identifier ID 140 to determine a pseudo-random number R 144.
  • the frequency / point in time allocator 138 can be designed to determine frequency information f 146 and time information t 148 based on the pseudo-random number R 144.
  • the frequency information f 146 and the time information t 148 can describe or define a frequency channel and a time slot (or a frequency channel index and a time slot index) and thus a resource of the channel access pattern.
  • the controller 130 can for example - as indicated in FIG. 4 - be implemented in the base station 104 and / or in the one or more endpoint (s) 106_1-106-4 in order to implement the individual (or To calculate network-individual) channel access patterns.
  • FIG. 5 shows the basic structure for generating channel access patterns, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the generation of the channel access patterns takes place iteratively, i.e. the blocks shown in Fig. 5 are called up once per generation of a single channel access information item.
  • a channel access pattern with N channel accesses is generated by calling it N times.
  • the function of the sub-blocks is explained in detail below.
  • the term “number” is used. This is generally discrete information that can be presented in different ways (e.g. in decimal form, as a binary sequence, etc.).
  • the network-specific identifier is a fixed number that is specified by an external entity (e.g. when configuring the network or the coordinating base station). Ideally, it differs from network to network. For example, it could be a unique, sufficiently long base station ID, a unique network ID or a sufficiently long hash over them. This size is fixed and is the only one in the arrangement shown that does not vary from call to call.
  • Periodic number generator "Z" The periodic number generator 134 generates a sequence of numbers Z that repeats itself periodically with the periodicity P. It has an internal state S n , from which the next generated number and the next internal state S n + i can be clearly determined.
  • the decisive feature is that from a single internal state (which is present at any time step) the entire periodic sequence for any time step can be derived.
  • a simple exemplary embodiment is, for example, a modulo P counter which periodically supplies the number sequence 0,1,2 ... (P-1).
  • Another exemplary embodiment is a deterministic random number generator (pseudo random number generator), for example implemented in the form of a feedback shift register (LFSR).
  • LFSR feedback shift register
  • a third exemplary embodiment is a finite field (Galois field) with P elements.
  • the assignment is as random as possible, i.e. a mathematically correlated input sequence (consisting of ID, Z) generates an output sequence R that is as uncorrelated as possible.
  • the sequence of the elements of the number R is pseudo-random in nature according to the above provisions. It should differ from network to network in order to avoid overlapping of the channel access patterns as far as possible.
  • the time slots are indexed in ascending order in time, since “jumps” in time are not permitted. Further information on the assignment of the time slots can be found in Section 3.
  • the sequence of the 2-tuples (f, t) or (fi, ti) is based on the sequence of the elements of R and defines the channel access pattern.
  • the arrangement shown in FIG. 5 generates a channel access pattern which depends both on a network-specific identifier that cannot be changed over time and on a state-dependent (and thus time-variable) periodic number generator (periodicity P).
  • the network-specific identifier can be used to ensure that networks with different network-specific identifiers always generate different sequences of R, even if their number generator should be in the same state. This ensures that different networks do not generate identical channel access patterns and thus, in the worst case, get into a "permanent collision" of the channel accesses.
  • a terminal To determine the channel access pattern used in the network, a terminal requires both the network-specific identifier and the respective status of the periodic number generator.
  • the terminal device receives the network-specific identifier when it first logs on to the network. This is advantageously transmitted by means of beacon signals sent regularly by the base station and made accessible to all authorized terminals.
  • the network-specific identifier can also be made known to the terminal during the course of the initial configuration (with delivery), i.e. before the first start-up in the network.
  • the status of the periodic number generator can be transmitted either in a regular beacon signal and / or in separate, dedicated status signaling resources.
  • a number generator with periodicity P has P internal states, so that the respective state must be transmitted in order to transmit it.
  • the amount of information (number of bits) transmitted per status signaling can thus be controlled as required by the selected periodicity of the number generator.
  • the information transmitted for the status signaling can be transmitted in the form of several pieces of information, it being possible for the transmission to take place at different frequencies.
  • the periodic number generator (Z) is a counter
  • the most significant bits (MSBs) of the counter could be separated from the least significant bits (LSBs). ) and also with a different frequency (e.g. less often). Even if it is not a counter, the entire status information could be transmitted in the form of several partial status information items with different transmission frequencies.
  • a terminal to which the state of the number generator is known at at least one point in time, can determine the entire channel access pattern for any points in time / time slots in the future. This enables the terminal to deactivate, for example, the transmitter / receiver unit in an energy-saving idle state and, when the transmitter / receiver unit is subsequently activated, to predict the then valid section of the channel access pattern from the last previously known state. A transmission of the status information by the base station can thus take place at comparatively long time intervals.
  • the method described here has the advantage that a comparatively large state space for the (pseudo-random) number R is spanned by the combination of a network-specific identifier and a periodic number generator. This prevents the channel access pattern of networks from using different network-specific identifiers are identical, with which a systematic collision of the channel accesses of different, mutually uncoordinated networks can be minimized. This proves to be particularly advantageous in the Telegram Splitting Multiple Access (TSMA) method.
  • TSMA Telegram Splitting Multiple Access
  • a periodic number generator 134 is required. This is replaced as follows in the following exemplary embodiment.
  • beacon transmission can be provided with a counter which corresponds to a beacon sequence index.
  • This beacon sequence index is referred to here as the “beacon index”.
  • time slot index it is also common for the time slots in a time slot-based system to be provided with a time slot index counter (which increases in the time direction) (see also FIG. 3). This is referred to here as the “time slot index”.
  • the beacon index is reset to zero at certain intervals specified in the system, so that it has a periodicity. The same applies to the time slot index (which starts again at zero after a beacon transmission, for example).
  • FIG. 6 shows a schematic block diagram of a controller 130 for generating a channel access pattern, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the controller 130 may include a memory 132, a first buffer 135_1, a second buffer 135_2, a randomizing allocator 136, and a frequency / time allocator 138.
  • the memory (for example a register) 132 can be designed to hold a network-specific identifier ID 140, for example an (individual) bit sequence that does not change.
  • the first buffer (eg a register) 135_1 can be designed to hold a periodic beacon index Z1 143_1.
  • the second buffer (eg a register) 135_2 can be designed to store a periodic time slot index Z2 143_2 hold up.
  • the randomizing allocator 136 can be designed to determine a pseudo-random number R 144 as a function of the periodic beacon index Z1 143_1, the periodic time slot index Z2 143_2 and the network-specific identifier ID 140.
  • the frequency / point in time allocator 138 can be designed to determine frequency information f 146 and time information t 148 based on the pseudo-random number R 144.
  • the frequency information f 146 and the time information t 148 can describe or define a frequency channel and a time slot (or a frequency channel index and a time slot index) and thus a resource of the channel access pattern.
  • FIG. 6 shows a modified basic structure for generating channel access patterns with a beacon index and a time slot index.
  • FIG. 6 shows an exemplary embodiment in which, compared to the exemplary embodiment shown in FIG. 5, the periodic number generator (output Z) 134 consists of the two blocks “periodic beacon index” (output Z1) 135_1 and “periodic time slot index” (output Z2) 135_2 was replaced. All other blocks are functionally unchanged (the randomizing allocator now has three inputs).
  • the controllers 130 shown in FIGS. 5 and 6 enable the generation of network-specific channel access patterns, these having at least one of the following properties:
  • the channel access patterns contain as few overlapping partial sequences as possible
  • the channel access patterns are designed in such a way that they have a very high periodicity
  • the signaling of the applied pattern is carried out by the coordinating entity with as little signaling information as possible, and
  • End devices can determine the content of the channel access pattern at any future times, even if the signaling of the channel access pattern is received once and in full (this enables end devices to take longer pauses in reception, e.g. for energy-saving reasons, and when they are switched on again, the then valid channel access pattern on the basis of before To determine the pause in receiving received information).
  • the frequency range (or the frequency band) is divided into discrete frequency channels and that transmission takes place according to the TSMA method.
  • Mobile radio channels usually have signal attenuation that varies over frequency. If a data packet is transmitted in the form of several partial data packets according to the TSMA method and the underlying mobile radio channel is not known in the transmitter, the error rate of the transmission can be reduced or even minimized on average by placing the individual partial data packets over the entire frequency range as far as possible transmitted in a distributed manner (utilization of frequency diversity).
  • a suitable method can be used to ensure that there is a minimum distance between two successive frequency channels of the channel access pattern.
  • the frequency / point in time allocator 138 can therefore be designed to determine frequency information f and time information t based on the pseudo-random number R, the frequency information f specifying a distance between two successive frequency channels .
  • the frequency / point in time allocator 138 can be designed to determine frequency information and time information based on the pseudo-random number R, the Frequency information indicates a distance Dfi n between two successive frequency channels.
  • the controller 130 can have a mapper 150 which can be designed to map the distance Dfi n between two successive frequency channels to a frequency channel index fi, for example by a combiner (eg adder) 152 and a Delay element 154.
  • a mapper 150 which can be designed to map the distance Dfi n between two successive frequency channels to a frequency channel index fi, for example by a combiner (eg adder) 152 and a Delay element 154.
  • FIG. 7 shows the generation of frequency hops with a minimum and or maximum hop width.
  • the frequency / point in time allocator 138 of FIG. 5 or 6 is now replaced by a frequency difference / point in time allocator 138 which no longer supplies absolute frequency channel indices at its immediate output, but rather frequency channel index numbers. Differences.
  • a suitable assignment function (Dfi, t) map_Dft (R) in the frequency difference / point in time assigner can ensure that only frequency channel index jumps
  • Dfi n fi n + i -fi n (from channel access n to channel access n + 1), which are e.g. within a desired range,
  • Dfi n fi n + i -fi n (from channel access n to channel access n + 1), which are e.g. within a desired range
  • Dfi distribution for Dfi than shown in FIG. 8
  • suitable modifications of the exemplary program code that are easily understood by a person skilled in the art (eg uniform distribution in the range from -Dfi m m to -Dfimax or + Dfimin to + Dfi max).
  • FIG. 9 shows in a diagram a frequency and time hop-based allocation of the resources 112 of the frequency band defined by a channel access pattern 110 and a projection of the channel access pattern 110 onto a time axis, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the ordinate describes the frequency channel indices and the abscissa the time slot indices.
  • FIG. 9 shows, by way of example, in the upper part a channel access pattern 110 in the dimensions frequency and time (resource elements 112) and in the lower part its projection onto the time dimension. It can be seen that not every time slot is part of the channel access pattern 110.
  • the time dimension in addition to the frequency dimension (in the form of the frequency channel index), the time dimension (in the form of the time slot index) is also available for generating a pseudo-random channel access pattern 110.
  • the activity rate thus determines the (temporal) density of the resources 112 offered in the channel access pattern 110.
  • the time slots selected for the channel access at a predetermined activity rate can be determined pseudo-randomly from a suitable part of the pseudo-random number R (see FIG. 5 or 6).
  • an integer r n can be derived from the associated pseudo-random number R n , which can assume values between r max and r max , ie r max £ r n ⁇ r max .
  • R n pseudo-random number
  • FIG. 10 shows, in a diagram, resource elements 112 of a channel access pattern 110 projected onto a time axis, which result in unused time slots, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 10 shows an exemplary sequence of used and unused time slots, according to an exemplary embodiment.
  • the method presented in the above exemplary embodiment has the advantage that minimum and maximum intervals between the time slots active in the channel access pattern 110 can be specified.
  • the specification of minimum distances can be particularly advantageous in the case of battery-operated devices in which transmission pauses of a certain minimum length between two successive transmissions (recovery phase) increase the battery life.
  • FIG. 11 shows an exemplary sequence of used and unused time slots, according to an exemplary embodiment.
  • the time slots can be grouped into clusters 114 (in the example of FIG. 11 of length 4). Exactly one time slot of the channel access pattern 110 is placed in each cluster 114.
  • the position of the time slots included in the channel access pattern 110 within the cluster 114 can be determined by a shift v n which is derived from the pseudo random number R n and which can assume integer values between 0 and (cluster length ⁇ 1).
  • areas that cannot be occupied can be introduced between the clusters 114. These can consist of one or more time slots, as is illustrated in FIG.
  • FIG. 12 shows an exemplary sequence of used and unused time slots with unoccupied time slots, according to an exemplary embodiment.
  • the permissible range of the shift variable v n is reduced to the value range from 0 to (cluster length-1 -length of the unoccupied area) due to the unoccupied time slots.
  • the clusters 114 may have to have different lengths in order to achieve the desired activity rate. In this case it varies Value range of v n according to the respective cluster length. For example, to set an activity rate of 40%, clusters of length two and length three can alternate.
  • Data packets that are to reach the recipient as quickly as possible require channel accesses that are as close to one another as possible during transmission, i.e. a comparatively high rate of activity in the channel access pattern.
  • a distribution of the transmission over a longer period of time can be advantageous, i.e. a comparatively low activity rate in the channel access pattern can be favorable.
  • a temporally equalized energy extraction from the battery temporaryly stretched transmission activity
  • the activity rate i.e. the frequency of the channel access
  • a channel access pattern can be designed in such a way that it has areas with different activity rates. This is shown by way of example in FIG.
  • end devices can then send, for example, in the area that is suitable for them.
  • FIG. 13 shows a temporal division of a channel access pattern 110 into areas of different activity rates Ai, A 2 and A3, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 13 shows an example of a channel access pattern with three areas of different activity rates within the channel access pattern 110.
  • A.5. Demand-dependent (dynamic) adaptation of the activity rate of the channel access pattern
  • the design of the channel access pattern 110 ie its activity rate or average time density
  • the design of the channel access pattern 110 can be used to determine the actively usable resource reserve for this network.
  • the provision of a high reserve of resources (high activity rate) with a low actual load can be disadvantageous, particularly in the case of battery-operated devices.
  • An example is a battery-operated base station (eg a PAN network, possibly in so-called repeater mode), which operates the receiver during all active resources of the channel access pattern and thus uses energy.
  • the mean activity rate that is to say the time density of the resources offered by the channel access pattern 110, to the present load conditions. If the activity rate of the channel access pattern 110 is changed, this is correspondingly signaled to the subscribers in the network, for which, for example, the beacon signal (or also dedicated signaling resources) can be used.
  • a terminal 106 If a terminal 106 is in a longer idle state (energy-saving mode), it can happen that it does not receive the signaling information transmitted by the base station 104 during the idle state via a possibly changed channel access pattern. In such a scenario, it can make sense that a channel access pattern 110 provides a minimum supply of (basic) resources that is available at any time and without special signaling, as well as an additional supply of resources that can be added depending on the load and is subject to corresponding signaling .
  • Resources additionally added to the channel access pattern in the above sense can, for example, be arranged chronologically after the basic resources or also be arranged interlaced with them in the two-frequency grid, as shown in FIG.
  • FIG. 14 shows in a diagram a frequency and time hop-based allocation of the resources 112 of the frequency band defined by a channel access pattern 110, the channel access pattern 110 additionally having resources 112 * that can be activated if required, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the ordinate describes the frequency channel indices and the abscissa the time slot indices.
  • FIG. 14 shows an example of interlocking basic and additional resources.
  • A.6 Adaptive frequency range allocation
  • users can decide for themselves, without regulatory restrictions, which frequency ranges they use within the frequency band. This can mean that certain areas of the available frequency band are more heavily occupied by external users than others and are therefore exposed to stronger interference.
  • a base station 104 detects such a medium- or long-term asymmetrical utilization of the frequency band (e.g. through frequency-channel signal-to-interference power estimates based on received signals), the above-average area of the frequency band can be avoided for use by the own network, by not including the associated frequency channels in the channel access pattern. This must be taken into account in the frequency / time allocator (see Fig. 5 or 6) and is signaled to all network participants in a suitable manner.
  • the group of the excluded frequency channels can be described e.g. by a corresponding start and end frequency channel index or by a start frequency channel index and a subsequent number of channels.
  • FIG. 15 shows in a diagram a frequency- and time-hop-based allocation of the resources 112 of the frequency band defined by a channel access pattern 110, wherein a regularly more disturbed frequency range 115 of the frequency band is not occupied by the channel access pattern 110, according to an embodiment of the present invention.
  • the ordinate describes the frequency channel indices and the abscissa the time slot indices.
  • FIG. 15 shows an example of excluding severely disturbed frequency channels from the channel access pattern.
  • a base station 104 can receive on several frequency channels at the same time (frequency channel bundling). In this case it is advantageous, especially in systems with a higher load, to increase the number of resource elements offered within the network accordingly in the frequency dimension and to include several frequency channels within a time slot in the channel access pattern, as shown in FIG.
  • FIG. 16 shows in a diagram a frequency- and time-hop-based allocation of resources 112 of the frequency band defined by a channel access pattern 110, resources 112 being bundled in the frequency range, according to an exemplary embodiment.
  • the ordinate describes the frequency channel indices and the abscissa the time slot indices.
  • FIG. 16 shows an exemplary illustration of the channel access pattern 110 when three adjacent frequency channels are bundled to form resource clusters.
  • the bundling of three frequency channels is shown in FIG. 16 by way of example.
  • Each group of resource elements in a time slot can be referred to as a “resource cluster”.
  • the channel access pattern 110 can be supplemented by the information about the number of frequency channels that constitute a resource cluster.
  • the frequency channels grouped into resource clusters do not necessarily have to be immediately adjacent.
  • the following shows how one or more subscribers of a communication system 102 can access a selection of the resources released for the communication system 102 by the network-specific channel access pattern 110 using a relative channel access pattern.
  • Channel access via relative channel access patterns 17 shows a schematic block diagram of a communication system 102 with a
  • Base station 104 and two end points 106_1-106_2, according to an embodiment of the present invention.
  • the communication system 102 shown in FIG. 17 has, for example, a base station 104 and two end points 106_1-106_2.
  • the present invention is not restricted to such exemplary embodiments; rather, the communication system 102 can have one or more endpoints 106_1-106_n, where n is a natural number greater than or equal to one.
  • the communication system can have 1, 10, 100, 1,000, 10,000 or even 100,000 end points.
  • a frequency band for mutual communication e.g. a license-free and / or license-free frequency band, e.g. ISM band
  • the communication system 102 works in an uncoordinated manner in relation to the other communication systems that use the same frequency band.
  • the base station 104 is designed to send a signal 120, the signal 120 having information about a network-specific channel access pattern 110, the network-specific channel access pattern 110 having a frequency and frequency that can be used for the communication of the communication system 102 / or time-hopping-based allocation of resources of the frequency band, while the end points 106_1-106_2 are designed to receive the signal 120 and to determine the network-specific channel access pattern 110 based on the information about the network-specific channel access pattern (see, for example, FIGS. 5 and 6) .
  • the subscribers e.g. base station 104 and endpoint 106_1
  • the subscribers can use a relative channel access pattern which indicates which of the resources released or usable for communication in communication system 102 by network-specific channel access pattern 110 are actually to be used for the transmission of the data.
  • the base station 104 can be designed to transmit data 160 (for example a signal with the data 160) using a relative channel access pattern (for example to send to the endpoint 106_1 and / or to receive it from the endpoint 106_1), wherein the relative channel access pattern indicates an allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency- and / or time-hop-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern 110.
  • a relative channel access pattern for example to send to the endpoint 106_1 and / or to receive it from the endpoint 106_1
  • the relative channel access pattern indicates an allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency- and / or time-hop-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern 110.
  • the endpoint 106_1 can be configured to transmit data 160 (eg a signal with the data 160) using the relative channel access pattern (eg to receive from the base station and / or to send to the base station 104), the relative Channel access pattern indicates an allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency- and / or time-hop-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern.
  • the relative Channel access pattern indicates an allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency- and / or time-hop-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern.
  • a different relative channel access pattern can be used for mutual communication between other participants (e.g. base station 104 and endpoint 106_2) of communication system 102, which indicates which of the resources released or usable by network-specific channel access pattern 110 for communication of communication system 102 is actually for the Transmission of the data are to be used, the relative channel access pattern (e.g. from endpoint 106_1) and the other relative channel access pattern (e.g. from endpoint 106_2) being different.
  • the base station 104 can also be designed to transmit data 162 (eg a signal with the data 162) using a different relative channel access pattern (eg to send to the other endpoint 106_2 and / or from the other endpoint 106_2 to receive), the other relative channel access pattern indicating an allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency- and / or time-hopping-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern, the relative channel access pattern and the other relative channel access pattern being different.
  • a different relative channel access pattern eg to send to the other endpoint 106_2 and / or from the other endpoint 106_2 to receive
  • the other relative channel access pattern indicating an allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency- and / or time-hopping-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern, the relative channel access pattern and the other relative channel access pattern being different.
  • the other endpoint 106_2 can be configured to transmit data 162 (e.g. a signal with the data 162) using the other relative channel access pattern (e.g. to receive from the base station 104 and / or to send to the base station 104), whereby the other relative channel access patterns one to be used for transmission Allocation of resources from the usable frequency- and / or time-hop-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern indicates, the relative channel access pattern and the other relative channel access pattern being different.
  • data 162 e.g. a signal with the data 162
  • the other relative channel access pattern e.g. to receive from the base station 104 and / or to send to the base station 104
  • the other relative channel access patterns one to be used for transmission Allocation of resources from the usable frequency- and / or time-hop-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern indicates, the relative channel access pattern and the other relative channel access pattern being different.
  • the relative channel access patterns can be determined by the subscribers (e.g. the base station 104 and at least one of the end points 106_1-106_2), for example by the controller 130 implemented in the subscribers.
  • the following exemplary embodiments refer to the exemplary embodiments described in section A, which, if several radio networks (e.g. LPWAN, PAN) coexist in reciprocal reception range, structure access to a shared frequency band in such a way that the cross-network, mutual interference of the participants or the negative effects of which on the transmission security are reduced or even minimized.
  • radio networks e.g. LPWAN, PAN
  • TSMA Telegram Splitting Multiple Access
  • each network hereinafter referred to as “base station”, within the framework of the IEEE standard [2] called “PAN coordinator”
  • PAN coordinator which the non-coordinating participants of the network
  • Endpoints can transmit information about the channel access pattern used within the network.
  • the channel access patterns described above define a set of radio resources (resource elements) that are generally available for transmission within a network for a certain period of time. They thus define the supply of resources (valid for the period under consideration) determined by the base station, which the terminals can access.
  • a fundamental distinction is made between “contention-free access” and “contention-based access”.
  • a terminal device In contention-free access, a terminal device is assigned uniquely specified radio resources for exclusive use by the coordinating entity (base station).
  • the terminal In the case of competition-based access - to which exemplary embodiments relate - the terminal has a range of radio resources available from which the terminal can use its own initiative if necessary, ie without individual resource allocation. It is characteristic here that other end devices can also access the same offer, so that there can be conflicts in access to the shared radio resources. The aim is to reduce or even avoid these conflicts as much as possible.
  • Embodiments thus deal with techniques that make the distribution of the available resources (which have been defined by the base station) as effective as possible, so that the interference between the subscribers within the network is reduced or even minimized.
  • the specification of an offer of available radio resources by the base station in the form of the network-specific channel access pattern (see Section A).
  • the task of the channel access patterns is to design the access of several uncoordinated networks to a shared frequency band in such a way that the participants in different networks affect each other as little as possible (goal: separation of the networks from one another).
  • Channel access pattern by end devices in the form of a relative channel access pattern.
  • the relative channel access pattern is hierarchically below the network-specific channel access pattern and cannot use any resources that are outside the network-specific channel access pattern.
  • the indexing of the resources can therefore advantageously take place relative to the network-specific channel access pattern.
  • the different relative channel access patterns have the task of providing several participants within a network (possibly in the same period of time) with access to the common resource offer within the framework of competition-based access, whereby the participants within the network mutually support each other should have as little impact as possible (goal: separation of the participants within a network).
  • Embodiments provide that there is a stock of relative channel access patterns known both to the base station and to the terminals of the network, from which the terminal uses one for each transmission, for example.
  • the selection of a relative channel access pattern from the available pool can take place according to various criteria and is described in more detail below.
  • exemplary embodiments of the present invention relate to the hierarchical structure of the channel access pattern of network participants consisting of two components:
  • the actively used relative channel access pattern of a network subscriber thus consists of a subset of the network-specific channel access pattern.
  • the use of the exemplary embodiments described herein is particularly advantageous in the case of data transmission according to the TSMA method, in which a data packet is transmitted divided into a number of partial data packets.
  • the following illustration assumes that the frequency band is divided into a number of discrete frequency channels and that the accesses within a network are also discretized over time in the form of time slots.
  • FIG. 18 shows in a diagram a frequency and time hopping-based usable allocation of resources 112 of the frequency band indicated by a network-specific channel access pattern 110, an allocation of resources 118 to be used for the transmission indicated by a relative channel access pattern 116 from the usable allocation of resources 112 of the network-specific channel access pattern 110, as well as Projections of the channel access patterns 110, 116 onto time axes before and after removal of unused resources (eg time slots), according to an exemplary embodiment.
  • the ordinate describes the frequency channel indices and the abscissa the time slot indices.
  • the network-specific channel access pattern 110 defines the distribution of the resources 112 of the frequency band (e.g. each defined by time slot and frequency channel, or time slot index and frequency channel index), which are used by communication system 102 and thus by the subscribers (base station 104 and Endpoints 106_1-106_2) of the communication system 102 can be used for mutual communication, while the relative channel access pattern 116 indicates those resources 118 from the usable resources 112 that are used by a subset of participants (e.g. a limited group of participants, e.g. two participants, such as base station 104 and endpoint 106_1) of communication system 102 can actually be used for mutual communication.
  • a subset of participants e.g. a limited group of participants, e.g. two participants, such as base station 104 and endpoint 106_1
  • FIG. 18 shows a schematic exemplary illustration of the network-specific and relative channel access pattern (hierarchical structure of the channel access).
  • FIG. 18 shows, by way of example, the division of the radio resources in a discrete time / frequency grid into a large number of resource elements.
  • a resource element is described by a frequency channel index and a time slot index.
  • a network-specific channel access pattern 110 is shown, which is highlighted by resource elements 112 which are symbolically connected to one another by arrows.
  • This network-specific channel access pattern 110 represents the range of resource elements 122 which are made available by a network (or communication system) 102.
  • signals can only be transmitted on one frequency channel in a time slot.
  • the two-dimensional representation is projected onto the time axis and all time slots that are not occupied in the network-specific channel access pattern 110 are removed, then the "available resources" 112 result according to the above representation .
  • a relative channel access pattern 116 is shown by way of example, which defines a subset of the available resources (possibly also all of them).
  • the channel access pattern effectively resulting in the selected example ie the hierarchical Combination of network-specific and relative channel access pattern
  • the relative channel access pattern with its relative time slot index can be calculated back to the original discrete time grid using the mean activity rate A defined in section A.
  • a base station 102 can receive on several frequency channels at the same time (frequency channel bundling). In this case, it is advantageous, especially in systems with a higher load, to increase the number of resource elements offered within the network accordingly in the frequency dimension and to include several frequency channels within a time slot in the network-specific channel access pattern 110. This is shown in FIG. 19.
  • FIG. 19 shows in a diagram a frequency- and time-hop-based usable allocation of resources 112 of the frequency band bundled in the frequency range, indicated by a relative channel access pattern 116, indicated by a relative channel access pattern 116 from the usable resources 118 to be used for transmission Allocation of resources 112 of the network-specific channel access pattern 110, as well as projections of the channel access patterns 110, 116 on time axes before and after removal of unused resources (eg time slots).
  • the ordinate describes the frequency channel indices and the abscissa the time slot indices.
  • the network-specific channel access pattern 110 indicates a bundling of resources 112 in the frequency direction (e.g. per time slot or time slot index), i.e. a plurality of adjacent resources 112 (e.g. frequency channels or frequency channel indices) of the frequency band
  • the relative channel access pattern 116 indicates at most a subset (for example at most one resource, ie one or no resource) of the plurality of neighboring resources 112 of the network-specific channel access pattern 110 in the frequency direction.
  • FIG. 19 shows a schematic exemplary illustration of the network-specific channel access pattern 110 and the relative channel access pattern 116 with seamless frequency channel bundling.
  • FIG. 19 shows, by way of example, a bundling of three respectively connected frequency channels per occupied time slot.
  • the occupancy of the (in the example: three) frequency channels is also available as a degree of freedom.
  • FIG. 20 shows in a diagram a frequency- and time-hop-based usable allocation of resources 112 of the frequency band that are spaced apart in the frequency range, indicated by a network-specific channel access pattern 110, and an allocation of resources 118 from the usable allocation indicated by a relative channel access pattern 116 to be used for the transmission of resources 112 of the network-specific channel access pattern 110, an allocation of resources 119 to be used for the transmission specified by another relative channel access pattern 117 from the usable allocation of resources 112 of the network-specific channel access pattern 110, as well as projections of the channel access patterns 110, 116, 117 on time axes before and after removing unused time slots or frequency channels, according to an embodiment.
  • the ordinate describes the frequency channel indices and the abscissa the time slot indices.
  • the network-specific channel access pattern 110 indicates a bundling of resources 112 in the frequency direction (e.g. per time slot or time slot index), that is, a plurality of resources 112 spaced apart from one another (e.g.
  • the relative Channel access pattern 116 in the frequency direction specifies at most a subset (for example at most one resource, ie one or no resource) of the plurality of spaced apart resources 112 of the network-specific channel access pattern 110, and the other relative channel access pattern 117 in the frequency direction at most indicating a subset (for example at most one resource, ie one or no resource) of the plurality of one another indicates spaced resources 112 of the network-specific channel access pattern 110, wherein the relative channel access pattern 116 and the other relative channel access pattern 117 are different.
  • FIG. 20 shows a schematic exemplary illustration of the network-specific channel access pattern 110 and the relative channel access pattern 116 in the case of frequency channel bundling with gaps.
  • This frequency channel bundling is that, as with the relative channel access pattern 117 of a second participant (e.g. user) additionally shown in FIG. 20, significantly less adjacent channel interference (the channel separation of two directly adjacent channels is always problematic due to the limited filter effect, especially when one channel with a significantly stronger reception power than the adjacent channel is received) as in FIG. 19 occurs.
  • the advantage of the bundling described in FIGS. 19 and 20 is that more terminals within the network and within a given period of time can access the radio resources (higher load). Alternatively, with a given load, the probability of channel access collisions can be reduced by channel bundling, since a given access volume is distributed to more potential resource elements (reduced mutual interference between the participants within the network).
  • the advantage of frequency channel bundling compared to using more time slots is also greater energy efficiency, since the receiver switches on the receiver for fewer time slots with the same supply of resource elements.
  • FIG. 21 shows in a diagram a projection of a network-specific channel access pattern 110 and a relative channel access pattern 116 on the time axis after the removal of unused frequency channels and time slots, the relative channel access pattern 116 in the frequency direction occupying several of the resources 112 available in the frequency direction for at least some of the time jumps .
  • the ordinate describes the relative frequency channel indices and the abscissa the relative time slot indices.
  • FIG. 21 shows a diagram of a relative channel access pattern 116 in the case of frequency channel bundling with simultaneous transmission (eg transmission) on a plurality of frequency channels.
  • the signal is generated on each frequency channel with an identical symbol rate.
  • this area referred to below as a “resource cluster”
  • Different symbol rates and / or a different number of symbols can be assigned to these partial resources, as is illustrated in FIG. 22.
  • FIG. 22 shows, in a diagram, a frequency- and time-hopping-based, usable occupancy of resources 112 bundled into blocks (or clusters) 113 in the frequency domain, indicated by a network-specific channel access pattern 110
  • Frequency band with different parts 111_ 1 -111_4 of the block 113 of contiguous resources 112 being assigned different symbol rates and / or different numbers of symbols, according to an exemplary embodiment.
  • the ordinate describes the frequency channel indices and the abscissa the time slot indices.
  • FIG. 22 shows the formation of resource clusters 113 with partial resources 111_1-111_4 of different symbol rates and numbers of symbols per time slot (example).
  • each resource cluster 113 is divided into four independent sub-resources “A” (111_1), “B” (111_2), “C” (111_3), “D” (111_4), in which different multiples of the symbol rate f s and the number of symbols N s are used.
  • A 111_1
  • B 111_2
  • C 111_3
  • D 111_4
  • different multiples of the symbol rate f s and the number of symbols N s are used.
  • two successive accesses by two different participants can take place, for example, due to the shortened symbol duration in a time slot. This is the case in FIG. 22 for the temporally successive partial resources “B” (111_2) and “C” (111_3).
  • the advantage of this procedure is that, within the network-specific channel access pattern 110, resources can be allocated with different symbol rates and thus transmission bandwidths as required.
  • Data packets that are to reach the recipient as quickly as possible require channel accesses as closely as possible to one another during transmission, i.e. a comparatively high activity rate A in the network-specific channel access pattern, as described in Section A.
  • a distribution of the transmission over a longer period of time can be advantageous, i.e. a comparatively low activity rate A in the network-specific channel access pattern can be favorable.
  • the key design parameters for a set of K relative channel access patterns are
  • the number of partial data packets is significantly smaller than the number of resource elements available in the time direction, that is D «Z.
  • FIG. 23 shows in a diagram a projection of a network-specific channel access pattern 110 and a relative channel access pattern 116 with D resources 112 on the time axis after the removal of unused resources (frequency channels and time slots), according to an exemplary embodiment.
  • the ordinate describes the relative frequency channel indices and the abscissa the relative time slot indices.
  • FIG. 23 shows a representation of a resource frame with F x Z resources and an absolute total length of TRE * (Z / A) seconds.
  • a first design step based on the total frame duration Tp rame and the network-specific activity rate A from section A and the duration TRE for a resource element, the number of available resource elements is to be determined.
  • T Frame T RE ⁇ (Z / A)
  • T Fr a m e should not be greater than 500 ms.
  • the duration of a resource frame can easily assume values of 5 to 10 seconds.
  • the network-specific activity rate A from section A is also influenced by the application.
  • the time TRE of a partial data packet or resource element still has to be determined. With a symbol rate fs of around 2500 sym / s, for example, and a number of 30 to 80 symbols per partial data packet, values of 12 to 32 ms result for TRE.
  • the number Z of resources available in the time direction can be determined from the application-specific specifications for 7> rame, TRE and A. Together with the F predetermined frequency channels, the total available resources per resource frame then result. As shown in the table shown in FIG. 24, these values can differ significantly depending on the application.
  • FIG. 24 shows, in a table, a resource calculation for various exemplary applications.
  • Equation (1) it was assumed that a pattern per time slot index may only use one resource element from all F frequency channels, see FIG. 20.
  • the number D of partial packets should be selected to be as large as possible, since the robustness against interference from other subscribers is then greatest, regardless of whether they come from your own network or from external networks.
  • a data packet is broken down into 10 to 30 partial data packets. If a transmission time corresponding to this number of partial data packets is not available, for example in some latency-critical applications, the value of D can also be smaller.
  • M 1024
  • 25 shows, in a diagram, simulation results of the packet error rate for different channel access pattern lengths M as a function of the number of simultaneously active terminals with 360 resource elements.
  • the ordinate describes the packet error rate PER and the abscissa the number of N terminals active at the same time in the resource frame (e.g. end points).
  • the various full collision probabilities can be recognized as a function of M.
  • M 1024
  • 26 shows, in a diagram, simulation results of the packet error rate for different channel access pattern lengths M as a function of the number of simultaneously active terminals with 60 resource elements.
  • the ordinate describes the packet error rate PER and the abscissa the number of N terminals active at the same time in the resource frame (e.g. end points).
  • M 1024 proves to be useful. If the value of M max falls below the threshold of 10 14 , M can be reduced accordingly, with simulations being used to check to what extent the PER performance still meets the requirements. For very large values of M max , M can definitely assume values that are even greater than 1024. This can be determined through appropriate simulations.
  • the number M of different channel access patterns and their length D were determined. Ideally, the individual channel access patterns are determined by means of a random generator, so that there is as little correlation or similarity as possible between the M individual patterns. On the recipient side, this usually means a very high detection effort.
  • the third design step In order to reduce this detection effort, an attempt is made in the third design step to give the channel access patterns structural properties, such as clustering or repeating patterns, in order to significantly reduce the computational complexity on the receiver side.
  • the PER performance as shown, for example, in FIGS. 25 and 26, should not worsen as a result.
  • One possibility is to subdivide the resource frame into clusters 114 of equal length L, as shown in FIG.
  • L 4
  • R - L x D times i.e. 180 times
  • the data transmitter 106 can be, for example, a data transmitter 106_1 of a plurality of data transmitters 106_1 to 106_n of the communication system 102 (see sections A and B).
  • the communication system 102 can be designed to communicate wirelessly in a frequency band that is used by a plurality of communication systems for communication.
  • a set of usable resource elements 112 is available to the participants (e.g. data senders and / or data receivers) of the communication system 102 for the transmission of data.
  • the usable resource elements 112, for example defined by time slots t0, t1, t2, ... and frequency channels c0, c1, c2, ..., into which the frequency band is divided, can be one into frequency and / or Area of resource elements related to the time direction act, as is shown by way of example in FIG. 28, or also to resource elements or areas of resource elements distributed in frequency and / or time direction (for example, spaced apart from one another).
  • the subscribers of the communication system 102 can optionally use a channel access pattern 110 for the transmission of data, as was explained in Sections A and B, in which case the usable / allocable resource elements 112 can be defined by the channel access pattern 110.
  • the data transmitter 106 can be designed to transmit data, such as a data packet or telegram, in a distributed manner in accordance with the telegram splitting method.
  • the data transmitter 106 is designed to derive the jump pattern 116 from a basic jump pattern 126 based on a shift of the basic jump pattern 126 in frequency (e.g. in frequency direction) and / or time (e.g. in time direction).
  • the basic jump pattern 126 can indicate that the resource elements 128 of the usable resource elements 112 are to be used / occupied for the transmission of data, ie sub-data packets that are sent in accordance with the basic jump pattern 126 in the resource elements 128 indicated by the basic jump pattern 126.
  • the data transmitter 106 uses a jump pattern 116 derived from the basic jump pattern 126 by shifting the basic jump pattern 126, according to which the resource elements 118 of the usable resource elements 112 are used to transmit the Data to be used / occupied, ie sub-data packets which are sent in accordance with the jump pattern 116, are transmitted in the resource elements 118 indicated by the jump pattern 116.
  • Each jump of the jump pattern 116 thus defines a resource element 118 of the usable resource elements 112 of the communication system 102 to be used for the transmission (e.g. of a sub-data packet).
  • the shift of the basic jump pattern 126 in time and / or frequency can, however, lead to a jump of the jump pattern 116, or in other words, a resource element 118 defined by the jump pattern 116, outside the usable resource elements 112 of the communication system 102, ie outside a permissible resource range (e.g. outside a permissible frequency range in the frequency direction and / or outside a permissible time range in the time direction).
  • a permissible resource range e.g. outside a permissible frequency range in the frequency direction and / or outside a permissible time range in the time direction.
  • the data transmitter 106 can therefore be designed, when deriving the jump pattern 116 from the basic jump pattern 126, to base a jump in the jump pattern 116 that is outside the usable resource elements 112 of the communication system 102 due to the shift in the basic jump pattern 126 in terms of time and / or frequency on a cyclical shift into the permissible resource area 112, as explained in detail below in Section C.1.
  • the data transmitter 106 can be designed, when deriving the jump pattern 116 from the basic jump pattern 126, based on a jump in the jump pattern 116 that is outside the usable resource elements 112 of the communication system 102 due to the shift of the basic jump pattern 126 in frequency (e.g. in frequency direction) to shift based on a cyclical shift in frequency into the permissible resource area 112 and to shift the jump additionally based on a linear shift in time, and / or due to the shift of the basic jump pattern 126 in time (e.g. in time direction) to move the jump of the jump pattern 116 outside the usable resource elements 112 based on a cyclical shift in time into or within the permissible resource area 112, as will be explained in detail further below, for example in section C.3.
  • the shift of the basic jump pattern 126 in frequency e.g. in frequency direction
  • the shift of the basic jump pattern 126 in time e.g. in time direction
  • the shift of the basic jump pattern 126 based on which the data transmitter 106 derives the jump pattern 116 from the basic jump pattern 126, can be based on a shift of the same basic jump pattern 126, based on which another data transmitter of the communication system derives a different jump pattern from the same basic jump pattern 126, differ, for example so that the sub-data packets sent out with the data signal 122 according to the jump pattern 116 and the sub-data packets sent out by the other data transmitter according to the other jump pattern do not or only partially overlap or collide.
  • the hopping pattern 116 is derived from the basic hopping pattern 126 based on a random shift of the basic hopping pattern 126 in frequency and / or time.
  • CRC cyclic redundancy check
  • dt cyclic redundancy check CMAC
  • ID identification
  • the data receiver 104 is designed to correlate the usable resource elements 112 each with a reference sequence (eg that corresponds to the pilot sequence with which the sub-data packets are provided) in order to obtain correlation results for the usable resource elements 112 and to obtain the To convert correlation results according to the position of the usable resource elements in time and frequency into an at least one-dimensional array (e.g. two-dimensional array) of correlation results, the data receiver 104 being designed to correlate the at least one-dimensional array (e.g. two-dimensional array) Arrays) of correlation results with an at least one-dimensional array (eg two-dimensional array) of reference values, the at least one-dimensional array (eg two-dimensional array) of reference values being derived from the basic jump pattern 126.
  • a reference sequence eg that corresponds to the pilot sequence with which the sub-data packets are provided
  • the data receiver 104 can be designed to detect the plurality of sub-data packets based on the correlation of the at least one-dimensional array of correlation results with the at least one-dimensional array of reference values.
  • the data transmitter 106 and the data receiver 104 can optionally be designed to use a channel access pattern 110 for the transmission of data, as was explained in Sections A and B.
  • the data receiver 104 can be designed to send the control signal 120 (or beacon signal), the control signal 120 having information about the channel access pattern 110, the channel access pattern 110 being the frequency and frequency that can be used for the communication of the communication system 102 / or time-hopping-based allocation of resource elements of the frequency band, ie the channel access pattern 110 indicates the resource elements 112 which can be used / allocated by the communication system 102 for the transmission of the plurality of sub-data packets.
  • the data receiver 104 can have a transmitting device (or transmitter, or transmitting module, or transmitter) 172 which is designed to transmit signals, such as, for example, the control signal 120.
  • the transmitting device 172 can be connected to an antenna 174 of the data receiver 104.
  • the data receiver 104 can furthermore have a receiving device (or receiver, or receiving module, or receiver) 170 which is designed to receive signals, such as, for example, the data signal 124.
  • the receiving device 170 can be connected to the antenna 174 or a further (separate) antenna of the data receiver 104.
  • the data receiver 104 can also have a combined transceiver.
  • the data transmitter 106 can be a receiving device (or receiver, or
  • Receiving module, or receiver which is designed to receive signals, such as the control signal 120.
  • the receiving device 182 can be connected to an antenna 184 of the data transmitter 106.
  • the data transmitter 106 can have a transmission device (or transmitter, or transmission module, or transmitter) 180 which is designed to transmit signals, such as, for example, the data signal 124.
  • the transmission device 180 can be connected to the antenna 184 or a further (separate) antenna of the data transmitter 106.
  • the data transmitter 106 can also be a combined
  • the data transmitter 106 can be an endpoint of the communication system 102.
  • the data transmitter 106 can be battery operated.
  • the data receiver 104 can be a base station of the communication system 102.
  • the data receiver 104 can be battery operated.
  • the definition of a hop pattern consists of a time slot index and a frequency channel index. This can be seen as an example for a system in FIG. 29.
  • FIG. 29 shows in a diagram an occupancy of resource elements 118 of the resource elements 112 usable by the communication system 102, indicated by a jump pattern 116 of a subscriber, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the ordinate describes the frequency in frequency channels and the abscissa the time in time slots.
  • FIG. 29 shows an overview of the available resource elements 112 of a radio communication system with a subscriber who transmits data using a hop pattern 116.
  • FIG. 29 shows a subscriber (user 1) who, using a jump pattern 116, transmits data in a total of four resource elements 118.
  • jump patterns 117 have been defined in previous systems (see e.g. Section B) to separate these users, as shown in FIG. 30.
  • These jump patterns 117 were designed in such a way that they interfere with one another as little as possible, that is, the cross-correlation function has the smallest possible maxima.
  • FIG. 30 shows in a diagram an allocation of resource elements 118 indicated by a jump pattern 116 of a subscriber and an allocation of resource elements 119 of the resource elements 112 usable by the communication system 102, indicated by another jump pattern 117 of another subscriber, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the ordinate describes the frequency in frequency channels and the abscissa the time in time slots.
  • FIG. 30 shows the available resource elements 112 of the system from FIG. 29, two participants (user 1 and user 2) with different jump patterns 116, 117 accessing the offer of resource elements 112.
  • FIG. 31 shows in a diagram an allocation of resource elements 118 indicated by a jump pattern 116 and allocations of resource elements 119_1, 119_2 indicated by two other jump patterns 117_1, 117_2 of two other subscribers of the resource elements 112 usable by the communication system 102, the jump pattern 116 and the two other jump patterns 117_1, 117_2 are derived from the same basic jump pattern, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the ordinate describes the frequency in frequency channels and the abscissa the time in time slots.
  • the jump pattern shown in FIG. 31 it is assumed by way of example that the jump pattern shown in FIG.
  • the first other jump pattern 117_1 can be derived from the basic jump pattern 126 based on a shift of the basic hopping pattern 126 from zero time slots and one (+1) frequency channel.
  • the second other hopping pattern 117_2 can be derived from the basic hopping pattern 126 based on a shift of the basic hopping pattern 126 by two (+2) time slots and zero frequency channels.
  • a time slot offset can also be combined with a frequency channel offset. Based on the range of resource elements 112 shown in FIG. 31 and the defined hopping pattern, there are three possible frequency channels and four possible time slot offsets in this exemplary system, so that all (partial) packets are still within the available resource elements 112.
  • the participants can only transmit data exactly within the available resource elements 112.
  • the coordination also ensures that every user accesses the specified time-frequency pattern (e.g. channel access pattern 110) precisely.
  • a cyclic convolution can be converted into a DFT or FFT. Conversely, if a DFT or FFT is used to detect the basic sequence 126, a cyclic or circular convolution is carried out with the expected sequence. There are also techniques with which a linear convolution can be carried out using FFT, but these techniques are presented here outside and are not used here.
  • FIG. 32 shows, in a diagram, an allocation of resource elements 118 indicated by a jump pattern 116 and an allocation of resource elements 118 indicated by two other jump patterns 117_1, 117_2 of two other subscribers
  • Resource elements 119_1, 119_2 of the resource elements 112 usable by the communication system 102 the jump pattern 116 and the two other jump patterns 117_1, 117_2 being derived from the same basic jump pattern, with a jump of the other jump pattern 117_1 outside a permissible range of the usable resource elements 112 of the communication system 102 lies.
  • the ordinate describes the frequency in frequency channels and the abscissa the time in time slots.
  • the first other hop pattern 117_1 is derived from the basic hop pattern 126 based on a shift of the basic hop pattern 126 from zero time slots and two (+2) frequency channels, which results in a hop outside the usable resource elements 112 of the communication system 102 is located.
  • FIG. 32 shows the scenario from FIG. 31 wherein a frequency channel offset is applied to the second subscriber (user 2) so that one of the resource elements 119_1 (or the (partial) data packets) specified by the jump pattern 117_1 is outside the permissible resource Frames lies.
  • FIG. 33 shows, in a diagram, an allocation of resource elements 118 indicated by a jump pattern 116 and allocations of resource elements 118 indicated by two other jump patterns 117_1, 117_2 of two other subscribers
  • the ordinate describes the frequency in frequency channels and the abscissa the time in time slots.
  • FIG. 32 describes the frequency in frequency channels and the abscissa the time in time slots.
  • the first other hop pattern 117_1 is derived from the basic hop pattern 126 based on a shift of the basic hop pattern 126 from zero time slots and two (+2) frequency channels, which results in a hop outside the usable resource elements 112 of the communication system 102 is located.
  • FIG. 33 shows the scenario from FIG. 32 with cyclical shifting of the (partial) data packets which are not in the valid range of the resource frame.
  • the second partial data packet is now no longer at frequency index cC + 1, but at index cO and is thus again in the valid range.
  • all (partial) data packets (or all resource elements indicated by a jump pattern) which fall out of the permissible resource frame in the event of a shift in time or frequency direction are cyclically shifted back into the permissible range.
  • the sequence in a transmitter 106 could be implemented as follows, for example.
  • each (partial) data packet (or specified resource element) is checked to determine whether it is within the valid range of the resource frame.
  • a simpler method of ensuring this is to apply a modulo tT operation to each calculated time slot index that was calculated after applying the time slot offset, thus ensuring that each index is within the permissible range. This can be done in a similar way for the frequency channel indices.
  • a modulo operation can be carried out in both dimensions in order to achieve the cyclical shift.
  • the (partial) data packets of the basic sequence need not be distributed uniformly over the frequency channels.
  • the following exemplary embodiments relate to the data receiver 106 of a radio communication system 102, with a coordinating entity defining the available resource elements 112 and communicating them to the subscribers (users), such as data transmitters 106.
  • T corresponds to the symbol duration and f sy m to the symbol rate.
  • pilot sequence is introduced into at least two (partial) data packets (the plurality of partial data packets into which the data packet is subdivided), which, however, generally does not mean a restriction, since this is typically already present for synchronization purposes .
  • the detection of a telegram or data packet with a distributed pilot sequence in the (partial) data packets typically takes place in the following steps:
  • step two The correlation on the pilot sequences described in step two is carried out for each resource element 112 in each time slot and each frequency channel. As a result of this correlation, a correlation result is thus obtained for each resource element in terms of time and frequency.
  • a 2D array (166) with correlation results k [t, c] is obtained, which is shown in FIG. 34 for the example system from subsection C.1.
  • FIG. 34 shows in a diagram a two-dimensional (2D) array (166) of correlation results, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the ordinate describes the frequency in frequency channels and the abscissa the time in time slots.
  • FIG. 34 shows an example of a 2D array (166) with Correlation results from the correlation on the pilot sequences in the (partial sponsorship packages.
  • the elements of the two-dimensional array (166) of 5 correlation results are the usable resource elements 112 of the communication system 102 according to the position of the usable ones
  • Resource elements 112 allocated in time and frequency.
  • frequency channels and / or time slots that are not part of the usable resource elements 112 of the communication system can be masked out, i.e. gaps in time and / or frequency between the usable resource elements can be left out. This is particularly the case, for example, when the usable resource elements 112 are indicated by a channel access pattern 110.
  • 5 exemplary embodiments is based on the idea that the combination of
  • Correlation results from the correlation on the pilot sequences basically correspond to a correlation again.
  • the coherence between the (partial packet packages is not given due to the reduction in power consumption in the transmitter 106, 0 so that the results of the correlation on the pilot sequences are not coherent
  • the combination of the results of the correlation on the pilot sequences is therefore a purely real-valued operation, so that when the combination is converted into a correlation, the input data are also real-valued
  • a 2D array (168) is created which has the same size as the 2D array (166) with the results of the correlation on the pilot sequences (corresponds to the size of the resource frame ).
  • FIG. 35 shows in a diagram a two-dimensional (2D) array (168) of reference values, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the ordinate describes the frequency in frequency channels and the abscissa the time in time slots.
  • FIG. 35 shows a reference sequence of the basic sequence when the combination is converted via the (partial) data packets into a 2D correlation.
  • the two-dimensional array (166) of correlation results (see FIG. 34) and the two-dimensional array (168) of reference values have the same array size.
  • FIG. 35 shows in a diagram a two-dimensional (2D) array (168) of reference values, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the ordinate describes the frequency in frequency channels and the abscissa the time in time slots.
  • FIG. 35 shows a reference sequence of the basic sequence when the combination is converted via the (partial) data packets into a 2D correlation.
  • the two-dimensional array (166) of correlation results (see FIG. 34) and the two-dimensional array (168) of reference values
  • the one-dimensional array (168) of reference values corresponds to the basic jump pattern 126, ie entries of the two-dimensional array (168) of reference values which correspond to the resource elements 128 specified by the basic jump pattern 126 are displayed the correlation is assigned normalized reference value (in the example of FIG. 35 one (1)), while all other entries of the two-dimensional array (168) of reference values, i.e. the entries that do not correspond to the resource elements 128 specified by the basic jump pattern 126, appear a fixed value, such as zero, can be set.
  • the size at the output is the same as the size at the input.
  • the maximum of the 2D correlation in the time direction is at the index t0.
  • the index in the frequency direction is cO.
  • FIG. 36 shows in a diagram the result (amplitude) of a two-dimensional correlation of the two-dimensional array (166) of correlation results with the two-dimensional array (168) of reference values plotted over time, for the case that the jump pattern corresponds to the basic jump pattern.
  • FIG. 36 shows the result of the 2D correlation in the time direction from the previous example, the jump pattern being chosen to be the same as the basic sequence.
  • FIG. 37 shows in a diagram the result (amplitude) of a two-dimensional correlation of the two-dimensional array (166) of correlation results with the two-dimensional array (168) of reference values plotted against the frequency, for the case that the jump pattern corresponds to the basic jump pattern corresponds to.
  • FIG. 37 shows the result of the 2D correlation in the frequency direction from the previous example, the hopping pattern being chosen to be the same as the basic sequence.
  • the maximum lies both in the time and in the frequency direction at the index 0, which corresponds to the index t0 and c0, respectively.
  • FIG. 38 shows in a diagram the result (amplitude) of a two-dimensional correlation of the two-dimensional array (166) of correlation results with the two-dimensional array (168) of reference values plotted over time, for the case that the jump pattern was advanced by two time slots and six frequency channels compared to the basic hopping pattern.
  • FIG. 38 shows the result of the 2D correlation in the time direction from the previous example, the hopping pattern being advanced by two time slots and six frequency channels to the basic sequence.
  • FIG. 39 shows in a diagram the result (amplitude) of a two-dimensional correlation of the two-dimensional array (166) of correlation results with the two-dimensional array (168) of reference values plotted against the frequency, for the case that the jump pattern is compared to the Basic hopping pattern was advanced by two time slots and six frequency channels.
  • FIG. 39 shows the result of the 2D correlation in the frequency direction from the previous example, the hopping pattern being advanced by two time slots and six frequency channels to the basic sequence.
  • the combination of the results according to the jump pattern can be effectively designed if all selected jump patterns are based on the same basic sequence (see basic idea)
  • the frequency index from the correlation can be used to extract the respective time and frequency offset of the jump pattern used.
  • a 2D correlation is carried out in accordance with the jump pattern.
  • a correlation is very similar to convolution, whereby a correlation can be converted into a convolution if either the reference signal or the signal to be examined are mirrored.
  • the following relationship therefore applies to performing a correlation in the frequency domain:
  • Corr IDFT (DFT (ln) DFT (mirror (Ref) * ))
  • the DFT / FFT are cyclic operations and thus, unlike the linear correlation / convolution, the output size corresponds exactly to the size of the input data.
  • a cyclic correlation is particularly advantageous, since all possible time and frequency offsets can be examined with a transformation in the frequency domain, multiplication there in the frequency domain and subsequent transformation back into the time domain. This is particularly advantageous when the resource frame is large, since a great deal of computing power can be saved.
  • the 2D correlation is carried out in the frequency domain.
  • the signal to be examined and the mirrored reference sequence are transformed using DFT / FFT and then multiplied.
  • the result of the correlation is obtained by applying an IDFT / IFFT to the multiplication result.
  • DSP digital signal processors
  • DSP digital signal processors
  • These signal processors provide libraries for effective signal processing. Normally there is also a DFT / FFT underneath. In very few cases, however, there will be a multi-dimensional FFT.
  • the signal processors for image processing are an exception here. If there is no optimized library available on the DSP that has a multi-dimensional DFT / FFT, the DFT / FFT must be calculated “on foot” for the procedure described above. This means that the optimizations of the signal processor cannot be used.
  • FIG. 40 shows a schematic view of a transformation of the two-dimensional array (168) of reference values from FIG. 35 into a virtual one-dimensional plane.
  • FIG. 40 shows a transformation of the reference sequence from Fir. 36 on a virtual one-dimensional plane.
  • the result can be transformed back into the time domain with the help of an IDFT / IFFT.
  • the two-dimensional result is obtained by inverse transformation on two levels (reverse operation of FIG. 40).
  • the two-dimensional DFT / FFT and IDFT / IFFT is converted into a one-dimensional DFT / FFT in which both the reference sequence (two-dimensional array of reference values) and the 2D array to be examined (two-dimensional array of correlation results) are transformed onto a virtual one-dimensional level become. After the one-dimensional result of the multiplication has been transformed back, the virtual one-dimensional array is transformed back to the original two levels.
  • C.3 Use of cyclically shifted basic patterns for detection rate optimization
  • the available transmission frequency range is divided into C individual, discrete frequency channels, which are characterized by a frequency channel index ⁇ c0, c1, ..., cC-1 ⁇ .
  • the time resources are also divided into T discrete elements, which are referred to below as time slots, which are correspondingly assigned a time slot index ⁇ t0, t1.
  • tT-1 ⁇ are provided.
  • a time slot (or sub-data packet) contains both the user data and a preamble (also called reference, training or pilot sequence).
  • the definition of a hop pattern which consists of J individual sub-data packets, consists of a sequence of time slot indices and frequency channel indices. This can be seen by way of example for the system in FIG. 41.
  • FIG. 41 shows in a diagram an occupancy of indicated by three jump patterns 116, 117 and 131 of different participants 106_1, 106_2, 106_3
  • the ordinate describes the frequency in frequency channels (frequency indices) and the abscissa the time in time slots (time slot indices).
  • a jump of a jump pattern (e.g. jump 119_3 of second participant 106_2), which is caused by the shift of the basic jump pattern in frequency (in the frequency direction) outside of the permissible frequency range defined by the usable resource elements 112 can be shifted into the permissible frequency range (resource range 112) based on a cyclic shift (circular rotation).
  • a jump of a jump pattern (for example jump 133_4 of third participant 106_3) which, due to the shift of the basic jump pattern in time (in time direction) lies outside the permissible time range defined by the usable resource elements 112, can be based on a cyclic shift (circular rotation) in the permissible time range (resource range 112).
  • FIG. 41 shows a scenario according to Section C.1 with three jump patterns
  • three users e.g. endpoints
  • the jump patterns 116, 117 and 131 of all three participants 106_1, 106_2 and 106_3 are identical and differ only in the different time and / or frequency offsets.
  • the jump pattern 117 from the second participant 106_2 has a frequency offset of two frequency channels compared to the jump pattern 116 from the first participant 106_1, while the jump pattern 131 from the third participant 106_3 has a time offset of four timeslots compared to the jump pattern 116 from the first participant 106_1.
  • a sub-data packet would be in the same column (in the example: second subscriber 106_2, third sub-data packet 119_3 ) or the same line (in the example: third subscriber 106_3, fourth sub-data packet 133_4) back to the permissible via a modulo operation Resource area 112 assigned. All sub-data packets which fall out of the permissible resource frame 112 when the basic jump pattern is shifted in the time or frequency direction are thus “rotated back” cyclically into the permissible range.
  • the various jump patterns are detected in several steps. First there is a "correlation" of the received signal with the training symbols of the preamble in each individual time slot of a resource frame 112. For each resource element, the correlation with the subsequent amount formation results in a real value, which according to its time / frequency position in a new matrix CMTC the dimension CxT is entered.
  • the two-dimensional finding of the jump patterns used by the (transmitting) data transmitters (e.g. terminals) 106_1 to 106_n active in a resource frame is then carried out by a new 2D correlation of the matrix CMTC with the basic jump pattern.
  • the data receiver (e.g. base station) 104 receives both the number of data transmitters (e.g.
  • FIG. 42 shows in a diagram an allocation of resource elements 118_1 to 118_4 and 119J to 119_4 of the resource elements 112 usable by the communication system 102, indicated by two jump patterns 116 and 117 of different subscribers 106_1 and 106_2, the two jump patterns 116 and 117 from the the same basic hop pattern based on a shift of the basic hop pattern in time and / or frequency.
  • the ordinate describes the frequency in frequency channels (frequency indices) and the abscissa the time in time slots (time slot indices).
  • a jump of a jump pattern (e.g. jump 119_3 of second jump pattern 117 of second participant 106_2) caused by the shift of the basic jump pattern in frequency outside the permissible frequency range defined by the usable resource elements 112 is shifted based on a cyclical shift in the frequency direction and additionally based on a linear shift in the time direction (for example by plus one time slot (time index) in FIG. 42) into the permissible resource area 112.
  • FIG. 42 shows a scenario with two jump patterns 116 and 117 based on a basic jump pattern with different offsets.
  • the (partial) data packets which are not in the valid frequency range of the resource frame 112 are linearly shifted into the next column.
  • the two-dimensional processing (transformation) at the receiver end can be reduced to a simpler one-dimensional processing (transformation) with the jump pattern generation shown in FIG. 42, where only one DFT of length N is required for both the forward and the reverse transformation.
  • a resource element e.g. defined by the hopping pattern
  • the resource element is not mapped into the same column via a modulo operation (ie to the same time index), but the resource element is always shifted to the next column with the corresponding offset (ie with a time index higher by one).
  • the difference between the procedure from FIG. 41 (according to Section C.1) and the procedure according to FIG. 42 becomes particularly evident when looking at FIGS. 43a and 43b.
  • 43a shows a representation of the available resource elements 112 of the communication system 102, transformed to a virtual one-dimensional level, as well as the occupancy of the available resource elements 112 defined by two jump patterns 116 and 117 from FIG. 42
  • the two jump patterns 116 and 117 from FIG. 42 were transformed by flipping the columns to the right in the time direction.
  • the abscissa describes both the time and the frequency.
  • 43b shows a representation of the available resource elements 112 of the communication system 102, transformed to a virtual one-dimensional level, as well as the occupancy of the available resource elements 112 defined by three jump patterns 116, 117 and 131 from FIG. 41
  • the three jump patterns 116, 117 and 131 from FIG. 41 were transformed by flipping the columns to the right in the time direction.
  • the abscissa describes both the time and the frequency.
  • FIG. 43a figuratively speaking, the individual columns of FIG. 42 were each “tilted to the right” and then lined up, which corresponds to a transformation of the matrix into a vector which is constituted from a sequence of the individual columns of the matrix. (Due to the indexing chosen here - cO, c1, c2 ... from “bottom to top” - the elements of the individual columns are arranged in reverse order to their row index.) This merges the time and frequency axes into a common 1D- Axis. The previously two-dimensional 64 resource elements from FIG. 42 are now arranged in a row vector of the same length.
  • the third partial data packet would have to be rotated by the second subscriber 106_2 to the resource element with the index 17 (see FIG. 43b) and not afterwards as shown in FIGS. 42 and 43a Hike index element 25.
  • the jump patterns 116 and 117 retain their inherently identical appearance in the one-dimensional representation (corresponding to a single basic jump pattern) and differ only in the different initial time and / or frequency offsets.
  • a disadvantage of a basic jump pattern implementation, in which no circular shifting of partial data packets beyond the end of the permissible resource frame 112 is provided, is that a rotation of a sub-data packet from, for example, resource element 64 to resource element 1 is not possible, which is significantly less shifted jump patterns than in the case of the approach described in Section C.1.
  • a data transmitter 106 e.g. terminal
  • the number of M should always be in the order of at least about 1000.
  • Jump patterns that are completely orthogonal to one another ie jump patterns in which each resource element is used exclusively by a single jump pattern
  • J is the number of resource elements of a jump pattern
  • N is the size of the resource frame 112. Since the partial data packets are coded, the failure of a certain number of sub-data packets (partial data packets) can be tolerated by mutual interference and nevertheless the message can still be decoded without errors.
  • the maximum number of M N jump patterns that are generated by pure shifting from just one basic jump pattern can only be implemented if cyclical shifting beyond the edges of the resource frame 112 is permitted. So that the 2D detection problem can be reduced to a one-dimensional problem in the original range (using correlations) as well as in the spectral range (using DFTs), no cyclic rotation (modulo operation on the frequency index) must be carried out in the frequency direction, but it is only linear advancement is allowed.
  • the procedure is illustrated in FIGS. 44 and 45. The procedure becomes clear in particular with the one-dimensional transformation according to FIG. 45. The frequency direction is resolved into a vector by “folding” the matrix, the basic jump pattern retains its shape and is simply pushed on.
  • the ordinate describes the frequency in frequency channels (frequency indices) and the abscissa the time in time slots (time slot indices).
  • FIG. 44 describes the frequency in frequency channels (frequency indices) and the abscissa the time in time slots (time slot indices).
  • FIG. 44 shows a scenario with three jump patterns 116, 117 and 131 based on a basic jump pattern with different offsets.
  • linear sliding is performed of the sub-data packets in the next column which are not in the valid frequency range, and a cyclic rotation of those sub-data packets which are not in the valid time range of the resource frame 112.
  • a jump in a jump pattern (e.g. jump 119_3 of second jump pattern 117 of second participant 106_2) caused by the shift of the basic jump pattern in frequency outside the permissible frequency range defined by the usable resource elements 112 is based on a cyclical shift in the frequency direction and additionally based on a linear shift in the time direction (for example by plus one time slot (time index) in FIG. 44) into the permissible resource area 112.
  • a jump of a jump pattern (e.g. jump 133_4 of third jump pattern 131 of third participant 106_3), which is due to the shift of the basic jump pattern in the time outside of the permissible defined by the usable resource elements 112 Frequency range is, based on a cyclical shift in the time direction are shifted into the permissible resource range 112.
  • the three jump patterns 116, 117 and 131 from FIG. 44 were transformed by flipping the columns to the right in the time direction.
  • the abscissa describes both the time and the frequency.
  • one or the other variant is more cost-effective depending on the parameters selected.
  • the basic jump pattern is shifted linearly in the frequency direction and cyclically in the time direction.
  • N number of resource elements of the resource frame 112
  • N number of resource elements of the resource frame 112
  • the received signal in each potentially occupied resource element should be sampled with at least 772 in the time direction, which is with a sub-data packet length of 70, for example Symbols requires a memory requirement of 280 bytes per resource element. In this respect, very large frame sizes should be avoided because of the very high memory requirements.
  • FIG. 46 also shows the packet error rate with slotted ALOHA.
  • the ordinate describes the packet error rate (PER) in percent and the abscissa the uncoded load (L).
  • the data transmitter terminal
  • the data transmitter first selects one of the K available cascade frames according to a (pseudo) random principle and then selects one of the jump patterns (pseudo) randomly.
  • the detection algorithm was assumed to be idealized in FIG. 46 and the number of available jump patterns M was assumed to be sufficiently large.
  • a suitable choice of N is influenced by many parameters: number of data transmitters 106_1 to 106_n (for example terminals) in communication system 102, available computing and Storage capacity in the data receiver 104 (eg base station), required latency times, number of frequencies to be received at the same time, to name just a few. If the frame size N cannot be selected as large as required due to one of the above restrictions, the resource frames can be cascaded. This cascading can take place in both frequency and time directions. Different variants of the “competition-based access method” can be used: a) A “fully contention-based access method” as used in FIG. 46. The data transmitter 106 (eg terminal) randomly selects the resource frame and the jump pattern from the available supply.
  • the data receiver (eg base station) 104 assigns a fixed resource frame to the data transmitter 106 or the data transmitter 106 selects a corresponding resource frame according to a fixed ID number.
  • the assignment of the jump pattern is random as in a).
  • both the resource frame and the jump pattern are assigned either directly by the data receiver (eg base station) 104 or via an ID number or a comparable identifier. Since the jump patterns are usually not mutually orthogonal, transmission conflicts can still occur at the resource-element level (therefore still competition-based).
  • the data receiver (e.g. base station) 104 can advantageously control the assignments.
  • the data receiver 104 can know which resource frames are occupied and which basic jump patterns have been assigned.
  • the data receiver (e.g. base station) 104 on the receiver side can advantageously use this knowledge to reduce expenditure.
  • the data receiver (e.g. base station) 104 can thus prevent packet errors (at least up to a certain load) or minimize them by means of a clever allocation.
  • C.3.3 Use of jump patterns based on several different ones
  • FIG. 47 also shows the packet error rate with slotted ALOHA.
  • the ordinate describes the packet error rate (PER) in percent and the abscissa describes the number of data transmitters (end devices) that are simultaneously active in the resource frame.
  • the distance between two sub-data packets should be at least C resource elements. This ensures that, despite the shift5 of the basic hopping pattern, only one sub-data packet occurs per time slot index, i.e. a data transmitter (e.g. terminal) does not transmit on two or more frequency channels at the same time.
  • Additional information can be impressed on the basic jump pattern in several ways. For example, it is advantageous not to distribute the minimum spacing mentioned in point 1) between the J partial data packets equally spaced (equidistant), since it would generate significant secondary maxima in FIG. 48. If, for example, all J-1 resource intervals between the sub-data packets according to FIG. 45 are specified with different time intervals, then (e.g. the data receiver) can already use a few sub-data packets at which unique intervals to the other possibly disturbed packets close back. This helps to resolve ambiguities that arise from the overlapping of many sub-data packets. Additional information of this kind can be very helpful, particularly if you are thinking of interference-reducing methods such as SIC or PIC in order to increase performance.
  • interference-reducing methods such as SIC or PIC in order to increase performance.
  • the data receiver (e.g. base station) 104 does not know which data transmitters (e.g. terminals) 106_1 to 106_n access the radio channel with which jump patterns in the resource frame. Particularly when there is a large supply of possible jump patterns available to the data transmitters 106_1 to 106_n, it can be a processing and therefore energy-intensive task in the data receiver 104 to detect the data packets sent based on their jump patterns used in the transmission of the partial data packets .
  • PER packet error rate
  • a dedicated frequency offset can be impressed (for example by the data transmitter 106_1 on the transmission signal 122).
  • the transmission signal 122 from the respective data transmitter 106_1 can consciously have a dedicated frequency offset of, for example, dependent on the respective jump pattern be brought up.
  • the data receiver 104 is typically designed such that the data receiver 104 can estimate the frequency offset of the received signal. Information about the jump pattern or the individual partial data packet in the resource frame can then be obtained from the sequence of the estimated values of the frequency offset.
  • a dedicated time shift can be impressed (e.g. by the data transmitter 106_1 on the transmission signal 122).
  • a dedicated time shift Atded dependent on the respective jump pattern can be deliberately added to the transmission signal 122 from the respective data transmitter (e.g. data transmitter 106_1). This can, for example, be in the order of magnitude of individual symbol intervals.
  • the signal can contain a preamble (also called reference, training or pilot sequence) that is dependent on the respective jump pattern (e.g. jump pattern 116) in order to avoid a possible signal overlay of the partial data packets of several data transmitters 106_1 to 106_n in a resource element to recognize.
  • a preamble also called reference, training or pilot sequence
  • These preambles should be as orthogonal to one another as possible so that the best possible separation is possible during detection.
  • a combination of the above features can occur, e.g. a combination of at least two of (1) the application of a dedicated frequency offset, (2) the application of a dedicated time shift, and (3) the use of different preambles.
  • the above-mentioned features can also be combined with one another as desired in order to provide the detection with the highest possible information content regarding the jump pattern used.
  • the so-called “contention-based access” are used for the channel access methods considered here.
  • the subscribers 106_1-106_n e.g. terminals of the
  • resource elements 112 resource elements 112 that can be used by communication system 102
  • Variant a) can be expanded to include a simple bidirectional interface. If the base station successfully receives a data packet from a subscriber, the base station can send the subscriber a message (“immediate feedback”, “ACK / NACK”) immediately after the end of this transmission. To receive this return channel, the subscriber only switches his receiver on for a very short time interval.
  • the base station acts here as a coordinating entity (master), for example by periodically sending a beacon signal or other Sends reference signals.
  • the clocking of the access attempts is synchronized ("slotted") in time slots (so-called resource blocks) and each participant is only allowed to send out one of its partial data packets at the beginning of a time slot.
  • the exemplary embodiments described below relate to the design of the basic jump pattern for the synchronous case (variant c)).
  • a "0" in the binary sequence corresponds to the transmission of a partial data packet by a subscriber (e.g. terminal), while with a "1" no partial data packet is sent.
  • Golomb rulers are a set of non-negative integers or marks where no pair of numbers is the same difference (distance) from one another. Golomb rulers are categorized according to their “order” and their “length”, with the order E being defined by the number of marks and the length N by the largest occurring marking.
  • the result is the four distances ⁇ 2,7,8,11 ⁇ .
  • the second marking 302_2 has the three distances ⁇ 5,6,9 ⁇ to the remaining three right markings 302_3-302_5 and the differences ⁇ 1,4 ⁇ result as distances for the third marking 302_3.
  • the last distance between the fourth marking 302_4 and the fifth marking 302_5 is ⁇ 3 ⁇ .
  • S b i b different distances, that is to say ten different distances in the example shown in FIG. 49. In increasing order this results in the difference series of numbers ⁇ 1,2,3,4,5,6,7,8,9,11 ⁇ for all marking distances. It becomes clear that no spaces occur twice in the difference series of numbers.
  • a binary sequence is referred to as unipolar if it only consists of the elements e ⁇ 0,1 ⁇ , while a binary sequence with the elements e ⁇ -1,1 ⁇ is referred to as bipolar.
  • This results in a sequence s (n) of length N 12 in the following form for the example shown in Fig. 49: Golomb arrangements are characterized by the fact that their autocorrelation function (AKF) only has secondary values l ⁇ , ⁇ uf show.
  • the AKF is defined for s (n) as where the 'character characterizes the conjugate complex operation. In the case of real-valued sequences (which are assumed here) this operation can be omitted.
  • the term S means the summation over all n for which the Argument ( ⁇ ) does not go away.
  • the width of the AKF is 2N-1 and the main AKF maximum is always.
  • the following applies take into account that for binary sequences with the elements e ⁇ 0,1 ⁇ the multiplication in equation (2) is to be realized by the AND operation (often also referred to as logical multiplication).
  • Such an AKF is often referred to in the English-language literature as a "Thumbtack AKF"("thumbtackAKF”) [10]
  • PAKF periodic autocorrelation function
  • Aperiodic Golomb rulers cannot be used as simply as unipolar periodic binary sequences, since these would then also have AKF ancillary values. (Unipolar periodic binary sequences whose PAKF only has secondary values with retain this ACF property even when used as a unipolar aperiodic binary sequence, but not vice versa).
  • the p-ary m-sequences are Galois fields of the pth order and 2nd degree with correspondingly primitive polynomials, where p has to be prime [9] and for
  • the PAKF is zero at this point.
  • the "area" of the PAKF is given by: It should be noted that the PAKF width only corresponds to the length N of one period, while the AKF according to equation (4) has a width of 2N-1. It should already be pointed out at this point that a cyclic shift of s (n) by n 0 (corresponding to as well as a mirroring (i.e. rivial invariance operations at are periodic (as well as aperiodic) consequences and therefore have no effect on the PAKF values.
  • Equation (13) The example according to equation (13) with is referred to as a periodic basic sequence because for the first value applies. A cyclical shift by six places then results in the sequence This has a PAKF identical to equation (14) and is referred to below in exemplary embodiments as one of the N possible shifted jump patterns of the basic sequence.
  • the variant mirrored in equation (13) also has a PAKF which is identical to equation (14) and becomes accordingly referred to as an equivalent (or mirror image) basic sequence or mirror image.
  • Equation (17) indicates how long the period length N has to be at least for a given order E.
  • Improved correlation properties are characterized by an improved (e.g. maximum) HNV (main-secondary maximum ratio). Since the main maximum in unipolar binary sequences is always equal to the order E, this will be appreciated. Embodiments achieved by reducing the PAKF secondary values.
  • HNV main-secondary maximum ratio
  • a logical one (“1”) in the binary sequence corresponds to the transmission of a partial data packet by a participant (e.g. end point) and a logical zero (“0”) does not correspond to a partial data packet is sent.
  • the exemplary embodiments described below can be used in a corresponding manner if a logical zero ("0") in the binary sequence corresponds to the transmission of a partial data packet by a subscriber (e.g. end point) and a logical one ("1”) does not correspond to a partial Data packet is sent.
  • unipolar periodic binary sequences are based on a basic sequence with a value of based on position one.
  • the jV possible jump patterns of this basic sequence can be obtained by a corresponding cyclical shifting. For every basic sequence there is always a mirror image with identical PAKF properties.
  • a synchronous transmission is assumed, in which the base station specifies a grid of time slots for the channel accesses. Each time slot has a certain length, which in our case corresponds at least to the length of a partial data packet (consisting of training and data symbols).
  • the subscribers e.g. terminals
  • M radio resources resource elements that can be used by the communication system, e.g. so-called resource frame 112, see e.g. Fig. 26 and Fig. 41
  • resource frame 112 resource elements that can be used by the communication system, e.g. so-called resource frame 112, see e.g. Fig. 26 and Fig. 41
  • Resource frame 112 M T * C resource blocks or Resource elements (or time slots or time-frequency resources) are available.
  • this can be evenly distributed in the resource frame 112 by M different initial offsets. If a time slot is shifted beyond the "right" frame edge, a modulo operation is used to mirror it to the "left" side back into the valid resource area (see Section C.3). This means that there are M different jump patterns with the same basic shape.
  • Fig. 50 shows a schematic representation of an exemplary allocation of resource elements 118_1 to 118_4, 119_1 to 119_4 and 133_1 to 133_4 of the resource elements 112 usable by the communication system 102, indicated by three jump patterns 116, 117 and 131 of different participants 106_1, 106_2 and 106_3, wherein the three hopping patterns 116, 117 and 131 are derived from the same basic hopping pattern based on a cyclical shift of the basic hopping pattern in time and / or frequency.
  • the ordinate describes the frequency in frequency channels (frequency indices) and the abscissa the time in time slots (time slot indices).
  • Jump patterns a maximum of only one partial data packet per participant can collide with one another. In order for 50% of the partial data packets of a participant to be lost, at least L / 2 participants are required (the use of identical jump patterns is excluded here). As a rule, however, such packet losses are still absorbed by the channel coding.
  • aperiodic “optimal Golomb lines” are assumed, which are known to be most densely packed [9] (ie shortest possible length N for a given order E, see also the second column in Table 1 below) and which have only secondary AKF values of ⁇ in terms of their aperiodic correlation behavior.
  • the table above shows new unipolar periodic binary sequences for various Order and period lengths N, based on the positions occupied by one of the optimal Golomb rulers with original length N.
  • 51 shows in a diagram an order E or number L of partial data packets plotted over the period lengths or number M of available ones Resource elements 112 for various periodic unipolar binary sequences.
  • a unipolar periodic binary sequence with minimum period length N can be generated by adding N-1 zeros to an optimal Golomb ruler or one of the mirror images of an optimal Golomb ruler of order E and length N.
  • a sequence determined in this way with PAKF secondary values of exclusively l ⁇ 0 1 ⁇ then functions as a basic sequence of N different jump patterns, which are derived from s (n) by rotating cyclically within the ver reversible resource elements 112 (for example resource frames) emerge.
  • the respective mirror image can also be used.
  • section C.3 shows that the actual The two-dimensional problem can be transformed into a one-dimensional problem as shown in FIG.
  • FIG. 52 shows a representation of the available resource elements 112 of the communication system 102, transformed to a virtual one-dimensional level, as well as the occupancy of the available resource elements 112 defined by three jump patterns 116, 117 and 131 of three participants 106_1, 106_2 and 106_3.
  • the C frequency channels in the frequency direction can thus be resolved into a vector by “folding over” the original two-dimensional matrix.
  • the C frequency channels each form a cluster, in which it should be noted that a hop pattern may occupy at most one resource block from the C possible elements of a cluster, since the sender of a participant usually cannot or should not transmit on two frequencies at the same time.
  • the markings 3, 44 and 77 can fall out.
  • the markings 3, 41 and 76 or a mixed form thereof can also be deleted.
  • the positions occupied by one in the range of 1 ⁇ n ⁇ N with different orders and the number of parallel frequency channels C are listed as an example.
  • equation (18) with its difference quantities cannot be used directly, since the order E and the PAKF secondary values l (integer) are specified in equation (18). From this only a possible N follows (often there is no solution).
  • the PAKF of a binary sequence is now allowed to have different PAKF secondary values le [0,1, ..., A max: ⁇ .
  • the resulting binary sequence according to equation (20) is no longer a cyclic difference set in the sense of G9].
  • equation (20) allows an enlargement of N, since the ceil function rounds up to integer. For larger N it is then much more likely that a solution exists. This can be sought, for example, by trying to determine whether l max is met. If this is still not the case, / V can be increased further.
  • HNV minimum major / minor maximum ratio
  • equation (20) also allows conclusions to be drawn about the ratio of
  • l max is at a maximum value of six, resulting in an HNV of three. If two subscribers want to be used by the communication system 102 at the same time
  • Resource elements 112 (resource frames) send, the two disturb each other
  • the number M N of the resource elements 112 that can be used by the communication system (e.g. size of the resource frame) is limited due to insufficient storage capacity
  • the number of simultaneously active participants in the usable resource elements 112 (resource frame) for a given packet failure rate can be achieved by means of Equation (20) can be estimated. If a higher number of simultaneously active subscribers per resource frame is to be permitted due to certain applications, the number of sub-data packets used per telegram (or the order E) is significantly reduced in the exemplary embodiments. With the same error protection, this means a reduction in the original telegram length.
  • the number of data symbols then remaining in the respective sub-data packet should, however, still be sufficient to transmit important initial information such as user ID, authentication or other important information to the base station.
  • the resource framework can thus be viewed as part of the so-called “contention access period (CAP)” according to [2] or as a kind of activation area according to [12].
  • the base station can then send an ACK (confirmation of receipt) to the subscriber with additional information at the next beacon, so that a conflict-free transmission can take place within the next “contention free period (CFP) [2]”.
  • battery-operated base stations should have their reception window as small as possible. This size essentially depends on the number of users present in the network (eg sensor nodes) and their signaling behavior (duty cycle, message size). In normal operation, the traffic volume can be estimated according to a binomial or Poisson distribution. If an extraordinary event occurs (e.g. storm, flood, catastrophe) which results in a significantly higher volume of traffic, the subscriber (e.g. sensor) can independently send a shorter telegram length with a correspondingly lower order E using the CAP and CFP described above Mechanisms. Alternatively, the base station can use so-called “contention prevention methods” to reduce overload in the CAP. In exemplary embodiments, resource elements that are used jointly, so-called signaling resource elements (common resource elements / common resource blocks (RCE)), can always be used to save energy due to all jump patterns.
  • signaling resource elements common resource elements / common resource blocks (RCE)
  • resource elements e.g. time slots
  • signaling resource elements e.g. time slots
  • the base station for example by means of an energy evaluation in the signaling resource elements
  • the base station can dispense with searching the remaining N time slots for subscribers and can switch off its receiver immediately after receiving and evaluating the signaling resource elements.
  • FIG. 54 shows in a diagram the occupancy of resource elements 118_1 to 118_4, 119_1 to 119_4 and 133_1 to 133_4 of the resource elements 112 usable by the communication system 102, the usable resource elements 112 Signaling resource elements 310 are placed in front of them, in which the subscribers 106_1, 106_2 and 106_3 can each send a signaling signal that indicates a subsequent transmission.
  • FIG. 54 shows an exemplary scenario with three jump patterns 116, 117 and preceding
  • the binary sequence with reduced order E and period length N can be designed as described above. Sends a second participant within the usable Resource elements 112, the respective sub-data packets of the two subscribers collide in the X CRE signaling resource elements 310.
  • battery-operated base stations should keep their reception window as small as possible for energy reasons, the number of usable resource elements 112 (e.g. size of the resource frame) depending on the number of subscribers present (e.g. sensor nodes) and their signaling frequency. If the binomial traffic volume in normal operation provides the statement that very often no subscriber is transmitting, then after the energetic analysis of the signaling resource elements 310 the base station can dispense with searching the remaining N resource elements (e.g. time slots) for subscribers if there is no energy in the X. CRE signaling resource elements 310 are located.
  • N resource elements e.g. time slots
  • Such families of K binary sequences should, in addition to the previously mentioned good PAKF properties, with the lowest possible according to equation (20) also have good properties for the periodic cross-correlation function (PKKF).
  • Embodiments create families of periodic basic pattern binary sequences (0,1), 1 ⁇ k ⁇ K with a given order E and improved (or even minimal) according to equation (20) with improved (eg good) cross-correlation properties ten with respect to all of their secondary maxima
  • the period length is used for this purpose N chosen so large that according to equation (22) already assumes a value of all secondary maxima reduced by one.
  • All binary sequences (as well as their mirror images) that are shifted due to their cyclic displacement invariance in such a way that the smallest marking m is at position one are referred to as the basic pattern.
  • Embodiments enable the generation of one or more binary sequences 1 with good PAKF and PKKF properties, wherein all l max assume the same value as possible.
  • Another degree of freedom to increase the number K of the basic binary sequences sought is the verification and possible inclusion of all mirror images.
  • exemplary communication system is first described in which exemplary embodiments of the present invention can be used.
  • exemplary embodiments are not restricted to the communication system described below. Rather, exemplary embodiments can generally be used in synchronized communication systems in which a set of usable resources are available for the transmission of data, which can be accessed based on the jump patterns known from the data receiver.
  • a communication system 102 for radio-based data transmission which has several participants who access shared resources (e.g. radio resources) using what is known as a contention-based access method.
  • data to be transmitted are transmitted in a distributed manner according to a hop pattern (e.g. (relative) channel access pattern) in several different resources (e.g. time / frequency resources) of the communication system 102 (e.g. transmission system).
  • a hop pattern e.g. (relative) channel access pattern
  • resources e.g. time / frequency resources
  • the data to be transmitted can be data from a random access channel (RACH [14]) or a data packet that is transmitted according to the so-called telegram splitting method (Telegram Splitting Multiple Access, TSMA) [ 1]
  • a data packet to be transmitted is divided into several partial data packets, which are sent out according to a jump pattern (eg (relative) channel access pattern) in several different ZeiW frequency resources.
  • a jump pattern eg (relative) channel access pattern
  • a data packet according to the TSMA Method is sent or whether, for example, the transmission of a RACH message distributed over several time / frequency resources takes place, in the following the associated transmissions are referred to as “partial data packets” without restricting their general validity.
  • the resources can be resource elements or resource blocks, e.g. each with one or more resource elements.
  • a coordinating entity of the communication system 102 such as a base station of the communication system 102 (e.g. radio transmission system), which is, for example, a so-called PAN coordinator [2 ] (dt. PAN coordinator) can act.
  • the set of usable resources can be a so-called resource frame [2].
  • the resource frame can, for example, be divided into individual resource elements (REs) each with a known time and frequency position, so that the communication system 102 can be a communication system with synchronized data transmission, as is described in section B, for example.
  • REs resource elements
  • the set of usable resources can also be a set of usable resource blocks.
  • the resource blocks can each have one or more resource elements.
  • the resource blocks can be the resource blocks defined in [14].
  • the set of usable resources is available to the participants for the transfer of data.
  • the data can be divided into a plurality (J) of partial data packets, the distribution of the J partial data packets to the M resources of the set of usable resources available for transmission using jump patterns (e.g. (relative) channel access patterns) takes place, the number of M available resources being greater than the number of J partial data packets, M> J.
  • jump patterns e.g. (relative) channel access patterns
  • the data receiver does not know in advance whether a subscriber is sending in a certain set of usable resources and - if so - which jump pattern he has selected from the stock available to him. (The stock of permissible jump patterns may differ from participant to participant or from participant group to participant group.) In this respect, there is an uncoordinated transmission. This feature typically also applies to the RACH [14] random access channel in mobile radio systems, for example.
  • a communication system 102 e.g. radio system
  • the task of the receiver can be divided into two areas in a highly simplified manner. Firstly, the detection of transmitted data (e.g. data packets) and, secondly, the subsequent demodulation of the signal and decoding of the data.
  • transmitted data e.g. data packets
  • subsequent demodulation of the signal and decoding of the data e.g. data packets
  • detection has a central task. Undetected (sent) data (e.g. data packets) are lost and incorrectly detected data (e.g. data packets) impose an unnecessary computational load on the receiver (for demodulation and decoding) and thus energy consumption.
  • the quality of the above detection is characterized by two parameters: a misdetection probability, which indicates the probability of not detecting the data sent (with a jump pattern) (eg a data packet), and
  • a false alarm probability which indicates the probability of falsely detecting (unsent) data (e.g. a data packet).
  • the term “detection” in the context of message transmission denotes the finding of a signal, a partial signal or a set of several signals in a given search area.
  • the conditions are first described under which the detection takes place in the context of transmissions of partial data packets and a conventional detection is explained for this. This is explained below using the example of a TSMA-based transmission.
  • a synchronized communication system 102 (e.g. transmission system) is assumed, i.e. the data transmitter and data receiver are synchronized with one another in terms of time and frequency.
  • a set of usable resources is used for the transmission of data.
  • the set of usable resources can be, for example, a set of usable resource elements (e.g. a resource frame).
  • the set of usable resources can be a set of usable resource blocks, wherein the resource blocks can each have one or more resource elements.
  • a set of usable resource elements (resource frame in [1]) is assumed for illustration. However, the following description is just as applicable if a set of usable resource blocks is used for the transmission of data, as is customary, for example, in [14].
  • These resource elements 212_1-212_R represent a discrete supply of radio transmission resources which can be used for the transmission of partial data packets.
  • the individual resource elements 212_1-212_R are defined in a real communication system 102 (eg transmission system) by a time and frequency position as well as a (mostly constant) time duration and frequency bandwidth.
  • Resource elements 212_1-212_R which follow one another directly in the indexing can be separated in a real communication system 102 by time and / or frequency intervals, as is described in section A, for example.
  • Different resource elements 212_1-212_R can, for example, have the same time positions and lengths and be arranged adjacent in the frequency range.
  • the exact arrangement of the resource elements 212_1-212_R in the time / frequency grid is irrelevant for the following considerations, however, in a real transmission system it can be assumed that there are no overlaps between the individual resource elements 212_1-212_R in terms of time and / or frequency (safeguard of orthogonality).
  • these are transmitted in the resource elements 212_5, 212_8, 212_15 and 212_20 with the indices ⁇ 5, 8, 15, 20 ⁇ .
  • These indices define the so-called jump pattern via which the partial data packets are assigned to the resource elements 212_1-212_R available for transmission.
  • the allocation of a resource element with a partial data packet takes place in the form of the transmission of a signal in the physical time / frequency resource associated with the resource element.
  • a signal is often referred to in the literature as a “burst”. This can e.g. be shorter than the length of the resource element and / or use a different bandwidth in the frequency range than defined by the resource element.
  • Synchronization sequence / preamble as part of the partial data packets
  • a so-called synchronization signal based, for example, on a synchronization sequence in the (partial) data packets.
  • This sequence is often optionally referred to as a reference sequence, training sequence or preamble (the term "preamble” being used here regardless of the arrangement of the preamble symbols within the entire symbol sequence, ie it can be a preamble, midamble, postamble or a combination of these) .
  • the synchronization sequence is known to the receiver in advance (in contrast to the transmitted data symbols) so that, for example, a correlation of the received signal with the synchronization sequence can take place in order to find a signal.
  • FIG. 57 shows, in a diagram, a schematic illustration of a transmission of a partial data packet 214 in a resource element 212_5, the partial data packet including a preamble 216.
  • FIG. 57 shows a schematic illustration of a resource element 212_5 occupied by a partial data packet (including a preamble).
  • FIG. 57 shows a schematic illustration of a (occupied) resource element 212_5, in which a partial data packet 214 is transmitted which contains a preamble 216.
  • a residual synchronization error remains, which leads to the signal belonging to the partial data packet showing a remaining deviation in time and / or frequency relative to its setpoint position.
  • the deviations are usually statistical processes in which the physical transmission channel can also flow on the recipient side.
  • the task of detection within the framework of the assumptions described is basically to detect a data packet that has been divided into partial data packets based on a jump pattern, e.g. transmitted according to the TSMA method.
  • the detection usually comprises the three steps described below [13].
  • a metric is determined (generally) for all time / frequency positions at which partial data packets (bursts) can in principle occur, which is suitably related to the probability of the presence of a data packet.
  • transmission metrics e.g. Burst Metrics B denotes.
  • the determination of the transmission metrics (burst metrics) takes place (still) independently of the jump patterns.
  • a jump pattern metric (or pattern metric) P is determined on the basis of the transmission metrics (burst metrics).
  • the transmission metrics belonging to a data packet are combined on the basis of the underlying jump pattern.
  • a particularly simple and cost-effective form of combination is the addition of transmission metrics, ie
  • P (s) is the jump pattern metric for the jump pattern s
  • M s is the vector of length J with the indices of the resource elements occupied by the jump pattern s
  • J is the length of the jump pattern or the number of partial data packets of a data packet .
  • the actual detection takes place by comparing the jump pattern metrics P (s) for all S (at the respective point in time) permissible jump patterns, i.e. se (1, 2, ..., 5), with a fixed detection threshold T, ie
  • the detection threshold T is of particular importance.
  • the choice of the detection threshold T decides on the compromise (“tradeoff”) between the probability of missing or being faked, as is typical for detection tasks. This is sketched in FIG. 58.
  • Fig. 58 shows in a diagram a schematic representation of the missed and fake probability as a function of the selected detection threshold T.
  • T Choosing a comparatively large value for T leads to a reduction in the probability of being pretended to be, but to an increase in the probability of the missed person. The same applies vice versa.
  • the transmission metrics are related to the probability that a transmission (e.g. of a partial data packet) has taken place at the relevant position (for which the transmission metric was determined) in such a way that larger values of the transmission -Metrics are associated with higher chances that a transmission has taken place. If the transmission metric is calculated in such a way that it corresponds (exactly or approximately) to the logarithm of the probability of the occurrence of a transmission (e.g.
  • the addition of the transmission metrics corresponds to a Multiplication of the associated (linearly represented) probabilities.
  • An example of a possible calculation of transmission metrics can be found in [13] under the term “preamble correlation”.
  • the method described above for the detection of data packets which are transmitted in partial data packets based on jump patterns offers a very high level of efficiency when data packets are to be found in an environment that is predominantly disturbed by noise or system-external interference.
  • a suitable but fixed detection threshold T is established, so that a desired operating point is set with regard to the probability of missing and faking.
  • a set 112 of resource elements (for example a resource frame) is formed by a multiplicity of R resource elements 212_1-212_R. These represent a discrete supply of time / frequency resources which the subscribers of the communication system 102 can allocate to the transmission of their respective J partial data packets.
  • the assignment is defined by corresponding jump patterns M S (J) each with (l, ..., / ⁇ , se ⁇ 1,2, ..., 5 ⁇ .
  • jump patterns are designed so that different jump patterns can access the same resource elements 212_1-212_R, that is, even when using different jump patterns, collisions of partial data packets from different participants in one or more resource elements 212_1-212_R can come.
  • the task of the receiver within the scope of the detection is to search a set 112 of usable resource elements (e.g. a resource frame) for all permissible jump patterns. (The identification of a jump pattern used usually does not allow any conclusions to be drawn about the associated participant.)
  • 59 shows a schematic view of a set 112 of usable
  • FIG. 59 shows a schematic illustration of resource elements 212_1-212_R and their assignment with partial data packets for a subscriber.
  • the jump pattern 116 of an active participant is shown, while in a lower part of FIG. 59 the set 112 of usable
  • the resource elements 212_3, 212_6, 212_13 and 212_18 can be occupied by the allocation 118_1 -118_4 of resource elements indicated by the first jump pattern 116 of the first participant, while the allocation 119_1-119_4 of resource elements indicated by the second jump pattern 117 of the second participant 106_2 the resource elements 212_9, 212_12, 212_19 and 212_24 can be occupied, while the resource elements 212_6, 212_9, 212_16 and 212_21 can be occupied by the resource element occupancy 133_1-133_4 indicated by the third jump pattern 131 of the third participant 106_3, etc. This leads to multiple occupancy of the resource elements 212_6, 212_9 and 212_19.
  • FIG. 60 shows a schematic illustration of resource elements 212_1-212_R and their assignment with partial data packets by five users 106_1-106_5. It can be seen from FIG. 60 that as the load increases, an increasingly high proportion of the resource elements 212_1-212_R is occupied, so that an unambiguous assignment of the occupied resource elements to the available jump patterns becomes more difficult. It is evident that when the resource elements 212_1-212_R in a resource frame 112 are fully occupied, it is no longer possible to draw conclusions about the active jump patterns if no further features (apart from the occupancy of the resource elements) can be used. The following Fig. 61 illustrates the problem.
  • FIG. 61 shows a schematic representation of the allocation of resource elements of the set 212 of usable resource elements 212_1-212_R shown in FIG. 60, which partially corresponds to an allocation of resource elements indicated by three inactive jump patterns 137, 139 and 141, which leads to avoidable false detections.
  • FIG. 61 shows a schematic illustration of resource elements 212_1-212_R and their allocation with partial data packets and of inactive jump patterns 137, 139 and 141.
  • the situation is shown with a high load (five participants, as in Fig. 60).
  • three unused (inactive) jump patterns 137, 139 and 141 are shown by way of example in a lower part of FIG. 61. If the occupancy of the resource elements 212_1-212_R is evaluated, it can be seen that two resource elements of the inactive jump pattern A 137 were also occupied, although this jump pattern 137 was not used for data transmission.
  • For the inactive jump pattern C 141 there are even three matches (in the first three partial data packets), only the last of the four resource elements of the jump pattern C 141 is not occupied.
  • the associated jump pattern metric with the summands ß (9), ß (12) and ß (16) contains three expected large values, since these are actually occupied by jump patterns of other participants.
  • a low value can only be expected for the transmission metric ⁇ (22), since no signal was transmitted in the associated resource element.
  • the position of the occupied resource elements tends to be of high relevance.
  • a TSMA-based communication system 102 e.g. radio transmission system
  • a TSMA-based communication system 102 with the following properties is considered for illustration
  • R 60 resource elements 212_1-212_R per resource frame 112;
  • Channel with Rayleigh block fading i.e. a random complex channel coefficient (complex baseband channel model) is determined according to a Rayleigh distribution for each partial data packet of a subscriber; there is time invariance of the channel within the preamble;
  • AWGN additive white Gaussian noise
  • Parameters of the communication system 102 are the mean E s / No per subscriber and the number of active subscribers N per set 112 of usable resource elements (e.g. per resource framework).
  • the Monte Carlo method is used for the simulation. All hopping patterns, channel coefficients, frequency deviations and time offsets are determined pseudo-randomly for each set 112 of usable resource elements (for example each resource frame) in accordance with the statistical specifications. It is excluded in the simulation that active participants of a set 112 of usable resource elements (for example a resource frame) use the same jump pattern (full collision of two participants).
  • the transmission metrics B (r) are determined as described below.
  • the suitably processed and sampled received signal is correlated with the conjugate preamble sequence in each resource element.
  • the amount is formed from this. This is followed by normalization to the root of the mean squares of the absolute values of the received signal samples. This procedure for calculating the transmission metrics is explained in detail in [13], for example.
  • the transmission metrics for each evaluated sampling phase were calculated as follows: where x n is the sample of the received signal belonging to the nth symbol of the synchronization sequence of length U and CDFT extends the discrete Fourier transform (DFT) of the associated received signal section multiplied by the conjugate synchronization sequence, possibly to increase the frequency resolution with a zero sequence.
  • DFT discrete Fourier transform
  • N active participants ie N sent jump patterns
  • N jump pattern metrics for active jump patterns and (SN) jump pattern metrics for inactive jump patterns are calculated.
  • a first curve 230 describes a cumulative distribution function of the jump pattern metrics of active jump patterns for one participant
  • a second curve 232 a cumulative distribution function of the jump pattern metrics of active jump patterns for three participants
  • a third curve 234 a cumulative distribution function of the Jump pattern metrics of inactive jump patterns for three participants
  • a fourth curve 236 shows a cumulative distribution function of the jump pattern metrics of inactive jump patterns for one participant.
  • a first curve 230 describes a cumulative distribution function of the jump pattern metrics of active jump patterns for one participant
  • a second curve 232 a cumulative distribution function of the jump pattern metrics of active jump patterns for three participants
  • a third curve 234 a cumulative distribution function of the Jump pattern metrics of inactive jump patterns for three participants
  • a fourth curve 236 shows a cumulative distribution function of the jump pattern metrics of inactive jump patterns for one participant.
  • Figs. 62 and 63 show the cumulative distribution function for active (used) and inactive (unused) jump patterns for different scenarios.
  • the miss probability corresponds directly to the value of the cumulative distribution function (ordinate) from which the curve for active jump patterns (curves 230 and 232) has the value T0 Detection threshold exceeds 240.
  • the probability of pretense is determined from the curve for inactive jump patterns (curves 234 and 236).
  • the value of the cumulative distribution function at which curve 234 or 236 for inactive jump patterns exceeds detection threshold T0 240 is read off. This ordinate value is subtracted from one (1) and this results in the probability of pretense.
  • a pretense probability of eg 10% corresponds to an average of 11.7 inactive jump patterns per set 112 of usable resource elements (eg per resource frame) which are above the detection threshold and are thus incorrectly detected as being used (active).
  • the miss probability relates to the number of active jump patterns (for example three in the examples shown in FIGS. 62 and 63).
  • the decision threshold T 240 according to equation (24) could therefore be selected in the range between 185 ⁇ T ⁇ 230, with both the cheating and the missing probability being zero.
  • the detection threshold 240 is to be selected differently (adaptively) depending on the scenario.
  • 64 shows a schematic view of a synchronized communication system 102 with a data receiver 104 and a plurality of data transmitters 106_1-106_n according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a set 112 of usable resources with, for example, R 64 resources 212_1-212_R, to which the data transmitters 106_1-106_n known from the data receiver 104, is available in the communication system 102 for the transmission of data Can access jump patterns.
  • the set 112 of usable resources may be dictated by a channel access pattern, as described in Section A.
  • a first participant 106_1 can access the set 112 of usable resources based on an occupancy 118_1 -118_4 of resources indicated by a first hop pattern 116, while a second participant 106_2 can access the set 112 of usable resources based on an occupancy 119_1-119_4 from Resources can access the set 112 of usable resources, and a third participant 106_3 based on an occupancy 133_1-133_4 of resources on the set 112 of usable resources indicated by a third hop pattern 131 which can lead to a double allocation of one or more resources of the set 112 of usable resources 212_1-212_R, as indicated in FIG. 64 due to the specified allocations 118J3 and 119_2 of the first and second jump patterns 116 and 117.
  • the jump patterns can, for example, be derived from the same basic jump pattern as described in section C.
  • the data receiver 104 is configured to for each of the resources 212_1-212_R of the set 212 of usable resources to determine a transfer metric, and to combine (eg add or sum) transfer metrics of those resources that can be accessed for transferring data based on one of the hopping patterns to form a hopping pattern metric and to detect a transmission of data when the jump pattern metric of the respective jump pattern meets a predetermined detection criterion.
  • the data receiver 104 is configured here to limit the transmission metrics in terms of value (e.g. numerically) to an (e.g. positive and / or negative) upper (e.g. maximum) or lower (minimum) limit value before the combination ( e.g. clip).
  • the data receiver can be configured to describe those transmission metrics that have a high probability (e.g. a probability greater than or equal to a predetermined probability value (e.g. 70% or 80% or 90%)) that the respective resource is used for the transmission of data was to be limited to the upper (e.g. with a positive value of the respective transmission metric) or lower (e.g. with a negative value of the respective transmission metric) limit value.
  • a high probability e.g. a probability greater than or equal to a predetermined probability value (e.g. 70% or 80% or 90%)
  • a predetermined probability value e.g. 70% or 80% or 90%
  • the set of usable resources is a set of usable resource elements.
  • the set of usable resources can also be a set of usable resource blocks, wherein the resource blocks can have one or more resource elements. The following description is therefore equally applicable if a set of usable resource blocks is used for the transmission of data.
  • the transmission metric (e.g. burst metric) in the broader sense represents a measure of the probability that a resource element r of the set 112 of usable resource elements 212__1-212_R is occupied with a partial data packet.
  • the transmission metric B (r) does not have to be an immediate estimate for this probability. Rather, it is sufficient if a probability can be derived from the transmission metric B (r) that the respective resource element was used to transmit data.
  • the transmission metric B (r) can describe a probability that the respective resource element was used to transmit data.
  • smaller (larger) values of B (r) can be associated with a lower (greater) probability that the relevant resource element r is occupied.
  • the transmission metrics are then added according to the hopping patterns in order to obtain the hopping pattern metrics.
  • the detection of a partial data packet that was sent with a jump pattern is not just about delimiting the jump pattern from noise (i.e. the absence of a signal), but also from all other permissible jump patterns. This applies to the case assumed in the exemplary embodiments that several jump patterns can access the same resource elements.
  • the jump pattern metrics of inactive (unused) jump patterns inevitably also increase.
  • the position of the unoccupied resource elements can be of higher information content than the positions of the occupied resource elements.
  • Resource elements with very large transmission metrics ie very “secure” occupancy
  • large transmission metrics B (r) are limited to a maximum value ⁇ max before they are combined (for example added as summands to the jump pattern metric).
  • the individual summands cannot have a value greater than ß max .
  • the limitation of the transmission metrics clearly means that (depending on the choice of ⁇ max ), for example, medium and large transmission metrics are limited to ⁇ max and thus make the same contribution to the jump pattern metrics. A distinction is no longer made between a medium and high probability that a resource element is occupied. For values smaller than ⁇ max , however, a distinction is still made between small and very small jump pattern metrics. If, for example, a resource element has a very small transmission metric, it is correspondingly unlikely that this resource element is part of an active jump pattern.
  • a first curve 230 describes a cumulative distribution function of the jump pattern metrics of active jump patterns for one participant
  • a second curve 232 a cumulative distribution function of the jump pattern metrics of active jump patterns for three participants
  • a third curve 234 a cumulative distribution function of the Jump pattern metrics of inactive jump patterns for three participants
  • a fourth curve 236 shows a cumulative distribution function of the jump pattern metrics of inactive jump patterns for one participant.
  • a transmission metric is used which is based (within a search area) on the correlation of the received signal with the conjugate transmitted preamble sequence. This is followed by normalization to the root of the mean squares of the absolute values of the received signal samples.
  • SNRest estimated signal-to-noise ratio
  • transmission metrics can be clipped to a maximum value before they are combined (e.g. addition).
  • the transmission metrics were limited to an upper maximum value B max .
  • the transmission metrics can also be limited to a lower minimum value B min , for example if a sign of the transmission metrics is inverted.
  • a fixed threshold T 240 is unsatisfactory Detection results leads.
  • a higher threshold 240 is to be set in order, for example, to achieve a predetermined, maximum probability of missing persons.
  • an adaptive threshold T 240 is therefore selected as a function of the utilization of the communication system.
  • the data receiver 104 does not know a priori the number of participants in a set 112 of usable resource elements (e.g. in a resource frame).
  • the adaptive adjustment of the threshold can be based on two steps.
  • a first step comprises an estimation of the utilization L of the set 112 of usable resource elements to be processed (for example the resource framework).
  • a number of active participants N in a set 112 of usable resource elements e.g. a resource frame
  • a number of the partial data packets e.g. bursts
  • a number of actually used resource elements e.g. a number of active participants N in a set 112 of usable resource elements (e.g. a resource frame); a number of the partial data packets (e.g. bursts) sent in total in a set 112 of usable resource elements (e.g. a resource frame) (several partial data packets in each case can collide in a resource element); and a number of actually used resource elements.
  • L the number of participants
  • N-J the proportional number of transmitted partial data packets
  • the transmission metrics B (r) of the set 112 of usable resource elements are evaluated in the exemplary embodiment.
  • the transmission metric has a (monotonic) relationship with the probability that a resource element is occupied.
  • a suitable, fixed transmission metric threshold B thr is therefore established. If the transmission metric of a resource element exceeds this threshold, this resource element is counted as "occupied”. In mathematical form it results for Z and thus for the estimated utilization L of a set 112 of usable resource elements (for example a resource framework)
  • a suitable transmission metric threshold B thr depends on the selected transmission metric and is not part of the present invention. The choice is to be made in such a way that as few as possible actually occupied resource elements are incorrectly qualified as unoccupied and, conversely, as few as possible actually unoccupied resource elements are incorrectly classified as occupied.
  • N 1 active subscriber
  • R 60 resource elements per set 112 of usable resource elements
  • J 18 partial data packets
  • the utilization L (of the set of usable resource elements) is estimated by evaluating how many transmission metrics in a set of usable resource elements (eg a resource frame) are greater than a transmission metric threshold B thr .
  • the utilization of the set of usable resource elements in a communication system 102 correlates from a set of usable resource elements of a time period to a set of usable resource elements of a following / preceding time period (e.g. from resource frame to resource frame) , so there is no statistical independence of the load from time segment (eg frame) to time segment (eg frame), the accuracy of the load estimation can be improved by for the Load estimation of the currently considered set of usable resource elements (eg resource frame) with index f the load estimates of past sets of usable resource elements (eg past resource framework) f-1, f-2, ... are included. This can be done in accordance with common methods, such as a moving average, a weighted moving average, exponential smoothing or other comparable methods.
  • Step 2 Selection of a detection threshold T
  • the detection threshold T which is to be used for this set 112 of usable resource elements is determined in a second method step.
  • the function can be selected in such a way that a desired combination of cheating and missing probability is achieved for different operating points of the communication system 102 (both for low and for high load and for different received signal quality). Ideally, both values are zero, but this cannot be achieved in some scenarios.
  • the detection threshold T for low load and good signal quality can lie within a comparatively large range in which both the likelihood of faking as well as the likelihood of missing the signal disappear equally.
  • this range becomes smaller or may be reduced to a value.
  • very unfavorable operating points high load and / or very poor signal quality
  • a lower limit can be set for the detection threshold which is not undershot even with a very low estimated load, ie for all possible values of L.
  • T min it can be chosen, for example, that a miss probability of zero occurs for all possible scenarios.
  • a lower value of the detection threshold than T max would therefore not bring any further advantage, but would possibly increase the probability of deception.
  • an upper limit can be set for the detection threshold that is not exceeded even with a very high estimated load, ie f (L) ⁇ T max for all possible values of L.
  • T max can be selected, for example, so that for all possible Scenarios a false probability of zero occurs. A higher value of the detection threshold than T max would therefore not bring any further advantage, but would increase the probability of a miss.
  • the function 7 f (Z_) can be monotonically increasing, ie f (/ _ i)> f (L 2 ) for all Li> L 2 . Strict monotony is not required, but is possible.
  • 68 shows in a diagram a profile of a detection threshold T described by a function defined in sections, according to a first Embodiment.
  • the ordinate describes the detection threshold T and the abscissa the estimated utilization L.
  • the function shown in Fig. 68 can be described mathematically as follows: The following values were used as examples for the parameters:
  • the associated load estimate L is based on B
  • the previous exemplary embodiment relates to a continuous function that is defined in sections. This is comparatively inexpensive to implement. Further exemplary embodiments are based on sigmoid functions, the value range of which is limited and which therefore meet the requirements. Based on an embodiment on a sigmoid function is shown schematically in FIG. 69.
  • the ordinate describes the detection threshold T and the abscissa the estimated utilization L.
  • the class of sigmoid functions includes functions such as arctan (x), tanh (x), erf (x), etc.
  • sigmoid functions can be adapted in such a way that their value range lies between.
  • the detection threshold can of course also be defined by other functions, such as, for example, by functions that are not point-symmetrical.
  • an adaptive detection threshold T for the jump pattern metric can be selected as a function of the utilization L of a set of usable resource elements (e.g. a resource frame).
  • a sigmoid-like function can be selected which maps the estimated utilization L to a detection threshold T.
  • a lower and / or an upper limit of the value range of this function can be set either by an inherently limited function (e.g. a function from the class of sigmoid functions) or by an explicit limitation (e.g. by a function defined in sections as in Fig. 68).
  • an inherently limited function e.g. a function from the class of sigmoid functions
  • an explicit limitation e.g. by a function defined in sections as in Fig. 68.
  • the exemplary embodiments described above are based on the comparison of the jump pattern metrics with a (fixed or adaptive) detection threshold T.
  • the number the detected jump pattern is dynamic and can vary from a set of usable resource elements of a time segment to a set of usable resource elements of a following / preceding time segment (eg from resource frame to resource frame).
  • the exemplary embodiments described below are based on accepting the K hopping patterns with the best hopping pattern metrics as being sent. So no detection threshold T is specified, but a number of K jump patterns that are regarded as “detected” and are sent to the decoder as hypotheses for further processing.
  • the jump pattern metrics can, for example, be sorted according to their size and the jump patterns with the K largest jump pattern metrics can be selected as detected.
  • the advantage of this approach is that the computing load required for detection and decoding in the receiver can be controlled by specifying K. If, for example, differently powerful hardware is used in different receivers, the same software can be used and only the parameter K can be adapted to the available computing resources.
  • the ordinate describes the miss probability in percent and the abscissa E s / N 0 in dB.
  • K-N 2 patterns are detected which were not sent.
  • K can be a fixed value, independent of the respective received signal or features derived therefrom (such as transmission metrics, for example).
  • K jump patterns can be regarded as detected and the corresponding information can be passed on to the decoder. This decodes the corresponding data packets for each of the K hypotheses. On the basis of a suitable criterion (eg checksum, CRC), a decision is made after the decoding whether it was a valid data packet.
  • CRC checksum
  • the value of K can be selected adaptively (for example by means of an estimator) as a function of features of the received signal.
  • the value of K can therefore vary from a set of usable resource elements of a time segment to a set of usable resource elements of a following / preceding time segment (for example from resource frame to resource frame).
  • the estimate of the number of active participants can for example be based on the load estimate described above.
  • a detection threshold T can be selected based on one of the exemplary embodiments described above. If the number of detected jump patterns in a set of usable resource elements (e.g. a resource frame), whose jump pattern metrics are above the detection threshold T, is less than the selected K, then in exemplary embodiments a total of K jump patterns are detected as sent (although in this case one or more jump pattern metrics are below the detection threshold T). In this case, the parameter K represents a lower limit for the number of jump patterns detected.
  • K hop patterns with the best hop pattern metrics can be assumed to be sent (detected). Jump patterns incorrectly detected in this way are recognized in the decoder by incorrect checksums.
  • a fixed K can be selected when a fixed computing load is specified.
  • the K can be adapted adaptively as a function of the estimated number of active participants.
  • K can be chosen to be greater than the estimated number of participants.
  • a minimum K can be selected if fewer than K participants exceed the detection threshold of the jump pattern metric.
  • 71 shows a flowchart of a method 500 for receiving data in a communication system, the communication system communicating wirelessly in a frequency band which is used by a plurality of communication systems for communication, a set of usable resources in the communication system for the transmission of data is available, can be accessed on the basis of the data receiver known jump patterns, the jump patterns each indicating a time and / or frequency jump-based allocation of resources of the set of usable resources.
  • the method 500 includes a step 502 of determining a transmission metric for each of the resources of the set of usable resources.
  • the method 500 further comprises a step 504 of combining the transmission metrics of those resources which can be accessed for the transmission of data based on a jump pattern of the jump patterns in order to obtain a jump pattern metric.
  • the method 500 further comprises a step 506 of detecting a transmission of data if the jump pattern metric of the respective jump pattern meets a predetermined detection criterion, the transmission metrics being limited in value to an upper or lower limit value before the combination
  • Embodiments create a more powerful detection of data packets or messages (eg RACH message) that are transmitted in the form of partial data packets in synchronized radio systems in which a plurality of participants for the transmission of the partial data packets to jointly available resources access individual, usually different jump patterns.
  • the jump patterns selected individually by the transmitting participants are not known to the recipient in advance and can partially overlap in the resources used, ie Resources can be occupied at the same time by partial data packets from several participants (intra-system interference).
  • the efficiency of the detection is expressed in the fact that, given a given probability of a miss, a lower probability of being pretended to be achieved than conventionally, or, given a probability of being pretended to be, a lower probability of being missed than is conventionally achieved.
  • the detection in the receiver provides more reliable information about which jump patterns are used for the transmission of partial data packets in the time / frequency resources considered (e.g. resource frame), so that the subsequent processing steps in the receiver (e.g. demodulation, decoding) can be used efficiently.
  • a lower likelihood of false pretenses i.e. fewer data packets that have not been sent are incorrectly recognized as being sent
  • a lower probability of missed data i.e. fewer data packets sent are incorrectly not recognized leads to an increase in transmission security. Both effects can also be achieved at the same time.
  • Exemplary embodiments are used in a communication system (or radio system) for the radio transmission of data from terminals to a base station or from one or more base stations to terminals.
  • the communication system can be a personal area network (PAN) or a low power wide area network (LPWAN) or a cellular radio system based on the 3GPP cellular standard.
  • the end devices can be, for example, battery-operated sensors (e.g. sensor nodes) or battery-operated mobile radio devices.
  • Embodiments relate to applications in which a message (for example one or more data packets or synchronization information) is transmitted in a communication system (or radio network) in a plurality of (partial) data packets.
  • the method is particularly suitable for transmission according to the so-called telegram splitting process (Telegram Splitting, eg [1]).
  • Telegram Splitting eg [1]
  • a radio system that is synchronized in terms of time and frequency is assumed.
  • Embodiments of the present invention relate to the detection of data (for example data packets) in communication systems (for example radio transmission systems), wherein
  • Data e.g. a RACH message or a (user) data packet
  • Data for transmission are divided into several partial data packets and these are assigned to the available resources according to a jump pattern
  • the recipient does not know which subscribers are active in a set of usable resources and which jump patterns they use for transmission.
  • the exemplary embodiments described here can be used to transmit data based on the telegram splitting method between the participants in the communication system.
  • data such as a telegram or data packet
  • the sub-data packets are split into a plurality of sub-data packets (or partial data packets, or partial packets) and the sub-data packets are divided into time and / or frequency hopping patterns using a time and / or frequency hopping pattern. or distributed in frequency from one subscriber to another subscriber (e.g. from the base station to the end point, or from the end point to the base station) of the communication system, the subscriber who receives the sub-data packets reassembling (or combining) them in order to to receive the data package.
  • Each of the sub-data packets contains only part of the data packet.
  • the data packet can also be channel-coded, so that not all sub-data packets, but rather only some of the sub-data packets, are required for error-free decoding of the data packet.
  • the sub-data packets can be transmitted in a distributed manner in a subset (eg a selection) of the available resources of the network-specific channel access pattern.
  • the sub-data packets can be transmitted based on the relative channel access pattern, ie in the resources of the relative channel access pattern.
  • a sub-data packet can be transmitted per resource.
  • a base station of a communication system operating in a frequency band [e.g. a license-free and / or license-free frequency band; e.g. ISM Band], which is used by a plurality of communication systems for communication, the base station being adapted to transmit a signal [e.g. a beacon signal], the signal comprising information about a channel access pattern, the channel access pattern being a frequency- and / or time-hop-based occupancy that can be used for the communication of the communication system [e.g. of resources] of the frequency band [e.g. a time sequence of frequency resources that can be used for the communication of the communication system (e.g.
  • a frequency band e.g. a license-free and / or license-free frequency band; e.g. ISM Band
  • the base station being adapted to transmit a signal [e.g. a beacon signal], the signal comprising information about a channel access pattern, the channel access pattern being a frequency- and / or time-hop-based occupancy that can be used for
  • the information indicating a status of a number sequence generator [e.g. a periodic number sequence generator or a deterministic random number generator] for generating a number sequence or where the information is a number [e.g. a time slot index and / or a beacon index] a sequence of numbers [e.g. a periodic time slot index sequence and / or periodic beacon index sequence], the sequence of numbers determining the channel access pattern.
  • a number sequence generator e.g. a periodic number sequence generator or a deterministic random number generator
  • the information is a number [e.g. a time slot index and / or a beacon index]
  • a sequence of numbers e.g. a periodic time slot index sequence and / or periodic beacon index sequence
  • the channel access pattern can differ from another channel access pattern based on which at least one other communication system of the plurality of other communication systems accesses the frequency band.
  • the base station can be designed to work in an uncoordinated manner with the other communication systems.
  • the base station can be designed to communicate with a subscriber in the communication system using the resources determined by the channel access pattern or a subset thereof.
  • the base station can be designed to transmit the signal with the information about the channel access pattern several times [e.g. periodically], the information about the channel access pattern transmitted with successive transmissions of the signal differing [e.g. consecutive or immediately Describing successive] states of the number sequence generator or different numbers of the number sequence.
  • the information transmitted with the transmission of the signal can only describe a subset of the states of the number sequence generator or the numbers of the number sequence [e.g. only every nth state or every nth index number are transmitted, where n is a natural number greater than or equal to two].
  • the information about the channel access pattern may include the state of the number sequence generator or information derived therefrom [e.g. be part of the state of the number sequence generator (e.g. LSBs of the state of the number sequence generator)].
  • the information about the channel access pattern may be the number of the sequence of numbers or information derived therefrom [e.g. part of the number of the number sequence (e.g. LSBs of the number of the number sequence)].
  • the base station can be designed to
  • the state of the number sequence generator [e.g. directly] the following states of the number sequence generator can be determined, wherein the base station can be designed to determine the channel access pattern as a function of the following states of the number sequence generator or the following numbers of the number sequence derived therefrom.
  • the base station can be designed to use the channel access pattern as a function of individual information from the
  • Communication system e.g. an immanent information of the communication system, such as a network-specific identifier.
  • the individual information in the communication system can be inherent information in the communication system.
  • the intrinsic information of the communication system can be a network-specific identifier.
  • the network-specific identifier can be an identification of the communication system.
  • the base station is designed to map the state of the number sequence generator, or a number of the number sequence derived from the state of the number sequence generator, or the number of the number sequence, and the individual information of the communication system using a mapping function on time information and frequency information, wherein the time information and the frequency information describe a resource of the channel access pattern.
  • the time information can describe a time slot or a time slot index.
  • the mapping function can take into account an activity rate of the communication system when mapping onto the time information, the activity rate being established before execution or the signal or another signal sent by the base station having information about the activity rate.
  • mapping function can be used when mapping onto the
  • Time information take into account different activity rates of the communication system, so that the channel access pattern has areas of different activity rates, the signal or the further signal having information about the activity rates.
  • the base station can be designed to dynamically adapt the activity rate as a function of a current or predicted load situation of the communication system.
  • mapping function can be used when mapping onto the
  • Time information a predetermined minimum distance [eg from one or more Adhere to time slots or time slot indexes] between [eg immediately] successive time slots or time slot indexes of the channel access pattern.
  • the frequency information can describe a frequency channel or a frequency channel index.
  • the frequency information may be a distance between [e.g. directly] successive frequency channels or frequency channel indexes of the channel access pattern describe.
  • mapping function can be used when mapping onto the
  • Frequency information a predetermined minimum distance between [e.g. immediately] adhere to successive frequency channels or frequency channel indexes of the channel access pattern.
  • mapping function can be used when mapping onto the
  • Frequency information take into account a frequency channel that is susceptible to interference or a range of frequency channels susceptible to interference in the frequency band, so that the frequency channel or the range of frequency channels susceptible to interference is not or less occupied by the channel access pattern.
  • the frequency information can describe a bundling of frequency resources of the frequency band, which comprises at least two immediately adjacent or spaced apart frequency channels or frequency channel indices.
  • the base station can be designed to determine a pseudo-random number R as a function of the state of the number sequence generator or a number of the number sequence derived from the state of the number sequence generator, or the number of the number sequence, and individual information from the communication system, the pseudo-random number R determines the channel access pattern.
  • the base station can be designed to determine a resource [eg frequency channel and / or time slot, or frequency channel index and / or time slot index] of the channel access pattern based on the pseudo-random number R.
  • the signal can be a beacon signal.
  • the number sequence generator can be a periodic number sequence generator for generating a periodic number sequence.
  • the number sequence generator can be a deterministic random number generator for generating a pseudo-random number sequence.
  • the state of the number sequence generator can be a periodic beacon index and / or a periodic time slot index.
  • a number derived from the state of the number sequence generator can be a periodic beacon index and / or a periodic time slot index.
  • the number of the sequence of numbers can be a periodic beacon index and / or a periodic time slot index.
  • an occupancy of the frequency band defined by the channel access pattern can at least partially overlap an occupancy of the frequency band by another communication system.
  • FIG. 1 For exemplary embodiments, create an end point of a communication system, wherein the communication system operates in a frequency band [eg a license-free and / or license-free frequency band; eg ISM Band], which is used by a plurality of communication systems for communication, the end point being designed to receive a signal [eg a beacon signal], the signal having information about a channel access pattern, the channel access pattern indicates a frequency and / or time-hop-based allocation [e.g. of resources] of the frequency band that can be used for the communication of the communication system [e.g. a time sequence of frequency resources that can be used for the communication of the communication system (e.g.
  • the end point being designed, to determine the channel access pattern based on the information about the channel access pattern, the information describing a state of a number sequence generator [eg a periodic number sequence generator or a deterministic random number generator] for generating a number sequence or wherein the information describes a number [e.g. a time slot index and / or a beacon index] one Describes a sequence of numbers [for example a periodic time slot index sequence and / or a periodic beacon index sequence], the sequence of numbers determining the channel access pattern.
  • a number sequence generator e.g a periodic number sequence generator or a deterministic random number generator
  • the channel access pattern can differ from another channel access pattern based on which at least one other communication system of the plurality of other communication systems accesses the frequency band.
  • the end point can be designed to work in an uncoordinated manner with the other communication systems.
  • the end point can be designed to communicate with a subscriber in the communication system using the resources determined by the channel access pattern or a subset thereof.
  • the endpoint can be configured to multiply the signal with the information about the channel access pattern [e.g. periodically or sporadically], the information transmitted with successive transmissions of the signal about the channel access pattern differing [e.g. successive or immediately successive] states of the number sequence generator or different numbers of the number sequence, wherein the end point can be designed to generate the channel access pattern based on the information about the channel access pattern [e.g. based on the different states of the number sequence generator or the different numbers of the number sequence].
  • the information transmitted with the transmission of the signal can only describe a subset of the states of the number sequence generator or the numbers of the number sequence [e.g. only every nth state or every nth index number is transmitted, where n is a natural number greater than or equal to two].
  • the information about the channel access pattern can be the state of the number sequence generator or information derived therefrom [eg part of the state of the number sequence generator (eg LSBs of the state of the number sequence generator)]. In exemplary embodiments, the information about the channel access pattern can be the number of the number sequence or information derived therefrom [for example part of the number of the number sequence (for example LSBs of the number of the number sequence)].
  • the end point can be designed to determine the channel access pattern as a function of the state of the number sequence generator or a number of the number sequence derived from the state of the number sequence generator.
  • the state of the number sequence generator [e.g. directly] the following states of the number sequence generator can be determined, wherein the end point can be designed to determine the channel access pattern as a function of the following states of the number sequence generator or the following numbers of the number sequence derived therefrom.
  • the endpoint can be designed to determine the channel access pattern as a function of individual information from the communication system [e.g. an immanent information of the communication system, such as a network-specific identifier].
  • the individual information in the communication system can be inherent information in the communication system.
  • the intrinsic information of the communication system can be a network-specific identifier.
  • the network-specific identifier can be an identification of the communication system.
  • the end point can be designed to map the state of the number sequence generator, or a number of the number sequence derived from the state of the number sequence generator, or the number of the number sequence, and the individual information of the communication system using a mapping function on time information and frequency information, wherein the time information and the frequency information describe a resource of the channel access pattern.
  • the time information can describe a time slot or a time slot index.
  • mapping function can be used when mapping onto the
  • Time information take into account an activity rate of the communication system, wherein the activity rate is determined before execution or wherein the signal or another received signal has information about the activity rate.
  • mapping function can be used when mapping onto the
  • Time information take into account different activity rates of the communication system, so that the channel access pattern has areas of different activity rates, the signal or the further signal having information about the activity rates.
  • the signal can contain information about the activity rates of the communication system.
  • the end point can be designed to receive a further signal, the further signal having information about the activity rates of the communication system.
  • the mapping function can have a predetermined minimum distance [e.g. of one or more time slots or time slot indexes] between [e.g. immediately] adhere to successive time slots or time slot indexes of the channel access pattern.
  • the frequency information can describe a frequency channel or a frequency channel index.
  • the frequency information may be a distance between [e.g. directly] successive frequency channels or frequency channel indexes of the channel access pattern describe.
  • the mapping function when mapping onto the frequency information can have a predetermined minimum distance between [eg directly] adhere to successive frequency channels or frequency channel indexes of the channel access pattern.
  • the mapping function can take into account a frequency channel or a range of frequency channels susceptible to interference in the frequency band when mapping onto the frequency information, so that the frequency channel or the range of frequency channels susceptible to interference is not or less occupied by the channel access pattern.
  • the frequency information can describe at least two directly adjacent or spaced apart frequency channels or frequency channel indices.
  • the end point can be designed to determine a pseudo-random number R as a function of the state of the number sequence generator or a number of the number sequence derived from the state of the number sequence generator, or the number of the number sequence, and individual information from the communication system, the pseudo-random number R determines the channel access pattern.
  • the endpoint may be configured to identify a resource [e.g. Frequency channel and / or time slot, or frequency channel index and / or time slot index] of the channel access pattern.
  • a resource e.g. Frequency channel and / or time slot, or frequency channel index and / or time slot index
  • the signal can be a beacon signal.
  • the number sequence generator can be a periodic number sequence generator for generating a periodic number sequence.
  • the number sequence generator can be a deterministic random number generator for generating a pseudo-random number sequence.
  • the state of the number sequence generator can be a periodic beacon index and / or a periodic time slot index.
  • a number derived from the state of the number sequence generator can be a periodic beacon index and / or a periodic time slot index.
  • the number of the sequence of numbers can be a periodic beacon index and / or a periodic time slot index.
  • an occupancy of the frequency band defined by the channel access pattern can at least partially overlap an occupancy of the frequency band by another communication system.
  • FIG. 1 For exemplary embodiments, create a method for operating a base station of a communication system, the communication system communicating wirelessly in a frequency band which is used by a plurality of communication systems for communication.
  • the method comprises a step of sending a signal, the signal having information about a channel access pattern, the channel access pattern specifying a frequency and / or time-hopping-based occupancy of the frequency band that can be used for the communication of the communication system, the information indicating a state of a number sequence generator for generation describes a sequence of numbers or wherein the information describes a number of a sequence of numbers, the sequence of numbers determining the channel access pattern.
  • FIG. 1 For exemplary embodiments, create a method for operating an end point of a communication system, the communication system communicating wirelessly in a frequency band which is used by a plurality of communication systems for communication.
  • the method comprises a step of receiving a signal, the signal having information about a channel access pattern, the channel access pattern specifying a frequency-based and / or time-hop-based occupancy of the frequency band that can be used for the communication of the communication system.
  • the method further comprises a step of determining the channel access pattern based on the information about the channel access pattern, the information describing a state of a number sequence generator for generating a number sequence or wherein the information describes a number of a number sequence, the number sequence determining the channel access pattern.
  • a controller for a subscriber in a communication system communicating wirelessly in a frequency band which is used by a plurality of communication systems for communication, the controller being designed to determine a channel access pattern, the channel access pattern being one for communication of the communication system specifies frequency and / or time hop-based occupancy of the frequency band, the controller being designed to determine the channel access pattern as a function of a state of a number sequence generator for generating a number sequence or a number of a number sequence.
  • the controller can be designed to determine the channel access pattern as a function of the state of the number sequence generator or a number of the number sequence derived from the state of the number sequence generator.
  • the state of the number sequence generator [e.g. directly] the following states of the number sequence generator can be determined, wherein the controller can be designed to determine the channel access pattern as a function of the following states of the number sequence generator or the following numbers of the number sequence derived therefrom.
  • the controller can be designed to determine the channel access pattern as a function of individual information from the communication system [e.g. an immanent information of the communication system, such as a network-specific identifier].
  • the controller can be designed to map the state of the number sequence generator, or a number of the number sequence derived from the state of the number sequence generator, or the number of the number sequence, and the individual information of the communication system using a mapping function on time information and frequency information, wherein the time information and the frequency information describe a resource of the channel access pattern.
  • the controller can be configured to be dependent on the state of the number sequence generator or a number of the number sequence derived from the state of the number sequence generator, or the number of the number sequence, and individual information from the communication system to determine a pseudo-random number R, the pseudo-random number R determining the channel access pattern.
  • the controller can be configured to determine a resource [e.g. Frequency channel and / or time slot, or frequency channel index and / or time slot index] of the channel access pattern.
  • a resource e.g. Frequency channel and / or time slot, or frequency channel index and / or time slot index
  • a communication system the communication system being adapted to operate in a frequency band [e.g. a license-free and / or license-free frequency band; e.g. ISM band], which is used by a plurality of communication systems for communication, to communicate wirelessly, the communication system being adapted to use different frequencies or frequency channels of the frequency band [e.g. into which the frequency band is divided] in sections [e.g. time slot wise] for communication, regardless of whether they are used by another communication system, the channel access pattern being different from another channel access pattern based on which at least one other communication system of the plurality of other communication systems accesses the frequency band.
  • a frequency band e.g. a license-free and / or license-free frequency band; e.g. ISM band
  • ISM band license-free and / or license-free frequency band
  • the communication system being adapted to use different frequencies or frequency channels of the frequency band [e.g. into which the frequency band is divided] in sections [e.g. time slot wise] for communication, regardless
  • the channel access pattern can indicate a frequency and / or time hop-based occupancy [eg of resources] of the frequency band that can be used for the communication of the communication system [eg a time sequence of for the Communication of the communication system usable frequency resources (for example distributed over the frequency band)].
  • the communication system can be designed to communicate in an uncoordinated manner with the other communication systems in the frequency band.
  • the communication system can be designed to determine the channel access pattern.
  • the channel access pattern may vary from an individual [e.g. immanent] information of the communication system.
  • the channel access pattern and the other channel access pattern can overlap in less than 20% of the resources defined therein.
  • subscribers of the communication system can transmit data to one another based on the channel access pattern in sections in the different channels of the frequency band.
  • a reception bandwidth of subscribers in the communication system can be narrower than a bandwidth of the frequency band.
  • FIG. 1 For example a license-free and / or license-free frequency band; eg ISM Band] communicates wirelessly, which is used by a number of communication systems for communication.
  • the method comprises a step of transmitting data between subscribers of the communication system based on a channel access pattern in sections in different channels of the frequency band, regardless of whether these or a subset thereof are used by other communication systems, the channel access pattern being different from another channel access pattern based on the at least another communication system of the plurality of other communication systems accesses the frequency band differs.
  • the first communication system and the second communication system cannot be coordinated with one another.
  • subscribers of the first communication system can transmit data to one another based on the first channel access pattern in sections in the different channels of the frequency band.
  • subscribers of the second communication system can transmit data to one another based on the second channel access pattern in sections in the different channels of the frequency band.
  • the first communication system and the second communication system cannot communicate with one another.
  • FIG. 1 For exemplary embodiments, create a method for operating two communication systems in a frequency band which is used by a plurality of communication systems for wireless communication.
  • the method comprises a step of transmitting data between subscribers of the first communication system based on a first channel access pattern in sections in different channels of the frequency band, regardless of whether this or one Subset of these can be used by other communication systems.
  • the method further comprises a step of transmitting data between subscribers of the second communication system based on a second channel access pattern in sections in different channels of the frequency band, regardless of whether these or a subset thereof are used by other communication systems, the first channel access pattern and the second channel access pattern being different are.
  • the endpoint being designed to transmit data using a relative channel access pattern [e.g. to send or receive], the relative channel access pattern indicating an allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency- and / or time-hop-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern [e.g. specifies the relative channel access pattern which of the resources released or usable by the network-specific channel access pattern for the communication of the communication system are actually to be used for the transmission of data by the end point].
  • a relative channel access pattern e.g. to send or receive
  • the relative channel access pattern indicating an allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency- and / or time-hop-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern
  • the relative channel access pattern e.g. specifies the relative channel access pattern which of the resources released or usable by the network-specific channel access pattern for the communication of the communication system are actually to be used for the transmission of data by the end point.
  • the allocation of resources of the relative channel access pattern to be used for the transmission can be a subset of the usable frequency- and / or time-hopping-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern [e.g. wherein the relative channel access pattern has only a subset of the resources of the network-specific channel access pattern].
  • the relative channel access pattern can differ from another relative channel access pattern based on which another subscriber [eg endpoint and / or base station; eg base station to another subscriber] des Communication system transmits data [e.g. sends and / or receives], with the other relative channel access pattern specifying an allocation of resources to be used for transmission by the other participant from the usable frequency and / or time-hopping-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern.
  • another subscriber eg endpoint and / or base station; eg base station to another subscriber
  • des Communication system transmits data [e.g. sends and / or receives]
  • the other relative channel access pattern specifying an allocation of resources to be used for transmission by the other participant from the usable frequency and / or time-hopping-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern.
  • the network-specific channel access pattern can use the frequency and / or time hopping-based allocation of resources of the frequency band in frequency channels [e.g. into which the frequency band is divided] and specify assigned time slots or in frequency channel indices and assigned time slot indices.
  • the network-specific channel access pattern in frequency direction [e.g. per time slot or time slot index] a plurality of adjacent or spaced apart resources [e.g. Frequency channels or frequency channel indices] of the frequency band.
  • the relative channel access pattern in the frequency direction can be at most a subset [e.g. specify at most one resource, i.e. one or no resource] of the plurality of neighboring or spaced-apart resources of the network-specific channel access pattern.
  • the relative channel access pattern may be used for at least one time hop [e.g. for at least one time slot or time slot index] in the frequency direction specify a different resource of the plurality of adjacent or spaced-apart resources of the network-specific channel access pattern than a different relative channel access pattern based on which another subscriber [e.g. Endpoint and / or base station; e.g. base station to another subscriber] of the communication system transmits data [e.g. sends and / or receives], the other relative channel access pattern indicating an allocation of resources to be used for the transmission by the other subscriber from the usable frequency- and / or time-hop-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern.
  • another subscriber e.g. Endpoint and / or base station; e.g. base station to another subscriber
  • the other relative channel access pattern indicating an allocation of resources to be used for the transmission by the other subscriber from the usable frequency- and / or time-hop-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern.
  • At least two resources [eg frequency channels or frequency channel indices] of the plurality of adjacent or spaced apart resources Resources can be assigned different symbol rates and / or different numbers of symbols in the frequency direction.
  • the plurality of contiguous resources in the frequency direction may be one block [e.g. Form cluster] of contiguous resources, with different parts of the block of contiguous resources being assigned different symbol rates and / or different numbers of symbols.
  • the endpoint can be configured to derive the relative channel access pattern from a set [e.g. Supply] of M relative channel access patterns, the M relative channel access patterns indicating an allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency- and / or time-hopping-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern, the M relative channel access patterns being different [e.g. differ in at least the occupancy of a resource].
  • a set [e.g. Supply] of M relative channel access patterns the M relative channel access patterns indicating an allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency- and / or time-hopping-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern, the M relative channel access patterns being different [e.g. differ in at least the occupancy of a resource].
  • the end point can be designed to the relative
  • the end point can be designed to the relative
  • the intrinsic parameter can be a digital signature of the telegram [z. B. CMAC (One-key MAC)] or a code word for the detection of transmission errors [e.g. B. a CRC].
  • CMAC One-key MAC
  • the end point can be designed to the relative
  • the end point can be designed to transmit as data a data packet which is divided into a plurality of sub-data packets according to the relative channel access pattern [e.g. to send or receive], the plurality of sub-data packets only one each Have part of the data packet.
  • the information may include a state of a number sequence generator [e.g. a periodic number sequence generator or a deterministic random number generator] for generating a number sequence, the number sequence determining the channel access pattern.
  • a number sequence generator e.g. a periodic number sequence generator or a deterministic random number generator
  • the information may be a number [e.g. a time slot index and / or a beacon index] a sequence of numbers [e.g. a periodic time slot index sequence and / or periodic beacon index sequence], the sequence of numbers determining the channel access pattern.
  • a number e.g. a time slot index and / or a beacon index
  • a sequence of numbers e.g. a periodic time slot index sequence and / or periodic beacon index sequence
  • a base station of a communication system wherein the communication system operates in a frequency band [for example a license-free and / or license-free frequency band; eg ISM Band] communicates wirelessly, which is used by a plurality of communication systems for communication, the base station being designed to send a signal [eg a beacon signal], the signal having information about a network-specific channel access pattern, the network-specific channel access pattern indicates a frequency and / or time-hop-based allocation of resources in the frequency band that can be used for communication in the communication system [e.g. a time sequence of frequency resources that can be used for communication in the communication system (e.g.
  • the base station being designed to To transmit data using a relative channel access pattern [e.g. to send or receive], wherein the relative channel access pattern is an allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency- and / or time-hop-based allocation of resources of the n Specifies the network-specific channel access pattern [for example, the relative channel access pattern specifies which of the resources released or usable for the communication of the communication system by the network-specific channel access pattern are actually to be used for the transmission of data by the base station].
  • a relative channel access pattern e.g. to send or receive
  • the relative channel access pattern is an allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency- and / or time-hop-based allocation of resources of the n
  • the network-specific channel access pattern specifies which of the resources released or usable for the communication of the communication system by the network-specific channel access pattern are actually to be used for the transmission of data by the base station.
  • the allocation of resources of the relative channel access pattern to be used for the transmission can be a subset of the usable frequency and / or time-hopping-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern [for example, the relative channel access pattern only having a subset of the resources of the network-specific channel access pattern].
  • the base station does not know in advance which relative hopping pattern is used by an end point.
  • the base station can be designed to detect the relative hopping pattern used by means of a detection [e.g. B. by correlation and threshold value separation].
  • the relative channel access pattern may differ from another relative channel access pattern based on which the base station transmits other data [e.g. sends and / or receives, eg sends to another participant and receives from another participant], with the other relative channel access pattern an allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency- and / or time-hop-based allocation of resources of the network-specific Indicating the channel access pattern.
  • other data e.g. sends and / or receives, eg sends to another participant and receives from another participant
  • the network-specific channel access pattern can use the frequency and / or time hopping-based allocation of resources of the frequency band in frequency channels [e.g. into which the frequency band is divided] and specify assigned time slots or in frequency channel indices and assigned time slot indices.
  • the network-specific channel access pattern in frequency direction [e.g. per time slot or time slot index] a plurality of adjacent or spaced apart resources [e.g. Frequency channels or frequency channel indices] of the frequency band.
  • the relative channel access pattern in the frequency direction can indicate at most a subset [eg at most one resource, ie one or no resource] of the plurality of neighboring or spaced-apart resources of the network-specific channel access pattern.
  • the relative channel access pattern for at least one time hop e.g.
  • the frequency direction can indicate a different resource of the plurality of adjacent or spaced-apart resources of the network-specific channel access pattern than a different relative channel access pattern based on which the base station transmits other data [eg sends and / or receives, eg sends to another subscriber and receives from another subscriber], the other relative channel access pattern being an allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency and / or time jump-based allocation of resources of the network-specific Indicating the channel access pattern.
  • At least two resources e.g. Frequency channels or frequency channel indices] of the plurality of adjacent or spaced apart resources in the frequency direction can be assigned different symbol rates and / or a different number of symbols.
  • the plurality of contiguous resources in the frequency direction may be one block [e.g. Form cluster] of contiguous resources, with different parts of the block of contiguous resources being assigned different symbol rates and / or different numbers of symbols.
  • the base station can be designed to the relative
  • Channel access patterns from a set [e.g. Supply] of M relative channel access patterns the M relative channel access patterns indicating an allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency- and / or time-hopping-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern, the M relative channel access patterns being different [e.g. differ in at least the occupancy of a resource].
  • the base station can be designed to the relative
  • the base station can be designed to the relative
  • the intrinsic parameter can be a digital signature of the telegram [z. B. CMAC (One-key MAC)] or a code word for the detection of transmission errors [e.g. B. a CRC].
  • the base station can be designed to the relative
  • Channel access patterns depending on the requirements of the data to be transmitted in terms of transmission properties [e.g. Latency, or robustness against interference] from a set of relative channel access patterns with different transmission characteristics [e.g. different latency, or different robustness against interference].
  • transmission properties e.g. Latency, or robustness against interference
  • the base station can be designed to the relative
  • Channel access patterns depending on the requirements of the data to be transmitted in terms of transmission properties [e.g. Latency, or robustness against interference].
  • the base station can be designed to transmit as data a data packet which is divided into a plurality of sub-data packets in accordance with the relative channel access pattern [e.g. to send or receive], the plurality of sub-data packets each having only a part of the data packet.
  • the information can be a state of a
  • Number sequence generator e.g. a periodic number sequence generator or a deterministic random number generator for generating a number sequence, the number sequence determining the channel access pattern.
  • the information may be a number [e.g. a time slot index and / or a beacon index] a sequence of numbers [e.g. a periodic time slot index sequence and / or periodic beacon index sequence], the sequence of numbers determining the channel access pattern.
  • a number e.g. a time slot index and / or a beacon index
  • a sequence of numbers e.g. a periodic time slot index sequence and / or periodic beacon index sequence

Abstract

Embodiments relate to a data receiver of a communication system. The communication system communicates wirelessly in a frequency band which is used by a plurality of communication systems for communicating. A set of usable resources which can be accessed on the basis of hopping patterns known to the data receiver are provided in the communication system in order to transmit data, wherein each of the hopping patterns specifies a time- and/or frequency-based allocation of resources of the set of usable resources, and the data receiver is configured so as to ascertain a transmission metric for each of the resources of the set of usable resources, combine transmission metrics of the resources which can be accessed on the basis of a hopping pattern of the hopping patterns to transmit data in order to obtain a hopping pattern metric, detect a transmission of data if the hopping pattern metric of the respective hopping pattern satisfies a specified detection criterion, and limit the transmission metrics to an upper or lower threshold on a value basis prior to the combination process.

Description

Detektion der Signale von Funkteilnehmern in einem synchronisierten System Detection of signals from radio participants in a synchronized system
Beschreibung description
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf einen Endpunkt und eine Basisstation eines Kommunikationssystems, das in einem Frequenzband drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird. Weitere Ausführungsbeispiele beziehen sich auf Verfahren zum Betrieb eines Endpunkts und einer Basisstation eines solchen Kommunikationssystems. Manche Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine Detektion der Signale von Funkteilnehmern in einem synchronisierten Kommunikationssystem. Embodiments of the present invention relate to an end point and a base station of a communication system that wirelessly communicates in a frequency band that is used by a plurality of communication systems for communication. Further exemplary embodiments relate to methods for operating an end point and a base station of such a communication system. Some exemplary embodiments relate to a detection of the signals from radio users in a synchronized communication system.
Aus [1] ist TSMA (TSMA = Telegram-Splitting-Multiple-Access, dt. Telegrammaufteilungs- Verfahren) bekannt, wonach ein Telegramm (oder Datenpaket) auf eine Mehrzahl von Sub- Datenpakete aufgeteilt wird, die unter Verwendung eines Sprungmusters in der Zeit und optional in der Frequenz verteilt übertragen werden. TSMA (TSMA = Telegram Splitting Multiple Access) is known from [1], according to which a telegram (or data packet) is divided into a plurality of sub-data packets using a jump pattern in time and optionally transmitted in a distributed manner in frequency.
In [3] wird eine verbesserte Reichweite für LPWAN Systeme (LPWAN = Low Power Wide Area Network, dt. Niedrigenergieweitverkehrsnetzwerk), die das Telegram-Splitting- Verfahren verwenden, beschrieben. In [3], an improved range for LPWAN systems (LPWAN = Low Power Wide Area Network) that use the telegram splitting method is described.
In [4] wird eine verbesserte Übertragungssicherheit für LPWAN Systeme, die das Telegram- Splitting-Verfahren verwenden, beschrieben. In [4], improved transmission security for LPWAN systems that use the telegram splitting process is described.
Bei LPWAN Systemen greifen in der Regel eine Vielzahl von Teilnehmern (z.B. Sensorknoten) gleichzeitig auf das zur Verfügung stehende Frequenzband zu. Der Basisstation eines LPWAN Systems, dessen Teilnehmer basierend auf dem Telegram- Splitting-Verfahren auf das Frequenzband zugreifen, ist jedoch für ein betrachtetes Zeitfenster nicht bekannt, ob, und wenn ja, wie viele Teilnehmer und mit welchen Sprungmustern die Teilnehmer auf das gemeinsame Frequenzband zugreifen. In LPWAN systems, a large number of participants (e.g. sensor nodes) usually access the available frequency band at the same time. The base station of an LPWAN system, whose subscribers access the frequency band based on the telegram splitting process, does not know for a given time window whether, and if so, how many subscribers and with which hopping patterns the subscribers access the common frequency band .
Die Basisstation muss also die Sub-Datenpakete der Teilnehmer des LPWAN Systems, die entsprechend der jeweiligen Sprungmuster ausgesendet werden, detektieren, was bei sehr vielen unterschiedlichen Sprungmustern einen erheblichen Rechenaufwand darstellt und somit insbesondere bei batteriebetriebenen Basisstationen nachteilig ist. Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Konzept zu schaffen, welches es ermöglicht den erforderlichen Rechenaufwand der Basisstation zur Detektion einer Vielzahl von auf unterschiedlichen Sprungmustern basierenden Zugriffen auf das Frequenzband zu reduzieren. The base station must therefore detect the sub-data packets of the subscribers in the LPWAN system, which are sent out according to the respective jump patterns, which represents a considerable computational effort with a large number of different jump patterns and is therefore disadvantageous in particular for battery-operated base stations. The present invention is therefore based on the object of creating a concept which makes it possible to reduce the computational effort required by the base station to detect a large number of accesses to the frequency band based on different hopping patterns.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. This problem is solved by the independent patent claims.
Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den abhängigen Patentansprüchen. Advantageous further developments can be found in the dependent claims.
Ausführungsbeispiele schaffen einen Datenempfänger eines [z.B. synchronisierten] Kommunikationssystems, wobei das Kommunikationssystem in einem Frequenzband drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird, wobei in dem Kommunikationssystem zur Übertragung von Daten [z.B. pro Zeitabschnitt [z.B. mehrerer aufeinanderfolgender Zeitabschnitte]] ein Satz von verwendbaren [z.B. verfügbaren] Ressourcen [z.B. ein zulässiger Ressourcenbereich; z.B. ein Satz von verwendbaren Ressourcenelementen (z.B. Ressourcenrahmen (engl ressource frame)) oder ein Satz von verwendbaren Ressourcenblöcken, z.B. jeweils mit einem oder mehreren Ressourcenelementen] zur Verfügung steht, auf den basierend auf dem Datenempfänger bekannten Sprungmustern zugegriffen werden kann, wobei die Sprungmuster jeweils eine zeit- und/oder frequenzsprungbasierte Belegung von Ressourcen des Satzes von verwendbaren Ressourcen angeben, wobei der Datenempfänger konfiguriert ist, um für jede de Ressourcen des Satzes von verwendbaren Ressourcen eine Übertragungs-Metrik zu ermitteln, wobei der Datenempfänger konfiguriert ist, um Übertragungs-Metriken derjenigen Ressourcen zu kombinieren [z.B. zu addieren oder summieren], auf die zur Übertragung von Daten basierend auf einem Sprungmuster der Sprungmuster zugegriffen werden kann, um eine Sprungmuster-Metrik zu erhalten, wobei der Datenempfänger konfiguriert ist, um eine Übertragung von Daten zu detektieren, wenn die Sprungmuster-Metrik des jeweiligen Sprungmusters ein vorgegebenes Detektionskriterium erfüllt, wobei der Datenempfänger konfiguriert ist, um die Übertragungs- Metriken vor der Kombination wertemäßig [z.B. zahlenmäßig] auf einen [z.B. positiven und/oder negativen] oberen [z.B. maximalen] oder unteren [minimalen] Grenzwert zu begrenzen [z.B. clippen]. Embodiments provide a data receiver of a [e.g. synchronized] communication system, the communication system communicating wirelessly in a frequency band used by a plurality of communication systems for communication, wherein in the communication system for the transmission of data [e.g. per time period [e.g. several consecutive time periods]] a set of usable [e.g. available] resources [e.g. an allowable range of resources; eg a set of usable resource elements (eg resource frame) or a set of usable resource blocks, eg each with one or more resource elements] is available, which can be accessed based on the data receiver known jump patterns, the jump patterns in each case specify a time and / or frequency hopping-based allocation of resources of the set of usable resources, the data receiver being configured to determine a transmission metric for each of the resources of the set of usable resources, the data receiver being configured to use transmission metrics of those resources to combine [e.g. to add or sum], which can be accessed for transmission of data based on a jump pattern of the jump pattern to obtain a jump pattern metric, wherein the data receiver is configured to detect a transmission of data when the jump pattern metric of the respective jump pattern fulfills a predetermined detection criterion, the data receiver being configured to evaluate the transmission metrics prior to the combination in terms of value [e.g. numerically] to one [e.g. positive and / or negative] upper [e.g. maximum] or lower [minimum] limit value [e.g. clip].
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datenempfänger konfiguriert, um diejenigen Übertragungs-Metriken, die eine hohe Wahrscheinlichkeit [z.B. eine Wahrscheinlichkeit größer oder gleich einem vorgegebenen Wahrscheinlichkeitswert [z.B. 70% oder 80% oder 90 %]] beschreiben, dass die jeweilige Ressource zur Übertragung von Daten genutzt wurde, auf den oberen [z.B. bei einem positiven Wert der jeweiligen Übertragungs-Metrik] oder unteren [z.B. bei einem negativen Wert der jeweiligen Übertragungs-Metrik] Grenzwert zu begrenzen. In exemplary embodiments, the data receiver is configured to transmit those transmission metrics which have a high probability [eg a probability greater than or equal to a predetermined probability value [eg 70% or 80% or 90%]] describe that the respective resource was used for the transmission of data, to the upper [eg with a positive value of the respective transmission metric] or lower [eg with a negative value of the respective transmission metric] limit value.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datenempfänger konfiguriert, um diejenigenIn embodiments, the data receiver is configured to those
Übertragungs-Metriken, die einen oberen [z.B. maximalen] Grenzwert übersteigen [z.B. bei positiven Werten der jeweiligen Übertragungs-Metriken], wertemäßig auf den oberen Grenzwert zu begrenzen. Transmission metrics that have an upper [e.g. exceed maximum] limit value [e.g. in the case of positive values of the respective transmission metrics], to be limited in terms of value to the upper limit value.
Beispielsweise kann der obere Grenzwert zumindest 70 % (oder 80 %, oder 90 %) eines Wertes sein, den die Übertragungs-Metriken maximal annehmen können. For example, the upper limit value can be at least 70% (or 80%, or 90%) of a value that the transmission metrics can assume at a maximum.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datenempfänger konfiguriert, um diejenigenIn embodiments, the data receiver is configured to those
Übertragungs-Metriken, die einen unteren [z.B. minimalen] Grenzwert unterschreiten [z.B. bei negativen Werten der jeweiligen Übertragungs-Metriken], wertemäßig auf den unteren Grenzwert zu begrenzen. Transmission metrics that have a lower [e.g. fall below the minimum] limit value [e.g. in the case of negative values of the respective transmission metrics], to be limited in terms of value to the lower limit value.
Beispielsweise kann der untere Grenzwert zumindest 70 % (oder 80 %, oder 90 %) eines Wertes sein, den die Übertragungs-Metriken minimal annehmen können. For example, the lower limit value can be at least 70% (or 80%, or 90%) of a value that the transmission metrics can minimally assume.
Bei Ausführungsbeispielen ist aus den Übertragungs-Metriken jeweils eineIn embodiments, each of the transmission metrics is one
Wahrscheinlichkeit, dass die jeweilige Ressource zur Übertragung von Daten genutzt wurde, ableitbar. The probability that the respective resource was used to transfer data can be derived.
Beispielsweise kann ein Wert der Übertragungs-Metrik direkt ein Maß für eineFor example, a value of the transmission metric can directly be a measure of a
Wahrscheinlichkeit sein, dass die jeweilige Ressource zur Übertragung von Daten genutzt wurde. Natürlich kann die Übertragungs-Metrik auch eine Maß für eine Wahrscheinlichkeit sein, dass in der jeweiligen Ressource nur Rauschen vorhanden ist bzw. dass die jeweilige Ressource nicht zur Übertragung von Daten genutzt wurde, wobei aus diesem Maß genauso die Wahrscheinlichkeit, dass die jeweilige Ressource zur Übertragung von Daten genutzt wurde, ableitbar ist. The probability that the respective resource was used to transfer data. Of course, the transmission metric can also be a measure of a probability that there is only noise in the respective resource or that the respective resource was not used for the transmission of data Transmission of data was used, can be derived.
Bei Ausführungsbeispielen beschreiben die Übertragungs-Metriken jeweils eineIn exemplary embodiments, the transmission metrics each describe one
Wahrscheinlichkeit, dass die jeweilige Ressource zur Übertragung von Daten genutzt wurde. Beispielsweise kann ein Wert der Übertragungs-Metrik ein Maß für eine Wahrscheinlichkeit sein, dass die jeweilige Ressource zur Übertragung von Daten genutzt wurde. Probability that the respective resource was used to transfer data. For example, a value of the transmission metric can be a measure of a probability that the respective resource was used to transmit data.
Bei Ausführungsbeispielen ist aus der Sprungmuster-Metrik eine Wahrscheinlichkeit, dass das jeweilige Sprungmuster [z.B. die durch das Sprungmuster angegebene Belegung von Ressourcen] zur Übertragung von Daten genutzt wurde, ableitbar. In embodiments, a probability is derived from the jump pattern metric that the respective jump pattern [e.g. the allocation of resources indicated by the jump pattern] was used to transfer data.
Beispielsweise kann ein Wert der Sprungmuster-Metrik ein Maß für eine Wahrscheinlichkeit sein, dass das jeweilige Sprungmuster zur Übertragung von Daten genutzt wurde. For example, a value of the jump pattern metric can be a measure of a probability that the respective jump pattern was used to transmit data.
Bei Ausführungsbeispielen beschreibt die Sprungmuster-Metrik eine Wahrscheinlichkeit, dass das jeweilige Sprungmuster [z.B. die durch das Sprungmuster angegebene Belegung von Ressourcen] zur Übertragung von Daten genutzt wurde. In exemplary embodiments, the jump pattern metric describes a probability that the respective jump pattern [e.g. the allocation of resources indicated by the jump pattern] was used to transfer data.
Bei Ausführungsbeispielen gibt das Detektionskriterium an, dass die Sprungmuster-Metrik eine [z.B. vorgegebene] Detektionsschwelle erreicht [z.B. gleich der Detektionsschwelle ist oder diese durchschreitet [z.B. größer oder kleiner als die Detektionsschwelle ist]]. In embodiments, the detection criterion indicates that the hop pattern metric is a [e.g. predetermined] detection threshold reached [e.g. equals or passes through the detection threshold [e.g. is greater or less than the detection threshold]].
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datenempfänger konfiguriert, um den Schwellwert in Abhängigkeit von einer Auslastung des Satzes von verwendbaren Ressourcen adaptiv anzupassen. In exemplary embodiments, the data receiver is configured to adaptively adjust the threshold value as a function of a utilization of the set of usable resources.
Bei Ausführungsbeispielen ist die Auslastung eine geschätzte relative Anzahl von belegten Ressourcen des Satzes von verwendbaren Ressourcen. In exemplary embodiments, the utilization is an estimated relative number of occupied resources of the set of usable resources.
Bei Ausführungsbeispielen ist die Auslastung eine geschätzte Anzahl gleichzeitig aktiver Datensender des Kommunikationssystems, die auf den Satz von verwendbaren Ressourcen zugreifen. In exemplary embodiments, the load is an estimated number of simultaneously active data transmitters of the communication system that access the set of usable resources.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datenempfänger konfiguriert, um die Auslastung basierend auf einer Anzahl von Ressourcen des Satzes von verwendbaren Ressourcen, dessen Übertragungs-Metriken eine [z.B. vorgegebene] Übertragungs-Schwelle erreichen [z.B. gleich der Übertragungs-Schwelle sind oder diese durchschreiten [z.B. größer oder kleiner als die Übertragungsschwelle sind]], zu schätzen. In embodiments, the data receiver is configured to calculate the utilization based on a number of resources of the set of usable resources whose transmission metrics include a [e.g. predetermined] transmission threshold [e.g. are equal to or exceed the transmission threshold [e.g. are larger or smaller than the transmission threshold]].
Bei Ausführungsbeispielen erfolgt ein Zugriff des Kommunikationssystems auf das Frequenzband basierend auf [z.B. periodisch] aufeinander folgenden Zeitabschnitten, wobei der Satz von verwendbaren Ressourcen innerhalb eines der Zeitabschnitte liegt, wobei der Datenempfänger konfiguriert ist, um die Auslastung ferner basierend auf einer Anzahl von Ressourcen zumindest eines Satzes von verwendbaren Ressourcen zumindest eines vorangehenden Zeitabschnitts, dessen Übertragungs-Metriken eine [z.B. vorgegebene] Übertragungs-Schwelle erreichen [z.B. gleich der Übertragungs-Schwelle sind oder diese durchschreiten [z.B. größer oder kleiner als die Übertragungsschwelle sind]], zu schätzen. In exemplary embodiments, the communication system accesses the frequency band based on [eg periodically] successive time segments, with the set of usable resources lies within one of the time segments, wherein the data receiver is configured to calculate the utilization further based on a number of resources of at least one set of usable resources at least from a previous time segment, the transmission metrics of which have a [eg predetermined] transmission threshold achieve [eg are equal to or exceed the transmission threshold [eg are greater or smaller than the transmission threshold]].
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datenempfänger konfiguriert, um die Detektionsschwelle innerhalb einer [z.B. vorgegebenen] oberen Grenze und einer [z.B. vorgegebenen] unteren Grenze [z.B. von Zeitabschnitt zu Zeitabschnitt [z.B. einer Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Zeitabschnitten]] dynamisch anzupassen. In embodiments, the data receiver is configured to increase the detection threshold within a [e.g. predetermined] upper limit and a [e.g. predetermined] lower limit [e.g. from time segment to time segment [e.g. a plurality of successive time segments]] to adapt dynamically.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datenempfänger konfiguriert, um die Detektionsschwelle basierend auf einer Sigmoidfunktion oder einer Sigmoid-ähnlichen Funktion innerhalb einer [z.B. vorgegebenen] oberen Grenze und einer [z.B. vorgegebenen] unteren Grenze [z.B. von Zeitabschnitt zu Zeitabschnitt [z.B. einer Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Zeitabschnitten]] dynamisch anzupassen. In embodiments, the data receiver is configured to determine the detection threshold based on a sigmoid function or a sigmoid-like function within a [e.g. predetermined] upper limit and a [e.g. predetermined] lower limit [e.g. from time segment to time segment [e.g. a plurality of successive time segments]] to adapt dynamically.
Bei Ausführungsbeispielen gibt das Detektionskriterium an, dass das Sprungmuster ein Sprungmuster einer vorgegebenen Anzahl von Sprungmustern ist, die die wertemäßig größten Sprungmuster-Metriken aufweisen. In exemplary embodiments, the detection criterion indicates that the jump pattern is a jump pattern of a predetermined number of jump patterns which have the largest jump pattern metrics in terms of value.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datenempfänger konfiguriert, um die vorgegebene Anzahl von wertemäßig größten Sprungmuster-Metriken in Abhängigkeit von einer [z.B. für eine Decodierung der mit den Sprungmustern übertragenen Daten] zur Verfügung stehenden Rechenleistung adaptiv anzupassen. In embodiments, the data receiver is configured to receive the predetermined number of largest jump pattern metrics in terms of value depending on a [e.g. for a decoding of the data transmitted with the jump patterns] to adaptively adapt the computing power available.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datenempfänger konfiguriert, um die vorgegebene Anzahl von wertemäßig größten Sprungmuster-Metriken in Abhängigkeit von einer Auslastung des Satzes von verwendbaren Ressourcen adaptiv anzupassen. In exemplary embodiments, the data receiver is configured to adaptively adapt the predetermined number of jump pattern metrics with the largest value in terms of value as a function of a utilization of the set of usable resources.
Bei Ausführungsbeispielen ist die Auslastung eine geschätzte Anzahl gleichzeitig aktiver Datensender des Kommunikationssystems, die auf den Satz von verwendbaren Ressourcen zugreifen. Bei Ausführungsbeispielen ist der Datenempfänger konfiguriert, um die vorgegebene Anzahl von wertemäßig größten Sprungmuster-Metriken größer oder gleich der Anzahl gleichzeitig aktiver Datensender des Kommunikationssystems zu wählen. In exemplary embodiments, the load is an estimated number of simultaneously active data transmitters of the communication system that access the set of usable resources. In exemplary embodiments, the data receiver is configured to select the predetermined number of jump pattern metrics with the largest value in terms of value greater than or equal to the number of simultaneously active data transmitters of the communication system.
Bei Ausführungsbeispielen gibt das Detektionskriterium an, dass das Sprungmuster ein Sprungmuster einer vorgegebenen Anzahl von Sprungmustern ist, die die wertemäßig größten Sprungmuster-Metriken aufweisen, wenn weniger als die vorgegebenen Anzahl von Sprungmustern Sprungmuster-Metriken aufweisen, die eine [z.B. vorgegebene] Detektionsschwelle erreichen [z.B. gleich der Detektionsschwelle ist oder diese durchschreitet [z.B. größer oder kleiner als die Detektionsschwelle ist]]. In exemplary embodiments, the detection criterion indicates that the jump pattern is a jump pattern of a predetermined number of jump patterns which have the largest jump pattern metrics in terms of value, if fewer than the predetermined number of jump patterns have jump pattern metrics which have a [e.g. predetermined] detection threshold [e.g. equals or passes through the detection threshold [e.g. is greater or less than the detection threshold]].
Bei Ausführungsbeispielen sind die durch die Sprungmuster angegebenen Ressourcen jeweils eine Teilmenge der Ressourcen des Satzes von verwendbaren Ressourcen. In embodiments, the resources indicated by the jump pattern are each a subset of the resources of the set of usable resources.
Bei Ausführungsbeispielen umfassen die in dem Kommunikationssystem zu übertragenen Daten ein Datenpaket, dass auf eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufgeteilt wird, die jeweils kürzer sind als das Datenpaket, wobei die Mehrzahl von Sub-Datenpaketen entsprechend der durch das jeweilige Sprungmuster angegebenen frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen verteilt übertragen werden. In exemplary embodiments, the data to be transmitted in the communication system comprise a data packet that is divided into a plurality of sub-data packets, each of which is shorter than the data packet, the plurality of sub-data packets corresponding to the frequency and / or frequency specified by the respective hopping pattern. or time-jump-based allocation of resources can be transmitted in a distributed manner.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datenempfänger konfiguriert, um ein Steuersignal zu senden, wobei das Steuersignal eine Information über ein Kanalzugriffsmuster aufweist, wobei das Kanalzugriffsmuster eine für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcen angibt, wobei die für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcen der Satz von verwendbaren Ressourcen ist, wobei die Sprungmuster relative Kanalzugriffsmuster sind, wobei die relativen Kanalzugriffsmuster jeweils die zu verwendende Belegung der durch dasIn exemplary embodiments, the data receiver is configured to send a control signal, the control signal having information about a channel access pattern, the channel access pattern specifying a frequency and / or time-hopping-based allocation of resources that can be used for the communication of the communication system Communication system usable frequency and / or time hopping-based allocation of resources is the set of usable resources, wherein the hopping patterns are relative channel access patterns, the relative channel access patterns in each case the occupancy to be used by the
Kanalzugriffsmuster angegebenen verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen angeben. Specify channel access pattern specified usable frequency- and / or time-hop-based allocation of resources.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datenempfänger eine Basisstation desIn embodiments, the data receiver is a base station of the
Kommunikationssystems. Communication system.
Bei Ausführungsbeispielen ist die Basisstation batteriebetrieben. Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Kommunikationssystem mit zumindest einem Datensender und einem Datenempfänger gemäß einem der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele, wobei der Datensender konfiguriert ist, um Daten entsprechend einer durch eines der Sprungmuster angegebenen zeit- und/oder frequenzsprungbasierte Belegung von Ressourcen des Satzes von verwendbaren Ressourcen zu senden. In embodiments, the base station is battery operated. Further exemplary embodiments create a communication system with at least one data transmitter and a data receiver according to one of the exemplary embodiments described herein, the data transmitter being configured to send data in accordance with a time- and / or frequency-hop-based allocation of resources of the set of usable resources specified by one of the hopping patterns .
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Empfangen von Daten in einem [z.B. synchronisierten] Kommunikationssystems, wobei das Kommunikationssystem in einem Frequenzband drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird, wobei in dem Kommunikationssystem zur Übertragung von Daten [z.B. pro Zeitabschnitt [z.B. mehrerer aufeinanderfolgender Zeitabschnitte]] ein Satz von verwendbaren Ressourcen [z.B. ein zulässiger Ressourcenbereich; z.B. Ressourcenrahmen (engl ressource frame)] zur Verfügung steht, auf den basierend auf dem Datenempfänger bekannten Sprungmustern zugegriffen werden kann, wobei die Sprungmuster jeweils eine zeit- und/oder frequenzsprungbasierte Belegung von Ressourcen des Satzes von verwendbaren Ressourcen angeben. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Ermittelns einer Übertragungs-Metrik für jede der Ressourcen des Satzes von verwendbaren Ressourcen. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Kombinierens der Übertragungs-Metriken derjenigen Ressourcen, auf die zur Übertragung von Daten basierend auf einem Sprungmuster der Sprungmuster zugegriffen werden kann, um eine Sprungmuster-Metrik zu erhalten. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Detektierens einer Übertragung von Daten, wenn die Sprungmuster-Metrik des jeweiligen Sprungmusters ein vorgegebenes Detektionskriterium erfüllt, wobei die Übertragungs-Metriken vor der Kombination wertemäßig [z.B. zahlenmäßig] auf einen [z.B. positiven und/oder negativen] oberen [z.B. maximalen] oder unteren [minimalen] Grenzwert begrenzt werden. Further embodiments provide a method of receiving data in a [e.g. synchronized] communication system, the communication system communicating wirelessly in a frequency band used by a plurality of communication systems for communication, wherein in the communication system for the transmission of data [e.g. per time period [e.g. several consecutive time periods]] a set of usable resources [e.g. an allowable range of resources; e.g. Resource Frame] is available, which can be accessed based on the data receiver known jump patterns, the jump patterns each indicating a time and / or frequency jump-based allocation of resources of the set of usable resources. The method includes a step of determining a transmission metric for each of the resources of the set of usable resources. The method further comprises a step of combining the transmission metrics of those resources which can be accessed for the transmission of data based on a jump pattern of the jump pattern in order to obtain a jump pattern metric. The method further comprises a step of detecting a transmission of data if the jump pattern metric of the respective jump pattern fulfills a predetermined detection criterion, the transmission metrics in terms of value [e.g. numerically] to one [e.g. positive and / or negative] upper [e.g. maximum] or lower [minimum] limit value.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren näher beschrieben. Es zeigen: Exemplary embodiments of the present invention are described in more detail with reference to the accompanying figures. Show it:
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Kommunikationsanordnung mit einem ersten Kommunikationssystem, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 1 shows a schematic block diagram of a communication arrangement with a first communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.
Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild einer Kommunikationsanordnung von zwei untereinander unkoordinierten Netzwerken mit je einer Basisstation und jeweils vier zugehörigen Endgeräten, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 2 shows a schematic block diagram of a communication arrangement of two mutually uncoordinated networks, each with a base station and four associated terminals, according to an exemplary embodiment of the present invention,
Fig. 3 in einem Diagramm eine Aufteilung des Frequenzbands in Ressourcen sowie eine durch zwei unterschiedliche Kanalzugriffsmuster definierte frequenz- und zeitsprungbasierte Belegung der Ressourcen des Frequenzbands, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 3 shows, in a diagram, a division of the frequency band into resources and a frequency- and time-hop-based allocation of the resources of the frequency band, defined by two different channel access patterns, according to an exemplary embodiment of the present invention.
Fig. 4 ein schematisches Blockschaltbild eines Kommunikationssystems mit einerFig. 4 is a schematic block diagram of a communication system with a
Basisstation und einer Mehrzahl von Endpunkten, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, Base station and a plurality of endpoints, according to an embodiment of the present invention,
Fig. 5 ein schematisches Blockschaltbild eines Controllers zur Erzeugung einesFig. 5 is a schematic block diagram of a controller for generating a
Kanalzugriffsmusters, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, Channel access pattern, according to an embodiment of the present invention,
Fig. 6 ein schematisches Blockschaltbild eines Controllers zur Erzeugung eines6 shows a schematic block diagram of a controller for generating a
Kanalzugriffsmusters, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, Channel access pattern, according to a further embodiment of the present invention,
Fig. 7 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausschnitts des Controllers, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 7 shows a schematic block diagram of a section of the controller, according to an exemplary embodiment of the present invention,
Fig. 8 in einem Diagramm ein auf einer Monte-Carlo-Simulation beruhendes8 shows a diagram of a diagram based on a Monte Carlo simulation
Histogramm über die Variable Dfi, Histogram over the variable Dfi,
Fig. 9 in einem Diagramm eine durch ein Kanalzugriffsmuster definierte frequenz- und zeitsprungbasierte Belegung der Ressourcen des Frequenzbands sowie eine Projektion des Kanalzugriffsmusters auf eine Zeitachse, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 9 shows, in a diagram, a frequency and time hop-based allocation of the resources of the frequency band defined by a channel access pattern and a projection of the channel access pattern onto a time axis, according to an exemplary embodiment of the present invention.
Fig. 10 in einem Diagramm auf eine Zeitachse projizierte Ressourcenelemente eines Kanalzugriffsmusters, die in ungenutzten Zeitschlitzen resultiert, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, Fig. 11 in einem Diagramm auf eine Zeitachse projizierte Ressourcenelemente eines10 is a diagram of resource elements of a channel access pattern projected onto a time axis, which result in unused time slots, according to an exemplary embodiment of the present invention; 11 shows a diagram of resource elements of a projected onto a time axis
Kanalzugriffsmusters mit einer Aktivitätsrate A=1/4, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, Channel access pattern with an activity rate A = 1/4, according to an embodiment of the present invention,
Fig. 12 in einem Diagramm auf eine Zeitachse projizierte Ressourcenelemente eines12 is a diagram of resource elements of a projected onto a time axis
Kanalzugriffsmusters mit einer Aktivitätsrate A=1/4 und einem vorgegebenen Mindestabstand zwischen aufeinander folgenden Zeitschlitzen des Kanalzugriffsmusters, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, Channel access pattern with an activity rate A = 1/4 and a predetermined minimum distance between successive time slots of the channel access pattern, according to an embodiment of the present invention,
Fig. 13 eine zeitliche Aufteilung eines Kanalzugriffsmusters in Bereiche unterschiedlicher Aktivitätsrate A1, A2 und A3, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 13 shows a temporal division of a channel access pattern into areas of different activity rates A1, A2 and A3, according to an exemplary embodiment of the present invention.
Fig. 14 in einem Diagramm eine durch ein Kanalzugriffsmuster definierte frequenz- und zeitsprungbasierte Belegung der Ressourcen des Frequenzbands, wobei das Kanalzugriffsmuster zusätzlich bei Bedarf aktivierbare Ressourcen aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 14 shows, in a diagram, a frequency- and time-hop-based allocation of the resources of the frequency band defined by a channel access pattern, the channel access pattern additionally having resources that can be activated if required, according to an exemplary embodiment of the present invention.
Fig. 15 in einem Diagramm eine durch ein Kanalzugriffsmuster definierte frequenz- und zeitsprungbasierte Belegung der Ressourcen des Frequenzbands, wobei ein regelmäßig stärker gestörter Frequenzbereich des Frequenzbands nicht durch das Kanalzugriffsmuster belegt wird, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 15 shows in a diagram a frequency- and time-hop-based allocation of the resources of the frequency band defined by a channel access pattern, with a frequency range of the frequency band that is regularly more disturbed not being occupied by the channel access pattern, according to an embodiment of the present invention.
Fig. 16 in einem Diagramm eine durch ein Kanaizugriffsmuster definierte frequenz- und zeitsprungbasierte Belegung der Ressourcen des Frequenzbands, wobei Ressourcen im Frequenzbereich gebündelt werden, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 16 shows, in a diagram, a frequency- and time-hop-based allocation of the resources of the frequency band defined by a channel access pattern, resources being bundled in the frequency range, according to an embodiment of the present invention;
Fig. 17 ein schematisches Blockschaltbild eines Kommunikationssystems mit einer Basisstation und zwei Endpunkten, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 17 shows a schematic block diagram of a communication system with a base station and two end points, according to an exemplary embodiment of the present invention.
Fig. 18 in einem Diagramm eine durch ein netzwerkspezifisches Kanalzugriffsmuster angegebene frequenz- und zeitsprungbasierte verwendbare Belegung von Ressourcen des Frequenzbands, eine durch ein relatives Kanalzugriffsmuster angegebene für die Übertragung zu verwendende Belegung von Ressourcen aus der verwendbaren Belegung von Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters, sowie Projektionen der Kanalzugriffsmuster auf Zeitachsen vor und nach der Entfernung ungenutzter Ressourcen (z.B. Zeitschlitze), gemäß einem Ausführungsbeispiel, 18 shows in a diagram a frequency- and time-hop-based usable allocation of resources of the frequency band indicated by a network-specific channel access pattern, one by a relative channel access pattern specified allocation of resources to be used for the transmission from the usable allocation of resources of the network-specific channel access pattern, as well as projections of the channel access patterns on time axes before and after the removal of unused resources (e.g. time slots), according to an embodiment,
Fig. 19 in einem Diagramm eine durch ein netzwerkspezifisches Kanalzugriffsmuster angegebene frequenz- und zeitsprungbasierte verwendbare Belegung von im Frequenzbereich gebündelten Ressourcen des Frequenzbands, eine durch ein relatives Kanalzugriffsmuster angegebene für die Übertragung zu verwendende Belegung von Ressourcen aus der verwendbaren Belegung von Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters, sowie Projektionen der Kanalzugriffsmuster auf Zeitachsen vor und nach Entfernung ungenutzter Ressourcen (z.B. Zeitschlitze), gemäß einem Ausführungsbeispiel, 19 shows, in a diagram, a frequency and time hopping-based usable allocation of resources of the frequency band bundled in the frequency range, indicated by a network-specific channel access pattern, an allocation of resources to be used for the transmission from the usable allocation of resources of the network-specific channel access pattern indicated by a relative channel access pattern, as well as projections of the channel access patterns on time axes before and after removal of unused resources (e.g. time slots), according to an exemplary embodiment,
Fig. 20 in einem Diagramm eine durch ein netzwerkspezifisches Kanalzugriffsmuster angegebene frequenz- und zeitsprungbasierte verwendbare Belegung von im Frequenzbereich gebündelten Ressourcen des Frequenzbands, eine durch ein relatives Kanalzugriffsmuster angegebene für die Übertragung zu verwendende Belegung von Ressourcen aus der verwendbaren Belegung von Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters, eine durch ein anderes relatives Kanalzugriffsmuster angegebene für die Übertragung zu verwendende Belegung von Ressourcen aus der verwendbaren Belegung von Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters, sowie Projektionen der Kanalzugriffsmuster auf Zeitachsen vor und nach Entfernung ungenutzter Ressourcen (z.B. Zeitschlitze), gemäß einem Ausführungsbeispiel, 20 shows in a diagram a frequency and time hopping-based usable allocation of resources of the frequency band bundled in the frequency range, indicated by a network-specific channel access pattern, an allocation of resources to be used for the transmission from the usable allocation of resources of the network-specific channel access pattern indicated by a relative channel access pattern, an allocation of resources to be used for the transmission from the usable allocation of resources of the network-specific channel access pattern, as well as projections of the channel access patterns on time axes before and after removal of unused resources (e.g. time slots), according to an embodiment, specified by another relative channel access pattern,
Fig. 21 in einem Diagramm eine Projektion eines netzwerkspezifischen21 shows a diagram of a projection of a network-specific
Kanalzugriffsmusters und eines relativen Kanalzugriffsmusters auf die Zeitachse nach dem Entfernen ungenutzter Ressourcen (z.B. Frequenzkanäle und Zeitschlitze), wobei das relative Kanalzugriffsmuster in Frequenzrichtung für zumindest einen Teil der Zeitsprünge mehrere der in Frequenzrichtung verfügbare Ressourcen belegt, gemäß einem Ausführungsbeispiel, Fig. 22 in einem Diagramm eine durch ein netzwerkspezifisches Kanalzugriffsmuster angegebene frequenz- und zeitsprungbasierte verwendbare Belegung von im Frequenzbereich zu Blöcken (oder Clustern) gebündelten Ressourcen des Frequenzbands, wobei unterschiedlichen Teilen des Blocks von zusammenhängenden Ressourcen unterschiedliche Symbolraten und/oder unterschiedliche Anzahlen von Symbolen zugeordnet sind, gemäß einem Ausführungsbeispiel, Channel access pattern and a relative channel access pattern on the time axis after the removal of unused resources (e.g. frequency channels and time slots), wherein the relative channel access pattern in the frequency direction occupies several of the resources available in the frequency direction for at least some of the time jumps, according to an embodiment, 22 shows in a diagram a frequency and time hopping-based usable allocation of resources of the frequency band bundled in the frequency range into blocks (or clusters), indicated by a network-specific channel access pattern, with different symbol rates and / or different numbers of symbols being assigned to different parts of the block of contiguous resources are, according to one embodiment,
Fig. 23 in einem Diagramm eine Projektion eines netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters und eines relativen Kanalzugriffsmusters mit D Ressourcen auf die Zeitachse nach dem Entfernen ungenutzter Ressourcen (Frequenzkanäle und Zeitschlitze), gemäß einem Ausführungsbeispiel, 23 shows in a diagram a projection of a network-specific channel access pattern and a relative channel access pattern with D resources on the time axis after the removal of unused resources (frequency channels and time slots), according to an embodiment,
Fig. 24 in einer Tabelle eine Ressourcenberechnung für verschiedene exemplarische Anwendungsfälle, 24 shows in a table a resource calculation for various exemplary applications,
Fig. 25 in einem Diagramm Simulationsergebnisse der Paketfehlerrate für verschiedene Kanalzugriffmusterlängen M in Abhängigkeit von der Anzahl gleichzeitig aktiver Endgeräte bei 360 zur Verfügung stehenden Ressourcenelementen, 25 shows, in a diagram, simulation results of the packet error rate for different channel access pattern lengths M as a function of the number of simultaneously active terminals with 360 available resource elements,
Fig. 26 in einem Diagramm Simulationsergebnisse der Paketfehlerrate für verschiedene Kanalzugriffmusterlängen M in Abhängigkeit von der Anzahl gleichzeitig aktiver Endgeräte bei 60 zur Verfügung stehenden Ressourcenelementen, 26 shows, in a diagram, simulation results of the packet error rate for different channel access pattern lengths M as a function of the number of simultaneously active terminals with 60 available resource elements,
Fig. 27 in einem Diagramm auf eine Zeitachse projizierte Ressourcen eines Kanalzugriffsmusters, wobei Ressourcen des Kanalzugriffsmusters zu Clustern gleicher Länge L (z.B. L=4) gruppiert werden, wobei das relative Kanalzugriffsmuster eine Belegung von einer Ressource pro Cluster angibt, gemäß einem Ausführungsbeispiel, 27 shows a diagram of resources of a channel access pattern projected onto a time axis, resources of the channel access pattern being grouped into clusters of equal length L (e.g. L = 4), the relative channel access pattern indicating an occupancy of one resource per cluster, according to an embodiment,
Fig. 28 ein schematisches Blockschaltbild eines Systems mit einem Datensender und einem Datenempfänger, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, Fig. 29 in einem Diagramm eine durch ein Sprungmuster eines Teilnehmers angegebene Belegung von Ressourcenelementen der von dem Kommunikationssystem verwendbaren Ressourcenelemente, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 28 shows a schematic block diagram of a system with a data transmitter and a data receiver, according to an exemplary embodiment of the present invention, 29 shows, in a diagram, an allocation of resource elements of the resource elements usable by the communication system, indicated by a jump pattern of a subscriber, according to an exemplary embodiment of the present invention.
Fig. 30 in einem Diagramm eine durch ein Sprungmuster eines Teilnehmers angegebene Belegung von Ressourcenelementen und eine durch ein anderes Sprungmuster eines anderen Teilnehmers angegebene Belegung von Ressourcenelementen der von dem Kommunikationssystem verwendbaren Ressourcenelemente, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 30 shows in a diagram an allocation of resource elements indicated by a jump pattern of a subscriber and an allocation of resource elements of the resource elements that can be used by the communication system, indicated by another jump pattern of another subscriber, according to an exemplary embodiment of the present invention.
Fig. 31 in einem Diagramm eine durch ein Sprungmuster angegebene Belegung von31 shows, in a diagram, an occupancy of indicated by a jump pattern
Ressourcenelementen und durch zwei andere Sprungmuster zweier anderer Teilnehmer angegebene Belegungen von Ressourcenelementen der von dem Kommunikationssystem verwendbaren Ressourcenelemente, wobei das Sprungmuster und die zwei anderen Sprungmuster von dem gleichenResource elements and by two other jump patterns of two other participants specified allocations of resource elements of the resource elements usable by the communication system, the jump pattern and the two other jump patterns of the same
Grundsprungmuster abgeleitet sind, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, Basic jump patterns are derived, according to an embodiment of the present invention,
Fig. 32 in einem Diagramm eine durch ein Sprungmuster angegebene Belegung von Ressourcenelementen und durch zwei andere Sprungmuster zweier anderer Teilnehmer angegebene Belegungen von Ressourcenelementen der von dem Kommunikationssystem verwendbaren Ressourcenelemente, wobei das Sprungmuster und die zwei anderen Sprungmuster von dem gleichen32 shows in a diagram an allocation of resource elements indicated by a jump pattern and allocations of resource elements of the resource elements usable by the communication system indicated by two other jump patterns of two other subscribers, the jump pattern and the two other jump patterns being the same
Grundsprungmuster abgeleitet sind, wobei ein Sprung des anderenBasic jump patterns are derived, one jump of the other
Sprungmusters außerhalb eines zulässigen Bereichs der verwendbaren Ressourcenelemente des Kommunikationssystems liegt, Jump pattern lies outside a permissible range of the usable resource elements of the communication system,
Fig. 33 in einem Diagramm eine durch ein Sprungmuster angegebene Belegung von Ressourcenelementen und durch zwei andere Sprungmuster zweier anderer Teilnehmer angegebene Belegungen von Ressourcenelementen der von dem Kommunikationssystem verwendbaren Ressourcenelemente, wobei das Sprungmuster und die zwei anderen Sprungmuster von dem gleichen33 shows in a diagram an allocation of resource elements indicated by a jump pattern and allocations of resource elements of the resource elements usable by the communication system indicated by two other jump patterns of two other subscribers, the jump pattern and the two other jump patterns being the same
Grundsprungmuster abgeleitet sind, wobei ein Sprung des anderenBasic jump patterns are derived, one jump of the other
Sprungmusters, der durch die Verschiebung außerhalb des zulässigen Bereichs der verwendbaren Ressourcenelemente des Kommunikationssystems liegen würde, wieder in den zulässigen Bereich der verwendbaren Ressourcenelemente zyklisch verschoben ist, Jump pattern caused by moving outside the permissible range of the usable resource elements of the Communication system would be shifted cyclically back into the permissible range of the usable resource elements,
Fig. 34 in einem Diagramm ein zwei-dimensionales (2D) Array von Korrelationsergebnissen, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 34 shows in a diagram a two-dimensional (2D) array of correlation results, according to an exemplary embodiment of the present invention,
Fig. 35 in einem Diagramm ein zwei-dimensionales (2D) Array von Referenzwerten, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 35 shows in a diagram a two-dimensional (2D) array of reference values, according to an exemplary embodiment of the present invention,
Fig. 36 in einem Diagramm das Ergebnis (Amplitude) einer zwei-dimensionalen36 shows in a diagram the result (amplitude) of a two-dimensional
Korrelation des zwei-dimensionalen Arrays von Korrelationsergebnissen mit dem zwei-dimensionalen Array von Referenzwerten aufgetragen über die Zeit, für den Fall, dass das Sprungmuster dem Grundsprungmuster entspricht, Correlation of the two-dimensional array of correlation results with the two-dimensional array of reference values plotted over time, in the event that the jump pattern corresponds to the basic jump pattern,
Fig. 37 in einem Diagramm das Ergebnis (Amplitude) einer zwei-dimensionalen37 shows in a diagram the result (amplitude) of a two-dimensional
Korrelation des zwei-dimensionalen Arrays von Korrelationsergebnissen mit dem zwei-dimensionalen Array von Referenzwerten aufgetragen über die Frequenz, für den Fall, dass das Sprungmuster dem Grundsprungmuster entspricht, Correlation of the two-dimensional array of correlation results with the two-dimensional array of reference values plotted over the frequency, in the event that the jump pattern corresponds to the basic jump pattern,
Fig. 38 in einem Diagramm das Ergebnis (Amplitude) einer zwei-dimensionalen38 shows in a diagram the result (amplitude) of a two-dimensional
Korrelation des zwei-dimensionalen Arrays von Korrelationsergebnissen mit dem zwei-dimensionalen Array von Referenzwerten aufgetragen über die Zeit, für den Fall, dass das Sprungmuster gegenüber dem Grundsprungmuster um zwei Zeitschlitze und sechs Frequenzkanäle vorschoben wurde, Correlation of the two-dimensional array of correlation results with the two-dimensional array of reference values plotted over time, in the event that the hop pattern was advanced by two time slots and six frequency channels compared to the basic hop pattern,
Fig. 39 in einem Diagramm das Ergebnis (Amplitude) einer zwei-dimensionalen39 shows in a diagram the result (amplitude) of a two-dimensional
Korrelation des zwei-dimensionalen Arrays von Korrelationsergebnissen mit dem zwei-dimensionalen Array von Referenzwerten aufgetragen über die Frequenz, für den Fall, dass das Sprungmuster gegenüber dem Grundsprungmuster um zwei Zeitschlitze und sechs Frequenzkanäle vorschoben wurde, Correlation of the two-dimensional array of correlation results with the two-dimensional array of reference values plotted against the frequency, in the event that the hop pattern was advanced by two time slots and six frequency channels compared to the basic hop pattern,
Fig. 40 eine schematische Ansicht einer Transformation des zwei-dimensionalen40 shows a schematic view of a transformation of the two-dimensional
Arrays von Referenzwerten aus Fig. 35 in eine virtuelle ein-dimensionale Ebene, Fig. 41 in einem Diagramm eine durch drei Sprungmuster unterschiedlicherArrays of reference values from FIG. 35 in a virtual one-dimensional plane, 41 is a diagram showing one different by three jump patterns
Teilnehmer angegebene Belegungen von Ressourcenelementen der von dem Kommunikationssystem verwendbaren Ressourcenelemente, wobei die drei Sprungmuster von dem gleichen Grundsprungmuster basierend auf einer Verschiebung des Grundsprungmusters in der Zeit und/oder Frequenz abgeleitet sind, Subscriber specified allocations of resource elements of the resource elements usable by the communication system, the three jump patterns being derived from the same basic jump pattern based on a shift of the basic jump pattern in time and / or frequency,
Fig. 42 in einem Diagramm eine durch zwei Sprungmuster unterschiedlicher42 shows a diagram of one different by two jump patterns
Teilnehmer angegebene Belegungen von Ressourcenelementen der von dem Kommunikationssystem verwendbaren Ressourcenelemente, wobei die zwei Sprungmuster von dem gleichen Grundsprungmuster basierend auf einer Verschiebung des Grundsprungmusters in der Zeit und/oder Frequenz abgeleitet sind, Subscriber specified allocations of resource elements of the resource elements that can be used by the communication system, the two jump patterns being derived from the same basic jump pattern based on a shift of the basic jump pattern in time and / or frequency,
Fig. 43a eine auf eine virtuelle ein-dimensionale Ebene transformierte Darstellung der verfügbaren Ressourcenelemente des Kommunikationssystems sowie die durch zwei Sprungmuster aus Fig. 42 definierte Belegung der verfügbaren Ressourcenelemente, FIG. 43a shows a representation of the available resource elements of the communication system, transformed to a virtual one-dimensional level, as well as the occupancy of the available resource elements defined by two jump patterns from FIG. 42, FIG.
Fig. 43b eine auf eine virtuelle ein-dimensionale Ebene transformierte Darstellung der verfügbaren Ressourcenelemente des Kommunikationssystems sowie die durch drei Sprungmuster aus Fig. 41 definierte Belegung der verfügbaren Ressourcenelemente, FIG. 43b shows a representation of the available resource elements of the communication system, transformed to a virtual one-dimensional level, as well as the occupancy of the available resource elements defined by three jump patterns from FIG. 41, FIG.
Fig. 44 in einem Diagramm eine durch drei Sprungmuster angegebene Belegungen von Ressourcenelementen der von dem Kommunikationssystem verwendbaren Ressourcenelemente, wobei die drei Sprungmuster von dem gleichen Grundsprungmuster basierend auf einer Verschiebung des Grundsprungmusters in der Zeit und/oder Frequenz abgeleitet sind, 44 shows in a diagram an allocation of resource elements of the resource elements that can be used by the communication system, indicated by three jump patterns, the three jump patterns being derived from the same basic jump pattern based on a shift of the basic jump pattern in time and / or frequency,
Fig. 45 eine auf eine virtuelle ein-dimensionale Ebene transformierte Darstellung der verfügbaren Ressourcenelemente des Kommunikationssystems sowie die durch drei Sprungmuster aus Fig. 44 definierte Belegung der verfügbaren Ressourcenelemente des Kommunikationssystems, Fig. 46 in einem Diagramm eine Paketfehlerrate für verschiedene Größen des45 shows a representation of the available resource elements of the communication system, transformed to a virtual one-dimensional level, as well as the occupancy of the available resource elements of the communication system defined by three jump patterns from FIG. 44, 46 shows a diagram of a packet error rate for different sizes of the
Ressource-Frames aufgetragen über die uncodierte Last, Resource frames plotted over the uncoded load,
Fig. 47 in einem Diagramm eine Paketfehlerrate für verschiedene Anzahlen von Sprungmustern bei einer festen Größe des Ressource-Frames aufgetragen über die Anzahl der im Ressource-Frame gleichzeitig aktiver Datensender, 47 shows a diagram of a packet error rate for different numbers of jump patterns with a fixed size of the resource frame plotted against the number of data transmitters active at the same time in the resource frame,
Fig. 48 in einem Diagramm eine resultierende AKF eines Sprungmusters für eine Framegröße von N = 576 und einer Sprungmusterlänge von J=18, 48 shows in a diagram a resulting AKF of a jump pattern for a frame size of N = 576 and a jump pattern length of J = 18,
Fig. 49 eine schematische Ansicht eines Golomb-Lineals der Ordnung E= 5 und Länge L=12, 49 is a schematic view of a Golomb ruler of order E = 5 and length L = 12,
Fig. 50 eine schematische Darstellung einer durch drei Sprungmuster unterschiedlicher Teilnehmer angegebene Belegungen von Ressourcenelementen der von dem Kommunikationssystem verwendbaren M=40 Ressourcenelemente, wobei die drei Sprungmuster von dem gleichen Grundsprungmuster abgeleitet sind, wobei ein erstes Sprungmuster dem Grundsprungmuster entspricht, und wobei ein zweites Sprungmuster und ein drittes Sprungmuster zyklisch geschobene Versionen des Grundsprungmusters sind, 50 shows a schematic representation of an allocation of resource elements of the M = 40 resource elements that can be used by the communication system, indicated by three jump patterns of different participants, the three jump patterns being derived from the same basic jump pattern, a first jump pattern corresponding to the basic jump pattern, and a second jump pattern and a third jump pattern are cyclically shifted versions of the basic jump pattern,
Fig. 51 in einem Diagramm eine Ordnung E bzw. Anzahl L an Teil-Datenpaketen aufgetragen über die Periodenlängen N bzw. Anzahl M an verfügbaren Ressourcenelementen für verschiedene periodische unipolare Binärfolgen, 51 shows in a diagram an order E or number L of partial data packets plotted over the period lengths N or number M of available resource elements for various periodic unipolar binary sequences,
Fig. 52 eine auf eine virtuelle ein-dimensionale Ebene transformierte Darstellung der verfügbaren Ressourcenelemente des Kommunikationssystems sowie die durch drei zyklisch geschobene Sprungmuster dreier Teilnehmer definierte Belegung der verfügbaren Ressourcenelemente, wobei pro Cluster nur ein Ressourcenelement je Teilnehmer belegt ist, 52 shows a representation of the available resource elements of the communication system, transformed to a virtual one-dimensional level, as well as the occupancy of the available resource elements defined by three cyclically shifted jump patterns of three participants, with only one resource element per participant being occupied per cluster,
Fig. 53 in einem Diagramm ein minimales Haupt-Nebenmaximum-Verhältnis (HNV) für verschiedene Ordnungen E in Abhängigkeit von der Periodenlänge N, 53 shows in a diagram a minimum major / minor maximum ratio (HNV) for different orders E as a function of the period length N,
Fig. 54 in einem Diagramm die durch die drei Sprungmuster aus Fig. 50 angegebene Belegungen von Ressourcenelementen der von dem Kommunikationssystem 102 verwendbaren Ressourcenelemente, wobei den verwendbaren Ressourcenelementen Signalisierungsressourcenelemente vorangestellt sind, in denen die Teilnehmer jeweils ein Signalisierungssignal senden können, das eine nachfolgende Übertragung anzeigt, 54 shows, in a diagram, the allocation of resource elements indicated by the three jump patterns from FIG. 50 by the communication system 102 usable resource elements, the usable resource elements being preceded by signaling resource elements in which the subscribers can each send a signaling signal that indicates a subsequent transmission,
Fig. 55 in einem Diagramm maximale Nebenmaxima für PAKF und PKKF für verschiedene Ordnungen E in Abhängigkeit von der Periodenlänge
Figure imgf000018_0001
55 shows a diagram of maximum secondary maxima for PAKF and PKKF for different orders E as a function of the period length
Figure imgf000018_0001
Fig. 56 eine schematische Ansicht eines Satzes von verwendbaren56 is a schematic view of a set of usable
Ressourcenelementen, wobei beispielhaft vier der Ressourcenelemente durch vier Teil-Datenpakete belegt sind, Resource elements, with four of the resource elements being occupied by four partial data packets, for example,
Fig. 57 in einem Diagramm eine schematische Darstellung einer Übertragung eines Teil-Datenpakets in einem Ressourcenelement, wobei das Teil-Datenpaket eine Präambel umfasst, 57 shows in a diagram a schematic representation of a transmission of a partial data packet in a resource element, the partial data packet comprising a preamble,
Fig. 58 in einem Diagramm eine schematische Darstellung von Verpasser- und58 is a diagram showing a schematic representation of the missed and
Vortäuschungswahrscheinlichkeit in Abhängigkeit von der gewählten Detektionsschwelle, Probability of deception depending on the selected detection threshold,
Fig. 59 eine schematische Ansicht eines Satzes von verwendbaren59 is a schematic view of a set of useful
Ressourcenelementen sowie eine durch ein Sprungmuster eines Teilnehmers angegebene Belegung von Ressourcenelementen, Resource elements as well as an allocation of resource elements indicated by a jump pattern of a participant,
Fig. 60 eine schematische Ansicht eines Satzes von verwendbarenFig. 60 is a schematic view of a set of usable
Ressourcenelementen sowie eine durch fünf Sprungmuster von fünf Teilnehmern angegebene Belegungen von Ressourcenelementen, Resource elements as well as an allocation of resource elements indicated by five jump patterns of five participants,
Fig. 61 eine schematische Darstellung der in Fig. 60 gezeigten Belegungen von61 shows a schematic illustration of the assignments of FIG. 60 shown in FIG
Ressourcenelementen des Satzes von verwendbaren Ressourcenelementen, die mit einer durch drei inaktive Sprungmuster angegebene Belegungen von Ressourcenelementen teilweise übereinstimmt, Resource elements of the set of usable resource elements, which partially coincides with an allocation of resource elements indicated by three inactive jump patterns,
Fig. 62 in einem Diagramm kumulative Verteilungsfunktionen von Sprungmuster- Metriken von aktiven und inaktiven Sprungmustern für einen und drei Teilnehmer für ein Es/N0=14 dB, Fig. 63 in einem Diagramm kumulative Verteilungsfunktionen von Sprungmuster- Metriken von aktiven und inaktiven Sprungmustern für einen und drei62 shows, in a diagram, cumulative distribution functions of jump pattern metrics of active and inactive jump patterns for one and three participants for an E s / N 0 = 14 dB, 63 shows a diagram of cumulative distribution functions of jump pattern metrics of active and inactive jump patterns for one and three
Teilnehmer für ein Es/No=4 dB, Participants for an E s / No = 4 dB,
Fig. 64 eine schematische Ansicht eines synchronisierten Kommunikationssystems mit einem Datenempfänger und einer Mehrzahl von Datensendern gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 64 shows a schematic view of a synchronized communication system with a data receiver and a plurality of data transmitters according to an exemplary embodiment of the present invention,
Fig. 65 in einem Diagramm kumulative Verteilungsfunktionen von Sprungmuster-65 shows a diagram of cumulative distribution functions of jump pattern
Metriken von aktiven und inaktiven Sprungmustern für einen und dreiMetrics of active and inactive jump patterns for one and three
Teilnehmer für ein Es/No=14 dB, wobei die für die Berechnung der Sprungmuster-Metriken verwendeten Übertragungs-Metriken vor derParticipants for an Es / No = 14 dB, whereby the transmission metrics used for the calculation of the hopping pattern metrics before the
Kombination wertemäßig begrenzt wurden, Combination were limited in terms of value,
Fig. 66 in einem Diagramm kumulative Verteilungsfunktionen von Sprungmuster-66 shows a diagram of cumulative distribution functions of jump pattern
Metriken von aktiven und inaktiven Sprungmustern für einen und dreiMetrics of active and inactive jump patterns for one and three
Teilnehmer für ein Es/N0=4 dB, wobei die für die Berechnung der Sprungmuster-Metriken verwendeten Übertragungs-Metriken vor derParticipants for an E s / N 0 = 4 dB, with the transmission metrics used for the calculation of the hop pattern metrics before the
Kombination wertemäßig begrenzt wurden, Combination were limited in terms of value,
Fig. 67 in einem Diagramm ein Histogramm über die Übertragungs-Metriken für ein ausgewähltes Beispiel, 67 shows a diagram of a histogram over the transmission metrics for a selected example,
Fig. 68 in einem Diagramm einen Verlauf einer durch eine abschnittsweise definierte68 shows a diagram of a course of a section defined by a section
Funktion T=f(L) beschriebenen Detektionsschwelle T, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Function T = f (L) described detection threshold T, according to a first embodiment,
Fig. 69 in einem Diagramm einen Verlauf einer durch eine Sigmoidfunktion T=f(L) beschriebenen Detektionsschwelle T, gemäß einem zweiten69 shows in a diagram a profile of a detection threshold T described by a sigmoid function T = f (L), according to a second
Ausführungsbeispiel, Embodiment,
Fig. 70 in einem Diagramm eine Verpasserwahrscheinlichkeit in Abhängigkeit von K am Beispiel von drei aktiven Teilnehmern für eine Variation des Parameters K zwischen K- 3 und K= 6, 70 in a diagram a miss probability as a function of K using the example of three active participants for a variation of the parameter K between K- 3 and K = 6,
Fig. 71 ein Flussdiagramm eines Verfahrens 500 zum Empfangen von Daten in einem 71 shows a flow diagram of a method 500 for receiving data in a
Kommunikationssystem. 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. Communication system. In the following description of the exemplary embodiments of the present invention, elements that are the same or have the same effect are provided with the same reference symbols in the figures, so that their descriptions can be interchanged with one another.
Bevor Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in Abschnitt D ausführlich beschrieben werden, wird zunächst in Abschnitt A erläutert, wie Kommunikationssysteme, die in dem gleichen Frequenzband kommunizieren, durch unterschiedliche Kanalzugriffsmuster voneinander getrennt werden können, und im Anschluss daran in Abschnitt B erläutert, wie ein oder mehrere Teilnehmer eines Kommunikationssystems unter Verwendung eines relativen Kanalzugriffsmusters auf eine Auswahl der durch das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster für das Kommunikationssystem freigegebene Ressourcen zugreifen können. In Abschnitt C wird ferner zuvor erläutert, wie die Teilnehmer des Kommunikationssystems die jeweiligen Sprungmuster (oder relativen Kanalzugriffsmuster), basierend auf denen der Zugriff auf die für das Kommunikationssystem freigegebenen Ressourcen erfolgt, ermitteln können und wie ein solches Sprungmuster in einem Empfangsdatenstrom detektiert werden kann. Before exemplary embodiments of the present invention are described in detail in section D, section A first explains how communication systems that communicate in the same frequency band can be separated from one another by different channel access patterns, and then section B explains how one or more Subscribers of a communication system can access a selection of the resources released by the network-specific channel access pattern for the communication system using a relative channel access pattern. Section C also explains how the participants of the communication system can determine the respective hopping patterns (or relative channel access patterns) based on which the resources released for the communication system are accessed and how such a hopping pattern can be detected in a received data stream.
A. Netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster A. Network specific channel access patterns
Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Kommunikationsanordnung 100 mit einem ersten Kommunikationssystem 102_1 , gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 1 shows a schematic block diagram of a communication arrangement 100 with a first communication system 102_1, according to an exemplary embodiment of the present invention.
Das erste Kommunikationssystem 102_1 kann eine Basisstation 104_1 und ein oder mehrere Endpunkte 106_1-106_n aufweisen, wobei n eine natürliche Zahl größer gleich eins ist. In dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das erste Kommunikationssystem 102_1 zur Veranschaulichung vier Endpunkte 106_1-106_4 auf, das erste Kommunikationssystem 104_1 kann jedoch genauso 1 , 10, 100, 1.000, 10.000 oder sogar 100.000 Endpunkte aufweisen. The first communication system 102_1 can have a base station 104_1 and one or more end points 106_1-106_n, where n is a natural number greater than or equal to one. In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the first communication system 102_1 has four end points 106_1-106_4 for illustration, but the first communication system 104_1 can just as well have 1, 10, 100, 1,000, 10,000 or even 100,000 end points.
Das erste Kommunikationssystem 102_1 kann ausgebildet sein, um in einem Frequenzband (z.B. einem lizenzfreien und/oder genehmigungsfreien Frequenzband, z.B. ISM Band), weiches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird, drahtlos zu kommunizieren. Das Frequenzband kann dabei eine wesentlich größere (z.B. um zumindest den Faktor zwei größere) Bandbreite aufweisen als Empfangsfilter der Teilnehmer des ersten Kommunikationssystems 102_1. In Reichweite des ersten Kommunikationssystems 102_1 können - wie dies in Fig. 1 angedeutet ist - beispielsweise ein zweites Kommunikationssystem 102_2 und ein drittes Kommunikationssystem 102_3 sein, wobei diese drei Kommunikationssysteme 102_1, 102_2 und 102_3 das gleiche Frequenzband zur drahtlosen Kommunikation nutzen können. The first communication system 102_1 can be designed to communicate wirelessly in a frequency band (for example a license-free and / or license-free frequency band, for example ISM band) that is used by a plurality of communication systems for communication. The frequency band can have a significantly larger (for example at least a factor of two larger) bandwidth than the reception filters of the subscribers in the first communication system 102_1. As indicated in FIG. 1, a second communication system 102_2 and a third communication system 102_3 can be within range of the first communication system 102_1, these three communication systems 102_1, 102_2 and 102_3 being able to use the same frequency band for wireless communication.
Bei Ausführungsbeispielen kann das erste Kommunikationssystem 102_1 ausgebildet sein, um basierend auf einem Kanalzugriffsmuster unterschiedliche Frequenzen oder Frequenzkanäle des Frequenzbands (z.B. in die das Frequenzband unterteilt ist) abschnittsweise (z.B. zeitschlitzweise) für die Kommunikation zu nutzen, unabhängig davon ob diese von einem anderen Kommunikationssystem (z.B. dem zweiten Kommunikationssystem 102_2 und/oder dem dritten Kommunikationssystem 102_3) verwendet werden, wobei sich das Kanalzugriffsmuster von einem anderen Kanalzugriffsmuster, basierend auf dem zumindest ein anderes Kommunikationssystem der Mehrzahl von anderen Kommunikationssystemen (z.B. dem zweiten Kommunikationssystem 102_2) auf das Frequenzband zugreift, unterscheidet. In exemplary embodiments, the first communication system 102_1 can be designed to use different frequencies or frequency channels of the frequency band (e.g. into which the frequency band is divided) in sections (e.g. time-slot-wise) for communication based on a channel access pattern, regardless of whether this is from another communication system ( e.g. the second communication system 102_2 and / or the third communication system 102_3), wherein the channel access pattern differs from another channel access pattern based on which at least one other communication system of the plurality of other communication systems (e.g. the second communication system 102_2) accesses the frequency band .
In einer solchen Kommunikationsanordnung 100, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, können die Signale untereinander unkoordinierter Kommunikationssysteme (z.B. das erste Kommunikationssystem 102_1 und das zweite Kommunikationssystem 102_2) somit durch unterschiedliche Kanalzugriffsmuster voneinander getrennt werden, so dass eine wechselseitige Störung durch Interferenzen vermieden oder minimiert wird. In such a communication arrangement 100, as shown in FIG. 1, the signals of uncoordinated communication systems (e.g. the first communication system 102_1 and the second communication system 102_2) can thus be separated from one another by different channel access patterns, so that mutual disturbance due to interference is avoided or is minimized.
Beispielsweise können Teilnehmer des ersten Kommunikationssystems 102_1 , wie z.B. eine Basisstation 104_1 und mehrere Endpunkte 106_1 -106_4, basierend auf einem ersten Kanalzugriffsmuster (z.B. welches eine für die Kommunikation des ersten Kommunikationssystems 102_1 verwendbare frequenzsprungbasierte Belegung (z.B. von Ressourcen) des Frequenzbands angibt) drahtlos untereinander kommunizieren, während Teilnehmer des zweiten Kommunikationssystems 102_2, wie z.B. eine Basisstation 104_2 und mehrere Endpunkte 106_5-106_8, basierend auf einem zweiten Kanalzugriffsmuster (z.B. welches eine für die Kommunikation des zweiten Kommunikationssystems 102_2 verwendbare frequenzsprungbasierte Belegung (z.B. von Ressourcen) des Frequenzbands angibt) drahtlos untereinander kommunizieren, wobei das erste Kanalzugriffsmuster und das zweite Kanalzugriffsmuster unterschiedlich sind (z.B. eine Überlappung in den verwendeten Ressourcen von weniger als 20% aufweisen, im Idealfall keine Überlappung aufweisen).
Figure imgf000022_0001
For example, subscribers of the first communication system 102_1, such as a base station 104_1 and several endpoints 106_1-106_4, based on a first channel access pattern (e.g. which indicates a frequency hop-based occupancy (e.g. of resources) of the frequency band that can be used for the communication of the first communication system 102_1) with one another communicate, while subscribers of the second communication system 102_2, such as a base station 104_2 and several endpoints 106_5-106_8, based on a second channel access pattern (e.g. which specifies a frequency hop-based occupancy (e.g. of resources) of the frequency band that can be used for the communication of the second communication system 102_2) wirelessly communicate with one another, the first channel access pattern and the second channel access pattern being different (for example having an overlap in the resources used of less than 20%, ideally no overlap).
Figure imgf000022_0001
Wie bereits erwähnt, sind die Kommunikationssysteme (z.B. das erste Kommunikationssystem 102_1 und das zweite Kommunikationssystem 102_2) untereinander unkoordiniert. As already mentioned, the communication systems (e.g. the first communication system 102_1 and the second communication system 102_2) are uncoordinated with one another.
Dass die Kommunikationssysteme 102_1, 102_2, 102_3 untereinander unkoordiniert sind, bezieht sich hierin darauf, dass die Kommunikationssysteme untereinander (= zwischen den Kommunikationssystemen) keine Information über das jeweils verwendete Kanalzugriffsmuster austauschen, oder mit anderen Worten, dass ein Kommunikationssystem keine Kenntnis über das von einem anderen Kommunikationssystem verwendete Kanalzugriffsmuster hat. Dem ersten Kommunikationssystem 102_1 ist somit nicht bekannt, welches Kanalzugriffsmuster von einem anderen Kommunikationssystem (z.B. dem zweiten Kommunikationssystem 102_2) verwendet wird. The fact that the communication systems 102_1, 102_2, 102_3 are uncoordinated with one another refers here to the fact that the communication systems do not exchange any information about the channel access pattern used in each case, or in other words that a communication system has no knowledge of the channel access pattern used channel access pattern used by another communication system. The first communication system 102_1 therefore does not know which channel access pattern is used by another communication system (e.g. the second communication system 102_2).
Ausführungsbeispiele beziehen sich somit auf eine Kommunikationsanordnung 100 von untereinander unkoordinierten und ggf. untereinander auch unsynchronisierten Funknetzwerken (oder Kommunikationssystemen) 102_1 , 102_2 zur Datenübertragung, die auf ein gemeinsam genutztes Frequenzband zugreifen. Mit anderen Worten, es gibt zumindest zwei Funknetzwerke 102_1 , 102_2, welche jeweils unabhängig voneinander arbeiten. Beide Netzwerke 102_1, 102_2 setzen dabei das gleiche Frequenzband ein. Embodiments thus relate to a communication arrangement 100 of radio networks (or communication systems) 102_1, 102_2 that are uncoordinated with one another and possibly also unsynchronized with one another for data transmission, which access a commonly used frequency band. In other words, there are at least two radio networks 102_1, 102_2, which each work independently of one another. Both networks 102_1, 102_2 use the same frequency band.
Bei Ausführungsbeispielen wird davon ausgegangen, dass bei jeder einzelnen Datenübertragung jeweils nur ein (kleiner) Teil des Frequenzbandes genutzt wird, wie z.B. ein Frequenzkanal oder ein Teilfrequenzkanal. Beispielsweise kann das Frequenzband in (Teil-)Frequenzkanäle zerlegt werden, wobei ein Frequenzkanal eine echte Teilmenge des gesamten Frequenzbandes ist. Die Gesamtheit aller zur Verfügung stehenden Frequenzkanäle konstituiert dabei das genutzte Frequenzband. Die Übertragung einer Nachricht (Datenpaket) kann z.B. im Telegram-Splitting-Verfahren nacheinander über eine Folge unterschiedlicher Frequenzkanäle erfolgen. In diesem Falle sind Ausführungsbeispiele von besonderem Nutzen. In exemplary embodiments, it is assumed that only a (small) part of the frequency band is used for each individual data transmission, such as a frequency channel or a partial frequency channel. For example, the frequency band can be broken down into (sub) frequency channels, with a frequency channel being a real subset of the entire frequency band. The totality of all available frequency channels constitutes the frequency band used. The transmission of a message (data packet) can, for example, take place in the telegram splitting process one after the other over a sequence of different frequency channels. In this case, exemplary embodiments are particularly useful.
Oftmals sind Netzwerke (oder Kommunikationssysteme) 102_1, 102_2 örtlich so angeordnet, dass Sendesignale von Teilnehmern eines Netzwerks (z.B. des Kommunikationssystems 102_2) auch von Teilnehmern anderer, in der Nähe befindlicher Netzwerke (z.B. des Kommunikationssystems 102_1) empfangbar sind. Mithin treten sie dort als Störsignale (Interferenzen) auf, welche die Leistungsfähigkeit eines Funkübertragungssystems grundsätzlich erheblich beeinträchtigen können, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Im Detail zeigt Fig. 2 eine schematische Ansicht von zwei untereinander unkoordinierten Netzwerken 102_1 , 102_2 mit je einer Basisstation (BS 1) 104_1, (BS 2) 104_2 und jeweils vier zugehörigen Endgeräten 106_1-106_4, 106_5-106_8. Mit anderen Worten, Fig. 2 zeigt eine beispielhafte Netzwerktopologie für zwei Netzwerke 102_1, 102_2 mit Basisstationen (BS 1) 104_1 , (BS 2) 104_2 sowie jeweils vier Endgeräten 106_1-106_4, 106_5-106_8. Die rot gestrichelten Pfeile 108 symbolisieren exemplarisch potentielle Störsignale, d.h. die Funkteilnehmer können die Sendesignale der Teilnehmer aus dem jeweils anderen Netzwerk als Störsignale empfangen. Je nach Gegebenheit kann eine Vielzahl von Netzwerken untereinander in Empfangsreichweite sein, sodass die Teilenehmer (Basisstationen oder Endgeräte) ggf. einer erheblichen Zahl von Störern aus anderen Netzwerken ausgesetzt sein können. Often networks (or communication systems) 102_1, 102_2 are locally arranged so that transmission signals from participants in one network (e.g. communication system 102_2) can also be received by participants in other networks located in the vicinity (e.g. communication system 102_1). As a result, they occur there as interference signals, which in principle can considerably impair the performance of a radio transmission system, as is shown in FIG. 2. In detail, FIG. 2 shows a schematic view of two mutually uncoordinated networks 102_1, 102_2, each with a base station (BS 1) 104_1, (BS 2) 104_2 and four associated terminals 106_1-106_4, 106_5-106_8. In other words, FIG. 2 shows an exemplary network topology for two networks 102_1, 102_2 with base stations (BS 1) 104_1, (BS 2) 104_2 and four terminals 106_1-106_4, 106_5-106_8 each. The red dashed arrows 108 symbolize, by way of example, potential interference signals, ie the radio subscribers can receive the transmission signals of the subscribers from the respective other network as interference signals. Depending on the circumstances, a large number of networks can be within reception range of one another, so that the participants (base stations or end devices) can possibly be exposed to a considerable number of interferers from other networks.
Wird (wie oben erwähnt) das Frequenzband als gemeinsam genutzte Ressource in einzelne, nichtüberlappende Frequenzkanäle unterteilt, so kann die Auswirkung der Störsignale signifikant reduziert werden. In untereinander koordinierten Netzwerken kann jedem Netzwerk ein Teil des Frequenzbands (eine Menge an Frequenzkanälen) exklusiv zugeordnet werden, sodass die wechselseitige Störung (Interferenz) minimiert werden kann. In gänzlich unkoordinierten Netzwerken ist dies nicht möglich. If (as mentioned above) the frequency band is divided into individual, non-overlapping frequency channels as a shared resource, the effect of the interfering signals can be significantly reduced. In networks that are coordinated with one another, a part of the frequency band (a number of frequency channels) can be assigned exclusively to each network, so that mutual interference can be minimized. This is not possible in completely uncoordinated networks.
Bei Ausführungsbeispielen wird daher der Zugriff auf das physikalische Übertragungsmedium (d.h. den physikalischen Funkkanal) in jedem Netzwerk so ausgestaltet, dass zumindest eins aus a) der Kanalzugriff, d.h. die Frequenz- und Zeitbelegung des Funkkanals, in einem Netzwerk, möglichst wenig Überlappung in Zeit und Frequenz mit dem Kanalzugriff in anderen Netzwerken desselben Standards hat (hoher Grad an „Orthogonalität“), b) der Kanalzugriff innerhalb gewünschter Vorgaben (z.B. mittlere Zugriffshäufigkeit pro Zeit) einen (pseudo-)zufälligen Charakter hat („Zufälligkeit“), c) soweit nach den Vorgaben vermeidbar zwischen Netzwerken keine längeren Sequenzen von (in Zeit und Frequenz) identischem Kanalzugriff auftreten („Vermeidung systematischer Überlappungen“), d) alle Frequenzkanäle innerhalb des Frequenzbandes möglichst gleichmäßig genutzt werden, um eine möglichst hohe Frequenzdiversität sowie ggf. die Einhaltung behördlicher, regulatorischer Vorgaben zu erzielen („Gleichverteilung der Frequenzkanalnutzung“), e) die Information über Frequenz- und Zeitbelegung des Funkkanals z.B. für zu einem Netzwerk neu hinzukommende Teilnehmer mit möglichst geringem Signalisierungsaufwand übermittelt werden kann („Reduzierung von Signalisierungsinformation“), erfüllt ist. In exemplary embodiments, the access to the physical transmission medium (ie the physical radio channel) in each network is designed in such a way that at least one of a) the channel access, ie the frequency and time allocation of the radio channel, in a network, overlaps as little as possible in terms of time and Frequency with the channel access in other networks of the same standard (high degree of "orthogonality"), b) the channel access has a (pseudo-) random character ("randomness") within the desired specifications (e.g. average access frequency per time), c) so far Avoidable according to the specifications, no longer sequences of identical channel access (in terms of time and frequency) occur between networks ("avoidance of systematic overlaps"), d) all frequency channels within the frequency band are used as evenly as possible in order to ensure the highest possible frequency diversity and, if necessary, compliance with regulatory requirements to achieve regulatory requirements (“Equal distribution of Fre frequency channel usage ”), e) the information about frequency and time occupancy of the radio channel, for example for new subscribers joining a network with as little as possible Signaling effort can be transmitted ("reduction of signaling information") is met.
Vereinfacht ausgedrückt wird bei Ausführungsbeispielen eine wechselseitige Störung zwischen mehreren Netzwerken ( I n te r- N etzwerk- 1 nte rfe re nz) dadurch reduziert, dass der Kanalzugriff auf das gemeinsam genutzte Frequenzband in Frequenz und Zeit unterschiedlich, bevorzugt möglichst „orthogonal“ und mit (pseudo-)zufälligem Charakter, erfolgt. To put it simply, in exemplary embodiments, mutual interference between several networks (I n te r- N etzwerk- 1 nte rfe re nz) is reduced in that the channel access to the commonly used frequency band differs in frequency and time, preferably "orthogonally" and with (pseudo-) random character.
Im Folgenden wird zur Veranschaulichung davon ausgegangen, dass neben der Aufteilung des Frequenzbandes in diskrete Frequenzkanäle (Indizes cO, c1, c2,...) auch eine zeitliche Diskretisierung der Zugriffe innerhalb eines jeden Netzwerks erfolgt. Die zugehörigen zeitlichen Ressourcen werden als Zeitschlitze (engl. Timeslots) bezeichnet und sind in Fig. 3 mit den Indizes tO, t1, t2,... versehen. Beide Anforderungen (Diskretisierung in Frequenz und Zeit) sind jedoch nicht notwendige Voraussetzungen für die Anwendung von Ausführungsbeispielen. In the following, it is assumed for the sake of illustration that, in addition to the division of the frequency band into discrete frequency channels (indices cO, c1, c2, ...), the accesses are also discretized over time within each network. The associated time resources are referred to as time slots and are provided with the indices t0, t1, t2, ... in FIG. 3. However, both requirements (discretization in frequency and time) are not necessary prerequisites for the application of exemplary embodiments.
Im Detail zeigt Fig. 3 in einem Diagramm eine Aufteilung des Frequenzbands in Ressourcen sowie eine durch zwei unterschiedliche Kanalzugriffsmuster definierte frequenz- und zeitsprungbasierte Belegung der Ressourcen des Frequenzbands. Dabei beschreibt die Ordinate die Frequenzkanalindizes und die Abszisse die Zeitschlitzindizes. In detail, FIG. 3 shows in a diagram a division of the frequency band into resources as well as a frequency and time jump-based allocation of the resources of the frequency band defined by two different channel access patterns. The ordinate describes the frequency channel indices and the abscissa the time slot indices.
Beispielsweise können Teilnehmer des ersten Kommunikationssystems 102_1 basierend auf dem ersten Kanalzugriffsmuster 110_1 , welches eine für die Kommunikation des ersten Kommunikationssystems 102_1 verwendbare frequenzsprungbasierte Belegung vonFor example, subscribers of the first communication system 102_1 can based on the first channel access pattern 110_1, which can be used for the communication of the first communication system 102_1 based on frequency hopping
Ressourcen des Frequenzbands angibt, drahtlos untereinander kommunizieren, während Teilnehmer des zweiten Kommunikationssystems 102_2 basierend auf dem zweiten Kanalzugriffsmuster 110_2, welches eine für die Kommunikation des zweiten Kommunikationssystems 102_2 verwendbare frequenzsprungbasierte Belegung vonIndicates resources of the frequency band, wirelessly communicate with each other, while subscribers of the second communication system 102_2 based on the second channel access pattern 110_2, which can be used for the communication of the second communication system 102_2 based on frequency hopping
Ressourcen des Frequenzbands angibt, drahtlos untereinander kommunizieren, wobei das erste Kanalzugriffsmuster und das zweite Kanalzugriffsmuster unterschiedlich sind (z.B. eine Überlappung von weniger als 20% aufweisen, im Idealfall keine Überlappung aufweisen). Indicates resources of the frequency band, wirelessly communicate with each other, wherein the first channel access pattern and the second channel access pattern are different (e.g. have an overlap of less than 20%, ideally have no overlap).
Mit anderen Worten, Fig. 3 zeigt in Form eines Gitterrasters eine Übersicht aller grundsätzlich verfügbaren Ressourcen in Frequenz und Zeit (schematische Darstellung der Frequenzkanäle und Zeitschlitze sowie beispielhafte Kanalzugriffsmuster), wobei ein einzelnes Ressourcenelement im ersten Kommunikationsnetzwerk 102_1 durch Zuordnung eines Frequenzkanalindex und eines Zeitschlitzindex bestimmt ist. Beispielhaft sind die durch das erste Kommunikationsnetzwerk 102_1 belegbaren Ressourcen die mit Bezugszeichen 112_1 gekennzeichneten Ressourcenelemente. Die Menge aller innerhalb eines Kommunikationsnetzwerks belegbaren Ressourcen stellt ein Kanalzugriffsmuster 110_1 dar. Für das erste Kommunikationsnetzwerk 102_1 sind dies alle durch Bezugszeichen 112_1 gekennzeichnete Ressourcenelemente, die durch Pfeile verbunden sind. In äquivalenter Weise ist das Kanalzugriffsmuster eines weiteren Kommunikationsnetzwerks (z.B. des zweiten Kommunikationsnetzwerks 102_2) in Fig. 3 beispielhaft eingetragen (alle durch Bezugszeichen 112_2 gekennzeichneten Ressourcenelemente, die durch Pfeile verbunden sind), welches nicht im selben Frequenz- und Zeitraster wie das erste Kommunikationsnetzwerk 102_1 verankert ist (Ressourcenelemente sind in Frequenz und Zeit aus dem Grundraster vom ersten Kommunikationsnetzwerk 102_1 verschoben). In other words, FIG. 3 shows, in the form of a grid, an overview of all fundamentally available resources in frequency and time (schematic representation of the frequency channels and time slots as well as exemplary channel access patterns), with a individual resource element in the first communication network 102_1 is determined by assigning a frequency channel index and a time slot index. By way of example, the resources that can be occupied by the first communication network 102_1 are the resource elements identified by the reference symbol 112_1. The set of all resources that can be occupied within a communication network is represented by a channel access pattern 110_1. For the first communication network 102_1, these are all resource elements identified by the reference symbol 112_1, which are connected by arrows. In an equivalent manner, the channel access pattern of a further communication network (e.g. the second communication network 102_2) is entered as an example in FIG. 3 (all resource elements identified by reference symbols 112_2, which are connected by arrows), which is not in the same frequency and time grid as the first communication network 102_1 is anchored (resource elements are shifted in frequency and time from the basic grid of the first communication network 102_1).
Wichtig ist die Unterscheidung zwischen It is important to distinguish between
• allen grundsätzlich (maximal) verfügbaren Ressourcenelementen, d.h. die Gesamtmenge aller Ressourcenelemente, aus denen das Kanalzugriffsmuster eine geeignete Untermenge auswählt (in Fig. 3 z.B. alle Elemente des Gitternetzes), • all basically (maximum) available resource elements, i.e. the total amount of all resource elements from which the channel access pattern selects a suitable subset (in Fig. 3 e.g. all elements of the grid),
• allen in das Kanalzugriffsmuster tatsächlich aufgenommenen Ressourcenelementen (in Fig. 3 alle mit Bezugszeichen 112_1 versehenen Ressourcenelemente) und • all resource elements actually included in the channel access pattern (in FIG. 3 all resource elements provided with reference symbols 112_1) and
• der Menge an Ressourcenelementen (des Kanalzugriffsmusters), die im Netzwerk tatsächlich für eine Datenübertragung belegt werden (es könnte bei geringem Datenaufkommen z.B. nur jedes dritte im Kanalzugriffsmuster vorhandene Ressourcenelement tatsächlich genutzt werden). • The amount of resource elements (of the channel access pattern) that are actually used for data transmission in the network (if the data volume is low, e.g. only every third resource element in the channel access pattern could actually be used).
Die Gestaltung des Kanalzugriffsmusters bedeutet somit auch eine Festlegung des aktiv nutzbaren Ressourcenvorrats für dieses Kommunikationsnetzwerk (oder Kommunikationssystems). The design of the channel access pattern thus also means defining the actively usable reserve of resources for this communication network (or communication system).
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele von Basisstationen, Endpunkten und/oder Kommunikationssystemen beschrieben, die zur Kommunikation Kanalzugriffsmuster nutzten, die zumindest eines der oben genannten Kriterien a) bis e) erfüllen. Ferner werden im Folgenden Ausführungsbeispiele der Erzeugung solcher Kanalzugriffsmuster beschrieben. In the following, exemplary embodiments of base stations, endpoints and / or communication systems are described which use channel access patterns for communication which meet at least one of the above-mentioned criteria a) to e). Furthermore, exemplary embodiments of the generation of such channel access patterns are described below.
A.1. Basisstation, Endpunkt und Kommunikationssystem Fig. 4 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Kommunikationssystems 102 mit einer Basisstation 104 und einer Mehrzahl von Endpunkten 106_1 -106_4, gemäß einem Ausführungsbeispiel. A.1. Base station, endpoint and communication system 4 shows a schematic block diagram of a communication system 102 with a base station 104 and a plurality of end points 106_1-106_4, according to an exemplary embodiment.
Wie in Fig. 4 gern einem Ausführungsbeispiel gezeigt ist, kann das Kommunikationssystem 102 eine Basisstation und vier Endpunkte 106_1-106_4 aufweisen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf solche Ausführungsbeispiele beschränkt, vielmehr kann das Kommunikationssystem ein oder mehrere Endpunkte 106_1-106_n aufweisen, wobei n eine natürliche Zahl größer gleich eins ist. Beispielsweise kann das Kommunikationssystem 1, 10, 100, 1.000, 10.000 oder sogar 100.000 Endpunkte aufweisen. As shown in an exemplary embodiment in FIG. 4, the communication system 102 can have a base station and four endpoints 106_1-106_4. However, the present invention is not restricted to such exemplary embodiments; rather, the communication system can have one or more endpoints 106_1-106_n, where n is a natural number greater than or equal to one. For example, the communication system can have 1, 10, 100, 1,000, 10,000 or even 100,000 end points.
Die Teilnehmer (= Basisstation 104 und Endpunkte 106_1 -106_4) des in Fig. 4 gezeigten Kommunikationssystems nutzen zur gegenseitigen Kommunikation ein Frequenzband (z.B. ein lizenzfreies und/oder genehmigungsfreies Frequenzband, z.B. ISM Band), welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird, wie dies oben in Bezug auf die Fig. 1 bis 3 erläutert wird. Das Kommunikationssystem 102 arbeitet dabei unkoordiniert in Bezug auf die anderen Kommunikationssysteme, die das gleiche Frequenzband nutzen. The subscribers (= base station 104 and endpoints 106_1-106_4) of the communication system shown in FIG. 4 use a frequency band for mutual communication (e.g. a license-free and / or license-free frequency band, e.g. ISM band) which is used by a plurality of communication systems for communication as explained above with reference to FIGS. The communication system 102 works in an uncoordinated manner in relation to the other communication systems that use the same frequency band.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation 104 ausgebildet sein, um ein Signal 120 zu senden, wobei das Signal 120 eine Information über ein Kanalzugriffsmuster 110 aufweist, wobei das Kanalzugriffsmuster eine für die Kommunikation des Kommunikationssystems 102 verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung (z.B. von Ressourcen) des Frequenzbands angibt (z.B. eine zeitliche Abfolge von für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbaren (z.B. über das Frequenzband verteilten) Frequenzressourcen), wobei die Information einen Zustand eines Zahlenfolgengenerators zur Erzeugung einer Zahlenfolge beschreibt, wobei die Zahlenfolge das Kanalzugriffsmuster bestimmt. In embodiments, the base station 104 can be designed to send a signal 120, the signal 120 having information about a channel access pattern 110, the channel access pattern being a frequency- and / or time-hop-based occupancy (e.g. of resources that can be used for the communication of the communication system 102) ) of the frequency band (e.g. a time sequence of frequency resources that can be used for the communication of the communication system (e.g. distributed over the frequency band)), the information describing a state of a number sequence generator for generating a sequence of numbers, the sequence of numbers determining the channel access pattern.
Beispielsweise kann der Zustand des Zahlenfolgengenerators ein innerer Zustand des Zahlenfolgengenerators sein, wobei von dem inneren Zustand des Zahlenfolgengenerators eine Zahl der Zahlenfolge abgeleitet werden kann. Basierend auf dem inneren Zustand des Zahlenfolgengenerators können auch auf den inneren Zustand des Zahlenfolgengenerators folgende innere Zustände des Zahlenfolgengenerators ermittelt werden, von denen auch folgende Zahlen der Zahlenfolge abgeleitet werden können. Beispielsweise kann die Zahl der Zahlenfolge direkt von dem inneren Zustand des Zahlenfolgengenerators abgeleitet werden (z.B. Zustand = Zahl), z.B. bei der Implementierung des Zahlenfolgengenerators als Zähler, oder aber über eine Abbildungsfunktion, z.B. bei der Implementierung des Zahlenfolgengenerators als Schieberegister, ggf. mit Rückkoppelung. For example, the state of the number sequence generator can be an internal state of the number sequence generator, wherein a number of the number sequence can be derived from the internal state of the number sequence generator. Based on the internal state of the number sequence generator, the internal states of the number sequence generator that follow the internal state of the number sequence generator can also be determined, from which the following numbers of the number sequence can also be derived. For example, the number of the number sequence can be derived directly from the internal state of the number sequence generator (eg state = number), for example when the number sequence generator is implemented as Counter, or via a mapping function, for example when implementing the number sequence generator as a shift register, possibly with feedback.
Bei Ausführungsbeispielen kann zumindest einer der Endpunkte 106_1-106_4 ausgebildet sein, um das Signal 120 mit der Information über das Kanalzugriffsmuster 110 zu empfangen, und um das Kanalzugriffsmuster 110 basierend auf der Information über das Kanalzugriffsmuster zu ermitteln, wobei die Information einen Zustand eines Zahlenfolgengenerators zur Erzeugung einer Zahlenfolge beschreibt, wobei die Zahlenfolge das Kanalzugriffsmuster bestimmt. In embodiments, at least one of the endpoints 106_1-106_4 can be designed to receive the signal 120 with the information about the channel access pattern 110, and to determine the channel access pattern 110 based on the information about the channel access pattern, the information indicating a state of a number sequence generator Describes the generation of a sequence of numbers, the sequence of numbers determining the channel access pattern.
Beispielsweise kann die Basisstation 104 und/oder zumindest einer der Endpunkte 106_1- 106_4 ausgebildet sein, um das Kanalzugriffsmuster in Abhängigkeit von dem Zustand des Zahlenfolgengenerators pseudozufällig zu ermitteln, wie z.B. unter Verwendung einer pseudozufälligen Abbildungsfunktion. For example, the base station 104 and / or at least one of the endpoints 106_1-106_4 can be designed to determine the channel access pattern pseudo-randomly as a function of the state of the number sequence generator, for example using a pseudo-random mapping function.
Ferner kann die Basisstation 104 und/oder zumindest einer der Endpunkte 106_1-106_4 ausgebildet sein, um das Kanalzugriffsmuster in Abhängigkeit von einer individuellen Information des Kommunikationssystems (z.B. einer immanenten Information des Kommunikationssystems, wie z.B. einem netzwerkspezifischen Identifikator) pseudozufällig zu ermitteln. In addition, the base station 104 and / or at least one of the endpoints 106_1-106_4 can be designed to determine the channel access pattern pseudo-randomly as a function of individual information from the communication system (e.g. inherent information from the communication system, such as a network-specific identifier).
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erzeugung von Kanalzugriffsmustern beschrieben. Die Kanalzugriffsmuster werden hierbei durch die Basisstation 104 erzeugt und können basierend auf dem Signal mit der Information 120 über das Kanalzugriffsmuster von zumindest einem (oder allen) der in Fig. 4 gezeigten Endpunkte 106_1-106_4 ermittelt werden, beispielsweise durch jeweils einen Controller (Steuergerät, Steuereinheit) 130, der in die Basisstation 104 und/oder in die Endpunkte 106_1-106_4 implementiert ist. Die Vorgabe der Kanalzugriffsmuster erfolgt hierbei (ausschließlich) durch die Basisstation 104, während die Endpunkte 106_1-106_4 das Kanalzugriffsmuster nur „kennen“, also nach derselben Methode generieren wie die Basisstation 104. In the following, exemplary embodiments of the generation of channel access patterns are described. The channel access patterns are generated by the base station 104 and can be determined based on the signal with the information 120 about the channel access pattern from at least one (or all) of the end points 106_1-106_4 shown in FIG. Control unit) 130, which is implemented in the base station 104 and / or in the endpoints 106_1-106_4. The predefinition of the channel access pattern takes place here (exclusively) by the base station 104, while the end points 106_1-106_4 only “know” the channel access pattern, that is to say generate it according to the same method as the base station 104.
Dabei wird in der folgenden Beschreibung von einem Funkübertragungssystem (oder einer Kommunikationsanordnung) mit mehreren unabhängigen, untereinander unkoordinierten Kommunikationsnetzwerken ausgegangen, deren Teilnehmer wechselseitig in Empfangsreichweite sind, sodass Sendesignale von Teilnehmern eines Netzwerks potentiell als Störsignale für Teilnehmer anderer Netzwerke in Betracht kommen. Für die Anwendung von Ausführungsbeispielen ist es nicht nötig, dass Information (Daten oder Signalisierungsinformation) zwischen unterschiedlichen Netzwerken ausgetauscht wird. Ebenso ist es unerheblich, ob die Netzwerke untereinander zeitlich und/oder in der Frequenz synchronisiert sind. The following description is based on a radio transmission system (or a communication arrangement) with several independent, mutually uncoordinated communication networks, the participants of which are mutually within receiving range, so that transmission signals from participants in one network can potentially be considered as interference signals for participants in other networks. For the application of exemplary embodiments, it is not necessary that information (data or Signaling information) is exchanged between different networks. It is also irrelevant whether the networks are synchronized with one another in terms of time and / or frequency.
Ferner wird vorausgesetzt, dass es innerhalb jedes Netzwerks eine koordinierende Instanz gibt (im Folgenden „Basisstation“ genannt), welche den nicht-koordinierenden Teilnehmern des Netzwerks (im Folgenden „Endgeräte“ oder „Endpunkte“ genannt) Information über das innerhalb des Netzwerks angewandte Kanalzugriffsmuster übermitteln kann. Diese Information kann z.B. über regelmäßig ausgesendete Baken-Signale (engl. Beacon) übertragen werden, jedoch auch in unregelmäßigen Abständen übertragen werden oder ggf. dediziert an einzelne Endgeräte oder Gruppen von Endgeräten. It is also assumed that there is a coordinating entity within each network (hereinafter referred to as “base station”) which provides the non-coordinating participants in the network (hereinafter referred to as “terminals” or “endpoints”) with information about the channel access pattern used within the network can transmit. This information can be transmitted, for example, via beacon signals that are sent out regularly, but can also be transmitted at irregular intervals or, if necessary, dedicated to individual devices or groups of devices.
Des Weiteren wird davon ausgegangen, dass das gesamte, zur Übertragung zur Verfügung stehende Frequenzband in eine Vielzahl von einzelnen Frequenzkanälen unterteilt ist, auf die jeweils einzeln oder in Teilmengen (Gruppen von Frequenzkanälen) zugegriffen werden kann. Furthermore, it is assumed that the entire frequency band available for transmission is divided into a large number of individual frequency channels, which can be accessed individually or in subsets (groups of frequency channels).
Ohne Einschränkung der Allgemeinheit und zur besseren Veranschaulichung wird in den folgenden Ausführungen davon ausgegangen, dass innerhalb jedes Netzwerks ein festes, diskretes Zeitraster existiert, zu welchem Kanalzugriffe erfolgen können (siehe auch Fig. 3). Ein Kanalzugriff in Form von Aussendung eines Signals kann sowohl durch Endgeräte als auch durch die Basisstation erfolgen. Ein Kanalzugriff muss jedoch in einer im Kanalzugriffsmuster dafür vorgesehenen Ressource nicht notwendigerweise erfolgen, falls z.B. keine Daten oder sonstigen Informationen zur Übertragung anstehen. Without restricting the generality and for better illustration, it is assumed in the following explanations that a fixed, discrete time pattern exists within each network, at which channel accesses can take place (see also FIG. 3). A channel access in the form of the transmission of a signal can take place both by terminals and by the base station. However, channel access does not necessarily have to take place in a resource provided for this in the channel access pattern if, for example, no data or other information is pending transmission.
Fig. 5 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Controllers 130 zur Erzeugung eines Kanalzugriffsmusters, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. FIG. 5 shows a schematic block diagram of a controller 130 for generating a channel access pattern, according to an exemplary embodiment of the present invention.
Wie in Fig. 5 zu erkennen ist, kann der Controller 130 einen Speicher 132, einen periodischen Zahlengenerator 134 zur Erzeugung einer periodischen Zahlenfolge Z, einen randomisierenden Zuordner 136 und einen Frequenz-/Zeitpunkt-Zuordner 138 aufweisen. As can be seen in FIG. 5, the controller 130 can have a memory 132, a periodic number generator 134 for generating a periodic number sequence Z, a randomizing allocator 136 and a frequency / time allocator 138.
Der Speicher (z.B. ein Register) 132 kann ausgebildet sein, um einen netzwerkspezifischen Identifikator ID 140, z.B. eine (individuelle) Bitsequenz, die sich nicht ändert, vorzuhalten. Der periodische Zahlengenerator 134 kann ausgebildet sein, um seinen Zustand 142 oder eine von seinem Zustand abgeleitete Zahl 142' der periodischen Zahlenfolge bereitzustellen. Der randomisierende Zuordner 136 kann ausgebildet sein, um in Abhängigkeit von dem Zustand 142 des Zahlenfolgengenerators 134 oder der davon abgleiten Zahl 142' der periodischen Zahlenfolge und des netzwerkspezifischen Identifikators ID 140 eine Pseudozufallszahl R 144 zu ermitteln. Der Frequenz-/Zeitpunkt-Zuordner 138 kann ausgebildet sein, um basierend auf der Pseudozufallszahl R 144 eine Frequenzinformation f 146 und eine Zeitinformation t 148 zu ermitteln. Beispielsweise können die Frequenzinformation f 146 und die Zeitinformation t 148 einen Frequenzkanal und einen Zeitschlitz (oder einen Frequenzkanalindex und einen Zeitschlitzindex) und somit eine Ressource des Kanalzugriffsmusters beschreiben bzw. definieren. The memory (for example a register) 132 can be designed to hold a network-specific identifier ID 140, for example an (individual) bit sequence that does not change. The periodic number generator 134 can be designed to provide its state 142 or a number 142 'of the periodic number sequence derived from its state. The randomizing allocator 136 may be configured to be dependent on the State 142 of the number sequence generator 134 or the number 142 'derived therefrom of the periodic number sequence and the network-specific identifier ID 140 to determine a pseudo-random number R 144. The frequency / point in time allocator 138 can be designed to determine frequency information f 146 and time information t 148 based on the pseudo-random number R 144. For example, the frequency information f 146 and the time information t 148 can describe or define a frequency channel and a time slot (or a frequency channel index and a time slot index) and thus a resource of the channel access pattern.
Der Controller 130 kann beispielsweise - wie dies in Fig. 4 angedeutet ist - in der Basisstation 104 und/oder in dem einen oder den mehreren Endpunkt(en) 106_1 -106-4 implementiert sein, um das von dem Kommunikationssystem 102 verwendete individuelle (oder Netzwerk-individuelle) Kanalzugriffsmuster zu berechnen. The controller 130 can for example - as indicated in FIG. 4 - be implemented in the base station 104 and / or in the one or more endpoint (s) 106_1-106-4 in order to implement the individual (or To calculate network-individual) channel access patterns.
Mit anderen Worten, Fig. 5 zeigt die Grundstruktur zur Erzeugung von Kanalzugriffsmustern, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In other words, FIG. 5 shows the basic structure for generating channel access patterns, according to an exemplary embodiment of the present invention.
Die Erzeugung der Kanalzugriffsmuster erfolgt iterativ, d.h. die in Fig. 5 dargestellten Blöcke werden einmal pro Erzeugung einer einzelnen Kanalzugriffsinformation aufgerufen. Durch N- maligen Aufruf wird somit ein Kanalzugriffsmuster mit N Kanalzugriffen generiert. The generation of the channel access patterns takes place iteratively, i.e. the blocks shown in Fig. 5 are called up once per generation of a single channel access information item. A channel access pattern with N channel accesses is generated by calling it N times.
Die Funktion der Teilblöcke wird im Folgenden im Detail erläutert. Es wird der Begriff „Zahl“ verwendet. Dabei handelt es sich allgemein um diskrete Information, welche in unterschiedlicher Darstellung (z.B. in dezimaler Form, als binäre Sequenz o.Ä.) vorliegen kann. The function of the sub-blocks is explained in detail below. The term “number” is used. This is generally discrete information that can be presented in different ways (e.g. in decimal form, as a binary sequence, etc.).
Netzwerkspezifischer Identifikator ID“ Network-specific identifier " ID"
Beim netzwerkspezifischen Identifikator handelt es sich um eine feste Zahl, die von einer äußeren Instanz (z.B. bei Konfiguration des Netzwerks bzw. der koordinierenden Basisstation) festgelegt wird. Idealerweise ist sie von Netzwerk zu Netzwerk unterschiedlich. Beispielsweise könnte es sich um eine eindeutige, hinreichend lange Basisstations-ID, eindeutige Netzwerk-ID oder jeweils einen hinreichend langen Hash darüber handeln. Diese Größe ist fest und variiert als einzige in der gezeigten Anordnung nicht von Aufruf zu Aufruf. The network-specific identifier is a fixed number that is specified by an external entity (e.g. when configuring the network or the coordinating base station). Ideally, it differs from network to network. For example, it could be a unique, sufficiently long base station ID, a unique network ID or a sufficiently long hash over them. This size is fixed and is the only one in the arrangement shown that does not vary from call to call.
Periodischer Zahlenqenerator „Z“ Der periodische Zahlengenerator 134 generiert eine sich periodisch mit der Periodizität P wiederholende Folge von Zahlen Z. Er besitzt einen inneren Zustand Sn, aus dem sich die nächste erzeugte Zahl und der nächste innere Zustand Sn+i eindeutig bestimmen lassen. Das entscheidende Merkmal ist, dass sich bereits aus einem einzigen inneren Zustand (welcher zu einem beliebigen Zeitschritt vorliegt) die gesamte periodische Folge für jeden beliebigen Zeitschritt ableiten lässt. Ein einfaches Ausführungsbeispiel ist z.B. ein Modulo-P- Zähler, der periodisch die Zahlenfolge 0,1,2... (P-1 ) liefert. Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist ein deterministischer Zufallszahlengenerator (engl pseudo random number generator), z.B. implementiert in Form eine rückgekoppelten Schieberegisters (LFSR). Ein drittes Ausführungsbeispiel ist ein endlicher Körper (engl. Galois field) mit P Elementen. Periodic number generator "Z" The periodic number generator 134 generates a sequence of numbers Z that repeats itself periodically with the periodicity P. It has an internal state S n , from which the next generated number and the next internal state S n + i can be clearly determined. The decisive feature is that from a single internal state (which is present at any time step) the entire periodic sequence for any time step can be derived. A simple exemplary embodiment is, for example, a modulo P counter which periodically supplies the number sequence 0,1,2 ... (P-1). Another exemplary embodiment is a deterministic random number generator (pseudo random number generator), for example implemented in the form of a feedback shift register (LFSR). A third exemplary embodiment is a finite field (Galois field) with P elements.
Randomisierender Zuordner Randomizing allocator
Der randomisierende Zuordner 136 generiert aus den beiden Eingangszahlen ID und Z eine Ausgangszahl R, d.h. R=map_rand(\D, Z), wobei map_rand die Zuordnungsfunktion darstellt. Die Zuordnung hat dabei möglichst zufälligen Charakter, d.h. eine mathematisch korrelierte Eingangssequenz (bestehend aus ID, Z) erzeugt eine möglichst in sich unkorrelierte Ausgangssequenz R. The randomizing allocator 136 generates an output number R from the two input numbers ID and Z, i.e. R = map_rand (\ D, Z), where map_rand represents the allocation function. The assignment is as random as possible, i.e. a mathematically correlated input sequence (consisting of ID, Z) generates an output sequence R that is as uncorrelated as possible.
Ausführungsbeispiele für eine randomisierende Zuordnung sind Embodiments are for a randomizing assignment
• Verkettung der beiden Eingangszahlen • Concatenation of the two input numbers
• die Anwendung einer zyklischen Redundanzprüfung (engl cyclic redundancy check, kurz CRC) auf die Eingangsgrößen ID, Z, welche zur Zahl R führt und randomisierenden Charakter hat, • the application of a cyclic redundancy check (CRC for short) to the input variables ID, Z, which leads to the number R and has a randomizing character,
« die Anwendung einer Hash-Funktion «The application of a hash function
• die Anwendung einer Verschlüsselung, z.B. AES-Verschlüsselung, wobei der zugehörige Schlüssel dabei allen autorisierten Teilnehmern bekannt ist und was somit auch ein Verfahren zur Einbringung von „transport layer security“ (kurz TLS) darstellt. • The use of an encryption, e.g. AES encryption, whereby the associated key is known to all authorized participants and thus also represents a method for introducing "transport layer security" (TLS for short).
Die Folge der Elemente der Zahl R ist nach obigen Maßgaben pseudozufälliger Natur. Sie sollte von Netzwerk zu Netzwerk unterschiedlich sein, um Überlappungen der Kanalzugriffsmuster möglichst zu vermeiden. The sequence of the elements of the number R is pseudo-random in nature according to the above provisions. It should differ from network to network in order to avoid overlapping of the channel access patterns as far as possible.
Frequenz-ZZeitpunkt-Zuordner Der Frequenz-/Zeitpunkt-Zuordner 138 ordnet jeder Eingangszahl R mittels einer Abbildung ein 2-Tupel von Frequenzinformation (Funkfrequenz f) und Zeitinformation (Zugriffszeitpunkt t) zu, d.h. (f,t)=map_/f(R), wobei „map_ff die Zuordnungsfunktion darstellt. Während die Abfolge der Frequenzen grundsätzlich beliebig innerhalb des vorgegebenen Frequenzbands sein kann, müssen die Zeitpunkte dabei von Aufruf zu Aufruf in monoton ansteigender Form vorliegen, da „Rücksprünge“ in der Zeit nicht zulässig sind. Frequency-to-time allocator The frequency / time assigner 138 assigns a 2-tuple of frequency information (radio frequency f) and time information (access time t) to each input number R by means of a mapping, ie (f, t) = map_ / f (R), where “map_ff represents the mapping function. While the sequence of frequencies can in principle be arbitrary within the specified frequency band, the times must be present in a monotonically increasing form from call to call, since “jumps” in time are not permitted.
Von besonderer Bedeutung ist als Ausführungsbeispiel der Fall, dass der Kanalzugriff in Frequenz- und Zeitrichtung (wie weiter oben beschrieben) diskretisiert ist, d.h. in Form von diskreten Frequenzkanälen und diskreten Zeitschlitzen erfolgt. In diesem Fall ordnet der Frequenz-/Zeitpunkt-Zuordner jeder Eingangszahl R ein 2-Tupel von Frequenzkanalindex fi und Zeitschlitzindex ti zu, d.h. (fi,ti)=map_ff(R). Die Zeitschlitze werden dabei in zeitlich aufsteigender Reihenfolge indiziert, da „Rücksprünge“ in der Zeit nicht zulässig sind. Weitere Ausführungen zur Belegung der Zeitschlitze finden sich in Abschnitt 3. As an exemplary embodiment, the case that the channel access is discretized in frequency and time direction (as described above), i.e. in the form of discrete frequency channels and discrete time slots, is of particular importance. In this case, the frequency / time allocator assigns a 2-tuple of frequency channel index fi and time slot index ti to each input number R, i.e. (fi, ti) = map_ff (R). The time slots are indexed in ascending order in time, since “jumps” in time are not permitted. Further information on the assignment of the time slots can be found in Section 3.
Die Abfolge der 2-Tupel (f,t) bzw. (fi, ti) basiert auf der Folge der Elemente von R und definiert das Kanalzugriffsmuster. The sequence of the 2-tuples (f, t) or (fi, ti) is based on the sequence of the elements of R and defines the channel access pattern.
Die genaue Gestaltung des Frequenz-/Zeitpunkt-Zuordners bestimmt gemeinsam mit der Wahrscheinlichkeitsfunktion der Zahl R die Zugriffsstatistik auf den Kanal. The exact design of the frequency / time allocator, together with the probability function of the number R, determines the access statistics on the channel.
Zustandssignalisierung und Prädizierbarkeit Status signaling and predictability
Die in Fig. 5 gezeigte Anordnung generiert ein Kanalzugriffsmuster, welches sowohl von einem zeitlich unveränderlichen, netzwerkspezifischen Identifikator als auch von einem zustandsabhängigen (und damit zeitlich veränderlichen) periodischen Zahlengenerator (Periodizität P) abhängt. Über den netzwerkspezifischen Identifikator kann sichergestellt werden, dass Netzwerke mit unterschiedlichen netzwerkspezifischen Identifikatoren stets unterschiedliche Sequenzen von R generieren, selbst wenn ihr Zahlengenerator sich im gleichen Zustand befinden sollte. Damit kann sichergestellt werden, dass unterschiedliche Netzwerke keine identischen Kanalzugriffsmuster erzeugen und somit im ungünstigsten Fall in eine „Dauerkollision“ der Kanalzugriffe geraten. The arrangement shown in FIG. 5 generates a channel access pattern which depends both on a network-specific identifier that cannot be changed over time and on a state-dependent (and thus time-variable) periodic number generator (periodicity P). The network-specific identifier can be used to ensure that networks with different network-specific identifiers always generate different sequences of R, even if their number generator should be in the same state. This ensures that different networks do not generate identical channel access patterns and thus, in the worst case, get into a "permanent collision" of the channel accesses.
Ein Endgerät benötigt zur Ermittlung des im Netzwerk angewandten Kanalzugriffsmusters sowohl den netzwerkspezifischen Identifikator als auch den jeweiligen Zustand des periodischen Zahlengenerators. Den netzwerkspezifischen Identifikator erhält das Endgerät bereits bei der Erstanmeldung beim Netzwerk. Dieser wird vorteilhafterweise mittels regelmäßig von der Basisstation ausgesandter Baken-Signale (beacon) übermittelt und allen autorisierten Endgeräten zugänglich gemacht. Alternativ kann der netzwerkspezifische Identifikator dem Endgerät auch im Zuge der Erstkonfiguration (mit Auslieferung) bekannt gemacht werden, somit also vor der ersten Inbetriebnahme im Netzwerk. To determine the channel access pattern used in the network, a terminal requires both the network-specific identifier and the respective status of the periodic number generator. The terminal device receives the network-specific identifier when it first logs on to the network. This is advantageously transmitted by means of beacon signals sent regularly by the base station and made accessible to all authorized terminals. Alternatively, the network-specific identifier can also be made known to the terminal during the course of the initial configuration (with delivery), i.e. before the first start-up in the network.
Der Zustand des periodischen Zahlengenerators kann entweder in einem regelmäßigen Baken-Signal und/oder in eigenen, dedizierten Zustands-Signalisierungs-Ressourcen übermittelt werden. Ein Zahlengenerator mit Periodizität P hat P interne Zustände, sodass zur Übermittlung des jeweiligen Zustands übertragen werden müssen. Die
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pro Zustandssignalisierung übertragene Informationsmenge (Anzahl der Bits) kann somit durch die gewählte Periodizität des Zahlengenerators nach Anforderung gesteuert werden.
The status of the periodic number generator can be transmitted either in a regular beacon signal and / or in separate, dedicated status signaling resources. A number generator with periodicity P has P internal states, so that the respective state must be transmitted in order to transmit it. The
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The amount of information (number of bits) transmitted per status signaling can thus be controlled as required by the selected periodicity of the number generator.
Die für die Zustandssignalisierung übertragene Information kann in Form mehrerer Teilinformationen übertragen werden, wobei die Übertragung in unterschiedlicher Häufigkeit erfolgen kann. So könnten als Ausführungsbeispiel für den Fall, dass es sich bei dem periodischen Zahlengenerator (Z) um einen Zähler handelt, die höherwertigen Bits (engl most significant bits (MSBs)) des Zählers getrennt von den niederwertigen Bits (engl least significant bits (LSBs)) übertragen werden und auch mit einer anderen Häufigkeit (z.B. seltener). Auch wenn es sich nicht um einen Zähler handelt, könnte die gesamte Zustandsinformation in Form mehrerer Teil-Zustandsinformationen mit unterschiedlicher Übertragungshäufigkeit übertragen werden. The information transmitted for the status signaling can be transmitted in the form of several pieces of information, it being possible for the transmission to take place at different frequencies. For example, if the periodic number generator (Z) is a counter, the most significant bits (MSBs) of the counter could be separated from the least significant bits (LSBs). ) and also with a different frequency (e.g. less often). Even if it is not a counter, the entire status information could be transmitted in the form of several partial status information items with different transmission frequencies.
Durch die Periodizität des Zahlengenerators kann ein Endgerät, welchem der Zustand des Zahlengenerators zu mindestens einem Zeitpunkt bekannt ist, das gesamte Kanalzugriffsmuster für beliebige Zeitpunkte/Zeitschlitze in der Zukunft bestimmen. Damit ist es dem Endgerät möglich, in einem energiesparenden Ruhezustand z.B. die Sende- /Empfangseinheit zu deaktivieren und bei der nachfolgenden Aktivierung der Sende- /Empfangseinheit den dann gültigen Abschnitt des Kanalzugriffsmusters aus dem letzten zuvor bekannten Zustand zu prädizieren. Eine Aussendung der Zustandsinformation durch die Basisstation kann somit in vergleichsweise großen zeitlichen Abständen erfolgen. Due to the periodicity of the number generator, a terminal, to which the state of the number generator is known at at least one point in time, can determine the entire channel access pattern for any points in time / time slots in the future. This enables the terminal to deactivate, for example, the transmitter / receiver unit in an energy-saving idle state and, when the transmitter / receiver unit is subsequently activated, to predict the then valid section of the channel access pattern from the last previously known state. A transmission of the status information by the base station can thus take place at comparatively long time intervals.
Zusammenfassend hat das hierin beschriebene Verfahren den Vorteil, dass durch die Kombination eines netzwerkspezifischen Identifikators und eines periodischen Zahlengenerators ein vergleichsweise großer Zustandsraum für die (Pseudozufalls-)Zahl R aufgespannt wird. Damit wird verhindert, dass die Kanalzugriffsmuster von Netzwerken mit unterschiedlichen netzwerkspezifischen Identifikatoren identisch sind, womit eine systematische Kollision der Kanalzugriffe verschiedener, untereinander unkoordinierter Netzwerk minimiert werden kann. Dies erweist sich beim Telegram-Splitting-Multiple-Access (TSMA) Verfahren als besonders vorteilhaft. In summary, the method described here has the advantage that a comparatively large state space for the (pseudo-random) number R is spanned by the combination of a network-specific identifier and a periodic number generator. This prevents the channel access pattern of networks from using different network-specific identifiers are identical, with which a systematic collision of the channel accesses of different, mutually uncoordinated networks can be minimized. This proves to be particularly advantageous in the Telegram Splitting Multiple Access (TSMA) method.
Vorteilhafte Merkmale des Frequenz-Zeit-Zuordners werden in den folgenden Abschnitten detaillierter ausgeführt. Advantageous features of the frequency-time allocator are detailed in the following sections.
Weiteres Ausführungsbeispiel des Controllers Another embodiment of the controller
Gemäß Fig. 5 und obiger Beschreibung wird ein periodischer Zahlengenerator 134 benötigt. Dieser wird im folgenden Ausführungsbeispiel wie folgt ersetzt. According to FIG. 5 and the description above, a periodic number generator 134 is required. This is replaced as follows in the following exemplary embodiment.
Reale Funknetzwerke werden oftmals mit einem Baken-Signal betrieben, welches regelmäßig ausgesendet wird. Jede Baken-Aussendung kann dabei mit einem Zähler versehen werden, welcher einem Baken-Sequenzindex entspricht. Dieser Baken- Sequenzindex wird hier als „Bakenindex“ bezeichnet. Real radio networks are often operated with a beacon signal that is sent out regularly. Each beacon transmission can be provided with a counter which corresponds to a beacon sequence index. This beacon sequence index is referred to here as the “beacon index”.
Ebenso ist es gebräuchlich, dass in einem zeitschlitzbasierten System die Zeitschlitze mit einem (in Zeitrichtung aufsteigenden) Zeitschlitzindex-Zähler versehen werden (siehe auch Fig. 3). Dieser wird hier als „Zeitschlitzindex“ bezeichnet. Der Bakenindex wird in gewissen, im System vorgegebenen Abständen wieder auf null zurückgesetzt, sodass er eine Periodizität aufweist. Entsprechendes gilt für den Zeitschlitzindex (der z.B. nach einer Baken- Aussendung wieder bei null beginnt). It is also common for the time slots in a time slot-based system to be provided with a time slot index counter (which increases in the time direction) (see also FIG. 3). This is referred to here as the “time slot index”. The beacon index is reset to zero at certain intervals specified in the system, so that it has a periodicity. The same applies to the time slot index (which starts again at zero after a beacon transmission, for example).
Fig. 6 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Controllers 130 zur Erzeugung eines Kanalzugriffsmusters, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 6 shows a schematic block diagram of a controller 130 for generating a channel access pattern, according to an exemplary embodiment of the present invention.
Der Controller 130 kann einen Speicher 132, einen ersten Zwischenspeicher 135_1, einen zweiten Zwischenspeicher 135_2, einen randomisierenden Zuordner 136 und einen Frequenz-/Zeitpunkt-Zuordner 138 aufweisen. The controller 130 may include a memory 132, a first buffer 135_1, a second buffer 135_2, a randomizing allocator 136, and a frequency / time allocator 138.
Der Speicher (z.B. ein Register) 132 kann ausgebildet sein, um einen netzwerkspezifischen Identifikator ID 140, z.B. eine (individuelle) Bitsequenz, die sich nicht ändert, vorzuhalten. Der erste Zwischenspeicher (z.B. ein Register) 135_1 kann ausgebildet sein, um einen periodischen Bakenindex Z1 143_1 vorzuhalten. Der zweite Zwischenspeicher (z.B. ein Register) 135_2 kann ausgebildet sein, um einen periodischen Zeitschlitzindex Z2 143_2 vorzuhalten. Der randomisierende Zuordner 136 kann ausgebildet sein, um in Abhängigkeit von dem periodischen Bakenindex Z1 143_1, dem periodischen Zeitschlitzindex Z2 143_2 und dem netzwerkspezifischen Identifikator ID 140 eine Pseudozufallszahl R 144 zu ermitteln. Der Frequenz-/Zeitpunkt-Zuordner 138 kann ausgebildet sein, um basierend auf der Pseudozufallszahl R 144 eine Frequenzinformation f 146 und eine Zeitinformation t 148 zu ermitteln. Beispielsweise können die Frequenzinformation f 146 und die Zeitinformation t 148 einen Frequenzkanal und einen Zeitschlitz (oder einen Frequenzkanalindex und einen Zeitschlitzindex) und somit eine Ressource des Kanalzugriffsmusters beschreiben bzw. definieren. The memory (for example a register) 132 can be designed to hold a network-specific identifier ID 140, for example an (individual) bit sequence that does not change. The first buffer (eg a register) 135_1 can be designed to hold a periodic beacon index Z1 143_1. The second buffer (eg a register) 135_2 can be designed to store a periodic time slot index Z2 143_2 hold up. The randomizing allocator 136 can be designed to determine a pseudo-random number R 144 as a function of the periodic beacon index Z1 143_1, the periodic time slot index Z2 143_2 and the network-specific identifier ID 140. The frequency / point in time allocator 138 can be designed to determine frequency information f 146 and time information t 148 based on the pseudo-random number R 144. For example, the frequency information f 146 and the time information t 148 can describe or define a frequency channel and a time slot (or a frequency channel index and a time slot index) and thus a resource of the channel access pattern.
Mit anderen Worten, Fig. 6 zeigt eine modifizierte Grundstruktur zur Erzeugung von Kanalzugriffsmustern mit Bakenindex und Zeitschlitzindex. In Fig. 6 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, in welchem gegenüber dem in Fig. 5 gezeigtem Ausführungsbeispiel der periodische Zahlengenerator (Ausgang Z) 134 durch die beiden Blöcke „periodischer Bakenindex“ (Ausgang Z1) 135_1 und „periodischer Zeitschlitzindex“ (Ausgang Z2) 135_2 ersetzt wurde. Alle weiteren Blöcke sind funktional unverändert (der Randomisierende Zuordner hat nun drei Eingänge). In other words, FIG. 6 shows a modified basic structure for generating channel access patterns with a beacon index and a time slot index. FIG. 6 shows an exemplary embodiment in which, compared to the exemplary embodiment shown in FIG. 5, the periodic number generator (output Z) 134 consists of the two blocks “periodic beacon index” (output Z1) 135_1 and “periodic time slot index” (output Z2) 135_2 was replaced. All other blocks are functionally unchanged (the randomizing allocator now has three inputs).
Die in Fig. 5 und 6 gezeigten Controller 130 ermöglichen die Erzeugung von Netzwerkindividuellen Kanalzugriffsmustern, wobei diese zumindest eine aus folgenden Eigenschaften aufweisen: The controllers 130 shown in FIGS. 5 and 6 enable the generation of network-specific channel access patterns, these having at least one of the following properties:
• Die Kanalzugriffsmuster enthalten untereinander möglichst wenige überlappende Teilsequenzen, • The channel access patterns contain as few overlapping partial sequences as possible,
• es gibt (z.B. in Bereichen mit hoher Netzwerkdichte) einen großen Vorrat von Kanalzugriffsmustern, • there is a large stock of channel access patterns (e.g. in areas with high network density),
• die Kanalzugriffsmuster sind so gestaltet, dass sie eine sehr hohe Periodizität aufweisen, • the channel access patterns are designed in such a way that they have a very high periodicity,
• die Kanalzugriffsmuster führen (bei Vorliegen entsprechender Anforderungen) zu einer im Mittel gleichmäßigen Nutzung der zur Verfügung stehenden Frequenzkanäle,• the channel access patterns lead (if the corresponding requirements are present) to an average uniform use of the available frequency channels,
• die Signalisierung des angewandten Musters erfolgt durch die koordinierende Instanz mit möglichst wenig Signalisierungsinformation, und The signaling of the applied pattern is carried out by the coordinating entity with as little signaling information as possible, and
• Endgeräte können, bereits bei einmaligem, vollständigem Erhalt der Signalisierung des Kanalzugriffsmusters den Inhalt des Kanalzugriffsmusters zu beliebigen, zukünftigen Zeitpunkten bestimmen (dies ermöglicht Endgeräten, z.B. aus Energiespargründen längere Empfangspausen einzulegen und bei Wiedereinschalten dennoch das dann jeweils gültige Kanalzugriffsmuster auf der Basis von vor der Empfangspause erhaltener Information zu ermitteln). A.2. Steuerung der Kanalzugriffe im Frequenzbereich • End devices can determine the content of the channel access pattern at any future times, even if the signaling of the channel access pattern is received once and in full (this enables end devices to take longer pauses in reception, e.g. for energy-saving reasons, and when they are switched on again, the then valid channel access pattern on the basis of before To determine the pause in receiving received information). A.2. Control of channel access in the frequency domain
Zur Vereinfachung der folgenden Darstellung wird angenommen, dass der Frequenzbereich (oder das Frequenzband) in diskrete Frequenzkanäle unterteilt ist und dass eine Übertragung nach dem TSMA-Verfahren erfolgt. To simplify the following illustration, it is assumed that the frequency range (or the frequency band) is divided into discrete frequency channels and that transmission takes place according to the TSMA method.
Mobilfunkkanäle weisen i.d.R. eine über der Frequenz variierende Signaldämpfung auf. Wird gemäß dem TSMA-Verfahren ein Datenpaket in Form mehrerer Teil-Datenpakete übertragen und ist der zugrundeliegende Mobilfunkkanal im Sender nicht bekannt, so kann die Fehlerrate der Übertragung im Mittel reduziert oder sogar minimiert werden, indem die einzelnen Teil-Datenpakete möglichst über den gesamten Frequenzbereich verteilt übertragen werden (Ausnutzung der Frequenzdiversität). Mobile radio channels usually have signal attenuation that varies over frequency. If a data packet is transmitted in the form of several partial data packets according to the TSMA method and the underlying mobile radio channel is not known in the transmitter, the error rate of the transmission can be reduced or even minimized on average by placing the individual partial data packets over the entire frequency range as far as possible transmitted in a distributed manner (utilization of frequency diversity).
Aus diesem Grund kann es (insbesondere wenn ein Datenpaket aus nur wenigen Teil- Datenpaketen besteht) vorteilhaft sein, wenn gewährleistet ist, dass die Frequenzkanäle auf denen die Teil-Datenpakete übertragen werden, relativ zueinander einen gewissen (Mindest- )Abstand im Frequenzbereich haben. For this reason, it can be advantageous (especially when a data packet consists of only a few partial data packets) if it is ensured that the frequency channels on which the partial data packets are transmitted have a certain (minimum) spacing in the frequency range relative to one another.
Da das Kanalzugriffsmuster innerhalb eines Netzwerks in maßgeblicher Weise das Frequenzsprungverhalten bei TSMA bestimmt, kann mit einem geeigneten Verfahren sichergestellt werden, dass zwischen zwei aufeinanderfolgenden Frequenzkanälen des Kanalzugriffsmusters ein Mindestabstand besteht. Since the channel access pattern within a network largely determines the frequency hopping behavior in TSMA, a suitable method can be used to ensure that there is a minimum distance between two successive frequency channels of the channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Frequenz-/Zeitpunkt-Zuordner 138 (siehe Fig. 5 oder 6) daher ausgebildet sein, um basierend auf der Pseudozufallszahl R eine Frequenzinformation f und eine Zeitinformation t zu ermitteln, wobei die Frequenzinformation f einen Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Frequenzkanälen angibt. In exemplary embodiments, the frequency / point in time allocator 138 (see FIG. 5 or 6) can therefore be designed to determine frequency information f and time information t based on the pseudo-random number R, the frequency information f specifying a distance between two successive frequency channels .
Der Frequenz-/Zeitpunkt-Zuordner 138 in Fig. 5 oder 6, der auf Basis der pseudozufälligen Zahl R absolute Frequenzkanäle von Zugriff zu Zugriff unabhängig festlegt, kann also alternativ auch Abstände zwischen zwei aufeinanderfolgenden Frequenzkanälen bestimmen. The frequency / point in time allocator 138 in FIG. 5 or 6, which independently defines absolute frequency channels from access to access on the basis of the pseudo-random number R, can thus alternatively also determine distances between two successive frequency channels.
Fig. 7 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausschnitts des Controllers 130, gemäß einem Ausführungsbeispiel. Wie in Fig. 7 zu erkennen ist, kann der Frequenz-/Zeitpunkt- Zuordner 138 (siehe Fig. 5 oder 6) ausgebildet sein, um basierend auf der Pseudozufallszahl R eine Frequenzinformation und eine Zeitinformation zu ermitteln, wobei die Frequenzinformation einen Abstand Dfin zwischen zwei aufeinanderfolgenden Frequenzkanälen angibt. 7 shows a schematic block diagram of a section of the controller 130, according to an exemplary embodiment. As can be seen in FIG. 7, the frequency / point in time allocator 138 (see FIG. 5 or 6) can be designed to determine frequency information and time information based on the pseudo-random number R, the Frequency information indicates a distance Dfi n between two successive frequency channels.
Wie in Fig. 7 ferner zu erkennen ist, kann der Controller 130 einen Abbilder 150 aufweisen, der ausgebildet sein kann, um den Abstand Dfin zwischen zwei aufeinanderfolgenden Frequenzkanälen auf einen Frequenzkanalindex fi abzubilden, beispielsweise durch einen Kombinierer (z.B. Addierer) 152 und ein Verzögerungsglied 154. As can also be seen in FIG. 7, the controller 130 can have a mapper 150 which can be designed to map the distance Dfi n between two successive frequency channels to a frequency channel index fi, for example by a combiner (eg adder) 152 and a Delay element 154.
Mit anderen Worten, Fig. 7 zeigt die Erzeugung von Frequenzsprüngen mit Mindest- und oder Höchstsprungweite. In Fig. 7 ist dabei veranschaulicht, dass der Frequenz-/Zeitpunkt- Zuordner 138 von Fig. 5 oder 6 nunmehr durch einen Frequenzdifferenz-/Zeitpunkt-Zuordner 138 ersetzt ist, welcher an seinem unmittelbaren Ausgang keine absoluten Frequenzkanalindizes mehr liefert, sondern Frequenzkanalindex-Differenzen. In other words, FIG. 7 shows the generation of frequency hops with a minimum and or maximum hop width. In FIG. 7 it is illustrated that the frequency / point in time allocator 138 of FIG. 5 or 6 is now replaced by a frequency difference / point in time allocator 138 which no longer supplies absolute frequency channel indices at its immediate output, but rather frequency channel index numbers. Differences.
Durch eine geeignete Zuordnungsfunktion (Dfi,t)=map_Dft(R) im Frequenzdifferenz- /Zeitpunkt-Zuordner kann sichergestellt werden, dass nur FrequenzkanalindexsprüngeA suitable assignment function (Dfi, t) = map_Dft (R) in the frequency difference / point in time assigner can ensure that only frequency channel index jumps
Dfin=fin+i-fin (von Kanalzugriff n zu Kanalzugriff n+1) erfolgen, welche z.B. innerhalb eines gewünschten Bereichs liegen,
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Für die Implementierung einer solchen Beschränkung gibt es zahlreiche Verfahren, welche selbst nicht Gegenstand der Erfindung sind. Eine beispielhafte Implementierung in Form eines entsprechenden Programmcodes für MATLAB (mit welchem Fig. 8 erzeugt wurde) findet sich im Anhang.
Dfi n = fi n + i -fi n (from channel access n to channel access n + 1), which are e.g. within a desired range,
Figure imgf000036_0001
There are numerous methods for implementing such a restriction, which are not themselves the subject of the invention. An exemplary implementation in the form of a corresponding program code for MATLAB (with which FIG. 8 was generated) can be found in the appendix.
Fig. 8 zeigt in einem Diagramm ein auf einer Monte-Carlo-Simulation beruhendes Histogramm über die Variable Dfi (Differenz des Frequenzkanalindex Dfi zwischen zeitl. benachbarten Kanalzugriffen). 8 shows in a diagram a histogram based on a Monte Carlo simulation over the variable Dfi (difference in the frequency channel index Dfi between temporally adjacent channel accesses).
Im dargestellten Beispiel stehen 72 Frequenzkanäle zur Verfügung. Die den Simulationsergebnissen zugehörigen Parameter sind Afimin=21 , Dfimax=51 , d.h. der Betrag des Abstands zwischen zwei im Kanalzugriffsmuster aufeinanderfolgenden Zugriffen beträgt zwischen 21 und 51 Frequenzkanälen. In the example shown, 72 frequency channels are available. The simulation results associated parameters are Afi min = 21, Dfi m ax = 51, ie, the amount of the distance between two successive accesses in the channel access pattern is 21 to 51 frequency channels.
Durch geeignete, sich dem Fachmann leicht erschließende Modifikationen des beispielhaften Programmcodes lassen sich andere Verteilungsformen für Dfi erzeugen (z.B. Gleichverteilung im Bereich von -Dfimm bis -Dfimax bzw. +Dfimin bis +Dfimax) als in Fig. 8 gezeigt. A.3. Vorgabe der zeitlichen Kanalzugriffsaktivität Other forms of distribution for Dfi than shown in FIG. 8 can be generated by suitable modifications of the exemplary program code that are easily understood by a person skilled in the art (eg uniform distribution in the range from -Dfi m m to -Dfimax or + Dfimin to + Dfi max). A.3. Specification of the time channel access activity
In einem hoch ausgelasteten System können alle verfügbaren Zeitschlitze in das Kanalzugriffsmuster mit aufgenommen werden. In weniger stark ausgelasteten Systemen muss nicht jeder Zeitschlitz für den Kanalzugriff zur Verfügung stehen. Dies ist in der folgenden Abbildung dargestellt. In a heavily used system, all available time slots can be included in the channel access pattern. In less heavily used systems, not every time slot has to be available for channel access. This is shown in the following figure.
Fig. 9 zeigt in einem Diagramm eine durch ein Kanalzugriffsmuster 110 definierte frequenz- und zeitsprungbasierte Belegung der Ressourcen 112 des Frequenzbands sowie eine Projektion des Kanalzugriffsmusters 110 auf eine Zeitachse, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei beschreibt die Ordinate die Frequenzkanalindizes und die Abszisse die Zeitschlitzindizes. 9 shows in a diagram a frequency and time hop-based allocation of the resources 112 of the frequency band defined by a channel access pattern 110 and a projection of the channel access pattern 110 onto a time axis, according to an exemplary embodiment of the present invention. The ordinate describes the frequency channel indices and the abscissa the time slot indices.
Mit anderen Worten, Fig. 9 zeigt im oberen Teil beispielhaft ein Kanalzugriffsmuster 110 in den Dimensionen Frequenz und Zeit (Ressourcenelemente 112) sowie im unteren Teil dessen Projektion auf die Zeitdimension. Es ist zu erkennen, dass nicht jeder Zeitschlitz Teil des Kanalzugriffsmusters 110 ist. In other words, FIG. 9 shows, by way of example, in the upper part a channel access pattern 110 in the dimensions frequency and time (resource elements 112) and in the lower part its projection onto the time dimension. It can be seen that not every time slot is part of the channel access pattern 110.
Damit steht für die Erzeugung eines pseudozufälligen Kanalzugriffsmusters 110 neben der Dimension Frequenz (in Form des Frequenzkanalindex) zusätzlich die Dimension Zeit (in Form des Zeitschlitzindex) zur Verfügung. Bei der Erzeugung eines Kanalzugriffsmusters kann somit eine mittlere Aktivitätsrate A vorgegeben werden. Diese sei hier definiert als mittleres Verhältnis von für den Kanalzugriff genutzten Zeitschlitzen zu insgesamt maximal verfügbaren Zeitschlitzen. Bei Nutzung jedes Zeitschlitzes beträgt die Aktivitätsrate A somit 1 (100%). Wird hingegen im Mittel nur jeder dritte Zeitschlitz ins Kanalzugriffsmuster aufgenommen, so beträgt die mittlere Aktivitätsrate A=1/3. Thus, in addition to the frequency dimension (in the form of the frequency channel index), the time dimension (in the form of the time slot index) is also available for generating a pseudo-random channel access pattern 110. When generating a channel access pattern, an average activity rate A can thus be specified. This is defined here as the mean ratio of time slots used for channel access to the maximum total available time slots. When each time slot is used, the activity rate A is therefore 1 (100%). On the other hand, if on average only every third time slot is included in the channel access pattern, the average activity rate is A = 1/3.
Die Aktivitätsrate bestimmt also die (zeitliche) Dichte der im Kanalzugriffsmuster 110 angebotenen Ressourcen 112. The activity rate thus determines the (temporal) density of the resources 112 offered in the channel access pattern 110.
Bei Ausführungsbeispielen können die zu einer vorgegebenen Aktivitätsrate für den Kanalzugriff ausgewählten Zeitschlitze pseudozufällig aus einem geeigneten Teil der Pseudozufallszahl R (siehe Fig. 5 oder 6) bestimmt werden. In exemplary embodiments, the time slots selected for the channel access at a predetermined activity rate can be determined pseudo-randomly from a suitable part of the pseudo-random number R (see FIG. 5 or 6).
Ausführunqsbeispiel 1 In jedem Schritt n kann aus der zugehörigen Pseudozufallszahl Rn eine ganze Zahl rn abgeleitet werden, die Werte zwischen rmax und rmax annehmen kann, d.h. rmax £ rn <rmax. Nach jedem im Kanalzugriffsmuster 110 aktiven Zeitschlitz kann eine Anzahl von rn Zeitschlitzen übersprungen werden, diese werden somit nicht für den Kanalzugriff verwendet. Dieser Vorgang ist exemplarisch in Fig. 10 dargestellt. Embodiment example 1 In each step n, an integer r n can be derived from the associated pseudo-random number R n , which can assume values between r max and r max , ie r max £ r n <r max . After each time slot active in the channel access pattern 110, a number of r n time slots can be skipped; these are therefore not used for the channel access. This process is shown by way of example in FIG. 10.
Im Detail zeigt Fig. 10 in einem Diagramm auf eine Zeitachse projizierte Ressourcenelemente 112 eines Kanalzugriffsmusters 110, die in ungenutzten Zeitschlitzen resultiert, gemäß einem Ausführungsbeispiel. In detail, FIG. 10 shows, in a diagram, resource elements 112 of a channel access pattern 110 projected onto a time axis, which result in unused time slots, according to an exemplary embodiment.
Mit anderen Worten, Fig. 10 zeigt eine beispielhafte Abfolge von genutzten und ungenutzten Zeitschlitzen, gemäß einem Ausführungsbeispiel. In other words, FIG. 10 shows an exemplary sequence of used and unused time slots, according to an exemplary embodiment.
Wird die Zahl r aus der Zahl R dergestalt abgeleitet, dass die Elemente von r zwischen rmin und rmax mit gleicher Häufigkeit auftreten (Gleichverteilung), so ergibt sich folgende Aktivitätsrate: If the number r is derived from the number R in such a way that the elements of r occur between r min and r max with the same frequency (uniform distribution), the following activity rate results:
A-2/(2+rmin+rmax). A-2 / (2 + rmin + r max ).
Das im obigen Ausführungsbeispiel vorgestellte Verfahren hat den Vorteil, dass Mindest- und Höchstabstände zwischen den im Kanalzugriffsmuster 110 aktiven Zeitschlitzen vorgegeben werden können. Die Vorgabe von Mindestabständen kann insbesondere bei batteriebetriebenen Geräten vorteilhaft sein, bei denen Sendepausen einer gewissen Mindestlänge zwischen zwei aufeinanderfolgenden Aussendungen (Erholungsphase) die Batterielebensdauer erhöhen. The method presented in the above exemplary embodiment has the advantage that minimum and maximum intervals between the time slots active in the channel access pattern 110 can be specified. The specification of minimum distances can be particularly advantageous in the case of battery-operated devices in which transmission pauses of a certain minimum length between two successive transmissions (recovery phase) increase the battery life.
In vergleichbarer Vorgehensweise lässt sich vorgeben, dass eine Mindestzahl von aktiven Zeitschlitzen direkt aufeinander folgt. In a comparable procedure, it can be specified that a minimum number of active time slots follow one another directly.
Ausführungsbeispiel 2 Embodiment 2
Bei einer Implementierung gemäß Ausführungsbeispiel 1 können theoretisch längere Bereiche mit lokal deutlich höherer oder niedrigerer Aktivitätsrate als gewünscht Vorkommen. Dieser Effekt wird in dem folgenden Ausführungsbeispiel vermieden. Hierbei werden periodisch Gruppen von aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen vorgegeben, innerhalb welcher jeweils ein aktiver Zeitschlitz des Kanalzugriffsmusters platziert wird. Dies ist für eine Aktivitätsrate von 1/4 (25%) in Fig. 11 exemplarisch dargestellt. In an implementation in accordance with exemplary embodiment 1, theoretically longer areas with a locally significantly higher or lower activity rate than desired can occur. This effect is avoided in the following exemplary embodiment. Here, groups of successive time slots are specified periodically, within each of which an active time slot of the channel access pattern is placed. This is shown as an example for an activity rate of 1/4 (25%) in FIG.
Im Detail zeigt Fig. 11 in einem Diagramm auf eine Zeitachse projizierte Ressourcenelemente 112 eines Kanalzugriffsmusters 110 mit einer Aktivitätsrate A=1/4, gemäß einem Ausführungsbeispiel. In detail, FIG. 11 shows, in a diagram, resource elements 112 of a channel access pattern 110 projected onto a time axis with an activity rate A = 1/4, according to an exemplary embodiment.
Mit anderen Worten, Fig. 11 zeigt eine beispielhafte Abfolge von genutzten und ungenutzten Zeitschlitzen, gemäß einem Ausführungsbeispiel. In other words, FIG. 11 shows an exemplary sequence of used and unused time slots, according to an exemplary embodiment.
Wie in Fig. 11 zu erkennen ist, können die Zeitschlitze zu Clustern 114 (im Beispiel von Fig. 11 der Länge 4) gruppiert werden. In jedem Cluster 114 wird genau ein Zeitschlitz des Kanalzugriffsmusters 110 platziert. Die Position der ins Kanalzugriffsmuster 110 aufgenommenen Zeitschlitze innerhalb des Clusters 114 kann durch eine Verschiebung vn bestimmt werden, welche von der Pseudozufallszahl Rn abgeleitet und die ganzzahlige Werte zwischen 0 und (Clusterlänge-1) annehmen kann. As can be seen in FIG. 11, the time slots can be grouped into clusters 114 (in the example of FIG. 11 of length 4). Exactly one time slot of the channel access pattern 110 is placed in each cluster 114. The position of the time slots included in the channel access pattern 110 within the cluster 114 can be determined by a shift v n which is derived from the pseudo random number R n and which can assume integer values between 0 and (cluster length − 1).
Für den Fall, dass ein Mindestabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen des Kanalzugriffsmusters 110 gewährleistet werden soll, können zwischen den Clustern 114 nicht belegbare Bereiche eingebracht werden. Diese können aus einem oder mehreren Zeitschlitzen bestehen, wie dies in Fig. 12 veranschaulicht ist. In the event that a minimum distance between two successive time slots of the channel access pattern 110 is to be ensured, areas that cannot be occupied can be introduced between the clusters 114. These can consist of one or more time slots, as is illustrated in FIG.
Im Detail zeigt Fig. 12 in einem Diagramm auf eine Zeitachse projizierte Ressourcenelemente 112 eines Kanalzugriffsmusters 110 mit einer Aktivitätsrate A=1/4 und einem vorgegebenen Mindestabstand zwischen aufeinander folgenden Zeitschlitzen des Kanalzugriffsmusters 110, gemäß einem Ausführungsbeispiel. In detail, FIG. 12 shows, in a diagram, resource elements 112 of a channel access pattern 110 projected onto a time axis with an activity rate A = 1/4 and a predetermined minimum distance between successive time slots of the channel access pattern 110, according to an embodiment.
Mit anderen Worten, Fig. 12 zeigt eine beispielhafte Abfolge von genutzten und ungenutzten Zeitschlitzen mit nicht belegbaren Zeitschlitzen, gemäß einem Ausführungsbeispiel. In other words, FIG. 12 shows an exemplary sequence of used and unused time slots with unoccupied time slots, according to an exemplary embodiment.
Wie in Fig. 12 zu erkennen ist, verringert sich aufgrund der nicht belegbaren Zeitschlitze der zulässige Bereich der Verschiebungsvariablen vn auf den Wertebereich von 0 bis (Clusterlänge-1 -Länge des nicht belegbaren Bereichs). As can be seen in FIG. 12, the permissible range of the shift variable v n is reduced to the value range from 0 to (cluster length-1 -length of the unoccupied area) due to the unoccupied time slots.
Je nach gewählter Aktivitätsrate kann es sein, dass die Cluster 114 unterschiedliche Längen aufweisen müssen, um die gewünschte Aktivitätsrate zu erzielen. In diesem Fall variiert der Wertebereich von vn entsprechend der jeweiligen Clusterlänge. Um z.B. eine Aktivitätsrate von 40% einzustellen, können sich Cluster der Länge zwei und der Länge drei abwechseln. Depending on the selected activity rate, the clusters 114 may have to have different lengths in order to achieve the desired activity rate. In this case it varies Value range of v n according to the respective cluster length. For example, to set an activity rate of 40%, clusters of length two and length three can alternate.
A.4. Kanalzugriffsmuster mit Bereichen unterschiedlicher Aktivitätsrate A.4. Channel access patterns with areas of different activity rate
Datenpakete, die den Empfänger möglichst schnell erreichen sollen (kurze Latzenzzeit), benötigen bei der Übertragung möglichst dicht aufeinanderfolgende Kanalzugriffe, d.h. eine vergleichsweise hohe Aktivitätsrate im Kanalzugriffsmuster. Data packets that are to reach the recipient as quickly as possible (short latency time) require channel accesses that are as close to one another as possible during transmission, i.e. a comparatively high rate of activity in the channel access pattern.
Bei Datenpaketen, bei denen hingegen die Übertragungssicherheit (z.B. hohe Robustheit gegen externe Störer) im Vordergrund steht, kann eine Verteilung der Aussendung über einen längeren Zeitraum vorteilhaft sein, mithin also eine vergleichsweise niedrige Aktivitätsrate im Kanalzugriffsmuster günstig sein. Dasselbe gilt für Geräte, bei denen eine zeitlich entzerrte Energieentnahme aus der Batterie (zeitlich gestreckte Sendeaktivität) gewünscht wird. In the case of data packets where transmission security (e.g. high robustness against external interferers) is in the foreground, a distribution of the transmission over a longer period of time can be advantageous, i.e. a comparatively low activity rate in the channel access pattern can be favorable. The same applies to devices in which a temporally equalized energy extraction from the battery (temporally stretched transmission activity) is desired.
Wie oben dargestellt, kann durch geeignete Maßnahmen die Aktivitätsrate, d.h. die Frequenz des Kanalzugriffs, vorgegeben werden. Um in einem Netzwerk den ggf. unterschiedlichen Anforderungen gerecht zu werden, wird kann ein Kanalzugriffsmuster so gestaltet werden, dass es Bereiche mit unterschiedlichen Aktivitätsraten aufweist. Dies ist in Fig. 13 exemplarisch dargestellt. Je nach individueller Anforderung können Endgeräte dann z.B. in dem für sie geeigneten Bereich senden. As shown above, the activity rate, i.e. the frequency of the channel access, can be specified by suitable measures. In order to meet the possibly different requirements in a network, a channel access pattern can be designed in such a way that it has areas with different activity rates. This is shown by way of example in FIG. Depending on the individual requirements, end devices can then send, for example, in the area that is suitable for them.
Im Detail zeigt Fig. 13 eine zeitliche Aufteilung eines Kanalzugriffsmusters 110 in Bereiche unterschiedlicher Aktivitätsrate Ai, A2 und A3, gemäß einem Ausführungsbeispiel. In detail, FIG. 13 shows a temporal division of a channel access pattern 110 into areas of different activity rates Ai, A 2 and A3, according to an exemplary embodiment.
Mit anderen Worten, Fig. 13 zeigt ein Beispiel für ein Kanalzugriffsmuster mit drei Bereichen unterschiedlicher Aktivitätsrate innerhalb des Kanalzugriffsmusters 110. In other words, FIG. 13 shows an example of a channel access pattern with three areas of different activity rates within the channel access pattern 110.
A.5. Bedarfsabhängige (dynamische) Anpassung der Aktivitätsrate des Kanalzugriffsmusters A.5. Demand-dependent (dynamic) adaptation of the activity rate of the channel access pattern
In Netzwerken (oder Kommunikationssystemen) 102 können zu unterschiedlichen Zeitpunkten unterschiedliche Lastsituationen vorliegen. Wie weiter oben ausgeführt, kann über die Gestaltung das Kanalzugriffsmusters 110 (d.h. dessen Aktivitätsrate bzw. mittlerer zeitlicher Dichte) eine Festlegung des aktiv nutzbaren Ressourcenvorrats für dieses Netzwerk erfolgen. Das Bereitstellen eines hohen Ressourcenvorrats (hohe Aktivitätsrate) bei niedriger tatsächlicher Last kann insbesondere bei batteriebetriebenen Geräten nachteilig sein. Als Beispiel sei hier eine batteriebetriebene Basisstation (z.B. eines PAN-Netzwerks, ggf. im sog, Repeaterbetrieb), genannt, welche während aller aktiven Ressourcen des Kanalzugriffsmusters den Empfänger betreibt und damit Energie einsetzt. In networks (or communication systems) 102, different load situations can exist at different times. As stated above, the design of the channel access pattern 110 (ie its activity rate or average time density) can be used to determine the actively usable resource reserve for this network. The provision of a high reserve of resources (high activity rate) with a low actual load can be disadvantageous, particularly in the case of battery-operated devices. An example is a battery-operated base station (eg a PAN network, possibly in so-called repeater mode), which operates the receiver during all active resources of the channel access pattern and thus uses energy.
Daher kann es sinnvoll sein, die mittlere Aktivitätsrate, also die zeitliche Dichte der durch das Kanalzugriffsmuster 110 angebotenen Ressourcen, den vorliegenden Lastverhältnissen dynamisch anzupassen. Wenn die Aktivitätsrate des Kanalzugriffsmusters 110 geändert ist, wird dies den Teilnehmern im Netzwerk entsprechend signalisiert, wofür z.B. das Baken- Signal (oder auch dedizierte Signalisierungsressourcen) in Frage kommt. It can therefore make sense to dynamically adapt the mean activity rate, that is to say the time density of the resources offered by the channel access pattern 110, to the present load conditions. If the activity rate of the channel access pattern 110 is changed, this is correspondingly signaled to the subscribers in the network, for which, for example, the beacon signal (or also dedicated signaling resources) can be used.
Befindet sich ein Endgerät 106 in einem längeren Ruhezustand (Energiesparmodus), so kann es Vorkommen, dass es die während des Ruhezustands ausgesendete Signalisierungsinformation der Basisstation 104 über ein ggf. geändertes Kanalzugriffsmuster nicht erhält. In einem solchen Szenario kann es sinnvoll sein, dass ein Kanalzugriffsmuster 110 einen Mindestvorrat an (Grund-)Ressourcen bereitstellt, der jederzeit und ohne besondere Signalisierung zur Verfügung steht, sowie einen zusätzlichen Vorrat an Ressourcen, der lastabhängig hinzugefügt werden kann und einer entsprechenden Signalisierung unterliegt. If a terminal 106 is in a longer idle state (energy-saving mode), it can happen that it does not receive the signaling information transmitted by the base station 104 during the idle state via a possibly changed channel access pattern. In such a scenario, it can make sense that a channel access pattern 110 provides a minimum supply of (basic) resources that is available at any time and without special signaling, as well as an additional supply of resources that can be added depending on the load and is subject to corresponding signaling .
Im obigen Sinne dem Kanalzugriffsmuster zusätzlich hinzugefügte Ressourcen können z.B. zeitlich nach den Grundressourcen angeordnet sein oder auch mit diesen verschränkt im ZeiWFrequenzraster angeordnet sein, wie dies in Fig. 14 gezeigt ist. Resources additionally added to the channel access pattern in the above sense can, for example, be arranged chronologically after the basic resources or also be arranged interlaced with them in the two-frequency grid, as shown in FIG.
Im Detail zeigt Fig. 14 in einem Diagramm eine durch ein Kanalzugriffsmuster 110 definierte frequenz- und zeitsprungbasierte Belegungen der Ressourcen 112 des Frequenzbands, wobei das Kanalzugriffsmuster 110 zusätzlich bei Bedarf aktivierbare Ressourcen 112* aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei beschreibt die Ordinate die Frequenzkanalindizes und die Abszisse die Zeitschlitzindizes. In detail, FIG. 14 shows in a diagram a frequency and time hop-based allocation of the resources 112 of the frequency band defined by a channel access pattern 110, the channel access pattern 110 additionally having resources 112 * that can be activated if required, according to an exemplary embodiment of the present invention. The ordinate describes the frequency channel indices and the abscissa the time slot indices.
Mit anderen Worten, Fig. 14 zeigt ein Beispiel für verschränkte Grund- und Zusatzressourcen. In other words, FIG. 14 shows an example of interlocking basic and additional resources.
A.6. Adaptive Frequenzbereichsbelegung In bestimmten unlizenzierten Frequenzbändern können Nutzer ohne regulatorische Einschränkungen ggf. selbst entscheiden, welche Frequenzbereiche sie innerhalb des Frequenzbands nutzen. Dies kann dazu führen, dass bestimmte Bereiche des zur Verfügung stehenden Frequenzbands stärker durch externe Nutzer belegt werden als andere und somit stärkeren Störungen ausgesetzt sind. A.6. Adaptive frequency range allocation In certain unlicensed frequency bands, users can decide for themselves, without regulatory restrictions, which frequency ranges they use within the frequency band. This can mean that certain areas of the available frequency band are more heavily occupied by external users than others and are therefore exposed to stronger interference.
Wenn eine Basisstation 104 eine solche mittel- oder langfristige asymmetrische Auslastung des Frequenzbands feststellt (z.B. durch frequenzkanalweise Signal-zu-Störleistungs- Schätzungen auf Basis empfangener Signale), kann der überdurchschnittlich stark belegte Bereich des Frequenzbands für die Nutzung durch das eigene Netzwerk gemieden werden, indem die zugehörigen Frequenzkanäle nicht in das Kanalzugriffsmuster mit aufgenommen werden. Dies ist im Frequenz-/Zeitpunkt-Zuordner (siehe Fig. 5 oder 6) zu berücksichtigen und wird allen Netzwerkteilnehmern in geeigneter Weise signalisiert. If a base station 104 detects such a medium- or long-term asymmetrical utilization of the frequency band (e.g. through frequency-channel signal-to-interference power estimates based on received signals), the above-average area of the frequency band can be avoided for use by the own network, by not including the associated frequency channels in the channel access pattern. This must be taken into account in the frequency / time allocator (see Fig. 5 or 6) and is signaled to all network participants in a suitable manner.
Die Gruppe der ausgeklammerten Frequenzkanäle kann z.B. durch einen entsprechenden Start- und Endfrequenzkanalindex oder durch einen Startfrequenzkanalindex und eine folgende Kanalanzahl beschrieben werden. The group of the excluded frequency channels can be described e.g. by a corresponding start and end frequency channel index or by a start frequency channel index and a subsequent number of channels.
Fig. 15 zeigt in einem Diagramm eine durch ein Kanalzugriffsmuster 110 definierte frequenz- und zeitsprungbasierte Belegungen der Ressourcen 112 des Frequenzbands, wobei ein regelmäßig stärker gestörter Frequenzbereich 115 des Frequenzbands nicht durch das Kanalzugriffsmuster 110 belegt wird, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei beschreibt die Ordinate die Frequenzkanalindizes und die Abszisse die Zeitschlitzindizes. 15 shows in a diagram a frequency- and time-hop-based allocation of the resources 112 of the frequency band defined by a channel access pattern 110, wherein a regularly more disturbed frequency range 115 of the frequency band is not occupied by the channel access pattern 110, according to an embodiment of the present invention. The ordinate describes the frequency channel indices and the abscissa the time slot indices.
Wie in Fig. 15 zu erkennen ist, wird bei der Erzeugung des Kanalzugriffsmusters 110 ein regelmäßig stärker gestörter (z.B. durch externe Netzwerke stark belegter) Frequenzbereich 115 berücksichtigt. Frequenzkanäle dieses Frequenzbereichs 115 werden somit nicht ins Kanalzugriffsmuster 110 aufgenommen. As can be seen in FIG. 15, when the channel access pattern 110 is generated, a frequency range 115 that is regularly more disturbed (e.g., heavily occupied by external networks) is taken into account. Frequency channels in this frequency range 115 are therefore not included in the channel access pattern 110.
Mit anderen Worten, Fig. 15 zeigt ein Beispiel für Ausklammerung stark gestörter Frequenzkanäle aus dem Kanalzugriffsmuster. In other words, FIG. 15 shows an example of excluding severely disturbed frequency channels from the channel access pattern.
Mit der Meldung von störanfälligen Frequenzbereichen für die Datenübertragung im eigenen Netzwerk erfolgt gleichzeitig ein gewisser Lastausgleich über das Frequenzband, indem andere Netzwerke in den bereits stark ausgelasteten Frequenzbereichen keine zusätzlichen Störungen erfahren. A.7. Bündelung von Ressourcenelementen im Frequenzbereich (Frequenzkanalbündelung) With the reporting of interference-prone frequency ranges for data transmission in one's own network, a certain load balancing takes place at the same time over the frequency band, in that other networks do not experience any additional interference in the already heavily used frequency ranges. A.7. Bundling of resource elements in the frequency domain (frequency channel bundling)
Je nach eingesetzter Hard- und Software ist es möglich, dass eine Basisstation 104 auf mehreren Frequenzkanälen gleichzeitig empfangen kann (Frequenzkanalbündelung). In diesem Fall ist es gerade bei höher ausgelasteten Systemen vorteilhaft, die Anzahl der innerhalb des Netzwerks angebotenen Ressourceelemente in der Frequenzdimension entsprechend zu erhöhen und mehrere Frequenzkanäle innerhalb eines Zeitschlitzes in das Kanalzugriffsmuster aufzunehmen, wie dies in Fig. 16 gezeigt ist. Depending on the hardware and software used, it is possible that a base station 104 can receive on several frequency channels at the same time (frequency channel bundling). In this case it is advantageous, especially in systems with a higher load, to increase the number of resource elements offered within the network accordingly in the frequency dimension and to include several frequency channels within a time slot in the channel access pattern, as shown in FIG.
Im Detail zeigt Fig. 16 in einem Diagramm eine durch ein Kanalzugriffsmuster 110 definierte frequenz- und zeitsprungbasierte Belegungen der Ressourcen 112 des Frequenzbands, wobei Ressourcen 112 im Frequenzbereich gebündelt werden, gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei beschreibt die Ordinate die Frequenzkanalindizes und die Abszisse die Zeitschlitzindizes. In detail, FIG. 16 shows in a diagram a frequency- and time-hop-based allocation of resources 112 of the frequency band defined by a channel access pattern 110, resources 112 being bundled in the frequency range, according to an exemplary embodiment. The ordinate describes the frequency channel indices and the abscissa the time slot indices.
Mit anderen Worten, Fig. 16 zeigt eine beispielhafte Darstellung des Kanalzugriffsmusters 110 bei Bündelung von je drei benachbarten Frequenzkanälen zu Ressourcen-Clustern. Dabei wird in Fig. 16 beispielhaft die Bündelung von jeweils drei Frequenzkanälen dargestellt. Jede Gruppe von Ressource-Elementen eines Zeitschlitzes kann dabei als „Ressource-Cluster“ bezeichnet werden. Das Kanalzugriffsmuster 110 kann hierbei ergänzt werden um die Information über die Anzahl der Frequenzkanäle, die ein Ressource-Cluster konstituieren. In other words, FIG. 16 shows an exemplary illustration of the channel access pattern 110 when three adjacent frequency channels are bundled to form resource clusters. The bundling of three frequency channels is shown in FIG. 16 by way of example. Each group of resource elements in a time slot can be referred to as a “resource cluster”. The channel access pattern 110 can be supplemented by the information about the number of frequency channels that constitute a resource cluster.
Als weiteres Ausführungsbeispiel sei erwähnt, dass die zu Ressource-Clustern gruppierten Frequenzkanäle nicht notwendigerweise unmittelbar benachbart sein müssen. As a further exemplary embodiment, it should be mentioned that the frequency channels grouped into resource clusters do not necessarily have to be immediately adjacent.
Im Folgenden wird aufgezeigt, wie ein oder mehrere Teilnehmer eines Kommunikationssystems 102 unter Verwendung eines relativen Kanalzugriffsmusters auf eine Auswahl der durch das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster 110 für das Kommunikationssystem 102 freigegebene Ressourcen zugreifen können. The following shows how one or more subscribers of a communication system 102 can access a selection of the resources released for the communication system 102 by the network-specific channel access pattern 110 using a relative channel access pattern.
B. Kanaizuqriff über relative Kanalzugriffsmuster Fig. 17 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Kommunikationssystems 102 mit einerB. Channel access via relative channel access patterns 17 shows a schematic block diagram of a communication system 102 with a
Basisstation 104 und zwei Endpunkten 106 _ 1 - 106_2 , gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Base station 104 and two end points 106_1-106_2, according to an embodiment of the present invention.
Das in Fig. 17 gezeigte Kommunikationssystem 102 weist beispielhaft eine Basisstation 104 und zwei Endpunkte 106_1-106_2 auf. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf solche Ausführungsbeispiele beschränkt, vielmehr kann das Kommunikationssystem 102 ein oder mehrere Endpunkte 106_1-106_n aufweisen, wobei n eine natürliche Zahl größer gleich eins ist. Beispielsweise kann das Kommunikationssystem 1, 10, 100, 1.000, 10.000 oder sogar 100.000 Endpunkte aufweisen. The communication system 102 shown in FIG. 17 has, for example, a base station 104 and two end points 106_1-106_2. However, the present invention is not restricted to such exemplary embodiments; rather, the communication system 102 can have one or more endpoints 106_1-106_n, where n is a natural number greater than or equal to one. For example, the communication system can have 1, 10, 100, 1,000, 10,000 or even 100,000 end points.
Wie dies oben bereits ausführlich erläutert wurde (vgl. z.B. Fig. 4) nutzen die Teilnehmer (= Basisstation 104 und Endpunkte 106_1 -106_2) des Kommunikationssystems zur gegenseitigen Kommunikation ein Frequenzband (z.B. ein lizenzfreies und/oder genehmigungsfreies Frequenzband, z.B. ISM Band), welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird. Das Kommunikationssystem 102 arbeitet dabei unkoordiniert in Bezug auf die anderen Kommunikationssysteme, die das gleiche Frequenzband nutzen. As has already been explained in detail above (see e.g. Fig. 4), the subscribers (= base station 104 and end points 106_1-106_2) of the communication system use a frequency band for mutual communication (e.g. a license-free and / or license-free frequency band, e.g. ISM band), which is used by a plurality of communication systems for communication. The communication system 102 works in an uncoordinated manner in relation to the other communication systems that use the same frequency band.
Wie dies ebenfalls oben detailliert dargelegt wurde, ist die Basistation 104 ausgebildet, um ein Signal 120 zu senden, wobei das Signal 120 eine Information über ein netzwerkspezifisches Kanalzugriffsmuster 110 aufweist, wobei das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster 110 eine für die Kommunikation des Kommunikationssystems 102 verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcen des Frequenzbands angibt, während die Endpunkte 106_1-106_2 ausgebildet sind, um das Signal 120 zu empfangen und um basierend auf der Information über das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster 110 zu ermitteln (siehe z.B. Fig. 5 und 6). As was also explained in detail above, the base station 104 is designed to send a signal 120, the signal 120 having information about a network-specific channel access pattern 110, the network-specific channel access pattern 110 having a frequency and frequency that can be used for the communication of the communication system 102 / or time-hopping-based allocation of resources of the frequency band, while the end points 106_1-106_2 are designed to receive the signal 120 and to determine the network-specific channel access pattern 110 based on the information about the network-specific channel access pattern (see, for example, FIGS. 5 and 6) .
Zur gegenseitigen Kommunikation, d.h. zur gegenseitigen Übertragung von Daten, können die Teilnehmer (z.B. Basisstation 104 und Endpunkt 106_1) des Kommunikationssystems 102 ein relatives Kanalzugriffsmuster verwenden, welches angibt, welche der durch das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster 110 für die Kommunikation des Kommunikationssystems 102 freigegebenen oder verwendbaren Ressourcen tatsächlich für die Übertragung der Daten zu verwenden sind. Im Detail kann die Basisstation 104 bei Ausführungsbeispielen ausgebildet sein, um Daten 160 (z.B. ein Signal mit den Daten 160) unter Verwendung von einem relativen Kanalzugriffsmuster zu übertragen (z.B. zu dem Endpunkt 106_1 zu senden und/oder von dem Endpunkt 106_1 zu empfangen), wobei das relative Kanalzugriffsmuster eine für die Übertragung zu verwendende Belegung von Ressourcen aus der verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters 110 angibt. For mutual communication, ie for mutual transmission of data, the subscribers (e.g. base station 104 and endpoint 106_1) of communication system 102 can use a relative channel access pattern which indicates which of the resources released or usable for communication in communication system 102 by network-specific channel access pattern 110 are actually to be used for the transmission of the data. In detail, in exemplary embodiments, the base station 104 can be designed to transmit data 160 (for example a signal with the data 160) using a relative channel access pattern (for example to send to the endpoint 106_1 and / or to receive it from the endpoint 106_1), wherein the relative channel access pattern indicates an allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency- and / or time-hop-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern 110.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Endpunkt 106_1 ausgebildet sein, um Daten 160 (z.B. ein Signal mit den Daten 160) unter Verwendung von dem relativen Kanalzugriffsmuster zu übertragen (z.B. von der Basisstation zu empfangen und/oder zu der Basisstation 104 zu senden), wobei das relative Kanalzugriffsmuster eine für die Übertragung zu verwendende Belegung von Ressourcen aus der verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters angibt. In embodiments, the endpoint 106_1 can be configured to transmit data 160 (eg a signal with the data 160) using the relative channel access pattern (eg to receive from the base station and / or to send to the base station 104), the relative Channel access pattern indicates an allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency- and / or time-hop-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen kann zur gegenseitigen Kommunikation zwischen anderen Teilnehmern (z.B. Basisstation 104 und Endpunkt 106_2) des Kommunikationssystems 102 ein anderes relatives Kanalzugriffsmuster verwendet werden, welches angibt, welche der durch das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster 110 für die Kommunikation des Kommunikationssystems 102 freigegebenen oder verwendbaren Ressourcen tatsächlich für die Übertragung der Daten zu verwenden sind, wobei das relative Kanalzugriffsmuster (z.B. von Endpunkt 106_1) und das andere relative Kanalzugriffsmuster (z.B. von Endpunkt 106_2) unterschiedlich sind. In embodiments, a different relative channel access pattern can be used for mutual communication between other participants (e.g. base station 104 and endpoint 106_2) of communication system 102, which indicates which of the resources released or usable by network-specific channel access pattern 110 for communication of communication system 102 is actually for the Transmission of the data are to be used, the relative channel access pattern (e.g. from endpoint 106_1) and the other relative channel access pattern (e.g. from endpoint 106_2) being different.
Beispielsweise kann die die Basisstation 104 bei Ausführungsbeispielen ferner ausgebildet sein, um Daten 162 (z.B. ein Signal mit den Daten 162) unter Verwendung von einem anderen relativen Kanalzugriffsmuster zu übertragen (z.B. zu dem anderen Endpunkt 106_2 zu senden und/oder von dem anderen Endpunkt 106_2 zu empfangen), wobei das andere relative Kanalzugriffsmuster eine für die Übertragung zu verwendende Belegung von Ressourcen aus der verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters angibt, wobei das relative Kanalzugriffsmuster und das andere relative Kanalzugriffsmuster unterschiedlich sind. For example, in exemplary embodiments, the base station 104 can also be designed to transmit data 162 (eg a signal with the data 162) using a different relative channel access pattern (eg to send to the other endpoint 106_2 and / or from the other endpoint 106_2 to receive), the other relative channel access pattern indicating an allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency- and / or time-hopping-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern, the relative channel access pattern and the other relative channel access pattern being different.
Der andere Endpunkt 106_2 kann ausgebildet sein, um Daten 162 (z.B. ein Signal mit den Daten 162) unter Verwendung von dem anderen relativen Kanalzugriffsmuster zu übertragen (z.B. von der Basisstation 104 zu empfangen und/oder zu der Basisstation 104 zu senden), wobei das andere relative Kanalzugriffsmuster eine für die Übertragung zu verwendende Belegung von Ressourcen aus der verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters angibt, wobei das relative Kanalzugriffsmuster und das andere relative Kanalzugriffsmuster unterschiedlich sind. The other endpoint 106_2 can be configured to transmit data 162 (e.g. a signal with the data 162) using the other relative channel access pattern (e.g. to receive from the base station 104 and / or to send to the base station 104), whereby the other relative channel access patterns one to be used for transmission Allocation of resources from the usable frequency- and / or time-hop-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern indicates, the relative channel access pattern and the other relative channel access pattern being different.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Anwendung und Erzeugung von relativen Kanalzugriffsmustern beschrieben. Die relativen Kanalzugriffsmuster können hierbei von den Teilnehmern (z.B. der Basisstation 104 und zumindest einem der Endpunkte 106_1 -106_2) ermittelt werden, beispielsweise durch den Controller 130, der in den Teilnehmern implementiert ist. In the following, exemplary embodiments of the application and generation of relative channel access patterns are described. The relative channel access patterns can be determined by the subscribers (e.g. the base station 104 and at least one of the end points 106_1-106_2), for example by the controller 130 implemented in the subscribers.
Die folgenden Ausführungsbeispiele nehmen dabei Bezug auf die in Abschnitt A beschriebenen Ausführungsbeispiele, welche bei Koexistenz mehrerer untereinander unkoordinierter Funknetzwerke (z.B. LPWAN, PAN) in wechselseitiger Empfangsreichweite der Zugriff auf ein gemeinsam genutztes Frequenzband so gestalten, dass die netzwerkübergreifenden, wechselseitigen Störungen der Teilnehmer bzw. deren nachteilige Auswirkungen auf die Übertragungssicherheit reduziert oder sogar minimiert werden. The following exemplary embodiments refer to the exemplary embodiments described in section A, which, if several radio networks (e.g. LPWAN, PAN) coexist in reciprocal reception range, structure access to a shared frequency band in such a way that the cross-network, mutual interference of the participants or the negative effects of which on the transmission security are reduced or even minimized.
Dabei wird in der folgenden Beschreibung von einer Kommunikationsanordnung von untereinander unkoordinierten Funknetzwerken zur Datenübertragung ausgegangen, die auf ein gemeinsam genutztes Frequenzband zugreifen. Bei manchen Ausführungsbeispielen wird vorausgesetzt, dass bei der Datenübertragung das sog. Telegram Splitting Multiple Access (TSMA) Verfahren zum Einsatz kommt, wie es z.B. in [1] beschrieben ist. Hierbei wird ein mittels Kanalkodierung geschütztes Datenpaket in mehrere Teil-Datenpakete aufgeteilt, welche in mehreren unterschiedlichen Zeit-und/oder Frequenzressourcen übertragen werden. The following description is based on a communication arrangement of mutually uncoordinated radio networks for data transmission that access a commonly used frequency band. In some exemplary embodiments, it is assumed that the so-called Telegram Splitting Multiple Access (TSMA) method is used for data transmission, as described in [1], for example. In this case, a data packet protected by means of channel coding is divided into several partial data packets, which are transmitted in several different time and / or frequency resources.
Ferner wird bei manchen Ausführungsbeispielen vorausgesetzt, dass es innerhalb jedes Netzwerks eine koordinierende Instanz gibt (im Folgenden „Basisstation“ genannt, im Rahmen des IEEE Standards [2] „PAN coordinator“ genannt), welche den nicht- koordinierenden Teilnehmern des Netzwerks (im Folgenden „Endgeräte“ oder „Endpunkte“ genannt) Information über das innerhalb des Netzwerks angewandte Kanalzugriffsmuster übermitteln kann. Die oben beschriebenen Kanalzugriffsmuster (siehe Abschnitt A) definieren einen Satz von Funkressourcen (Ressourceelementen), die für eine Übertragung innerhalb eines Netzwerks für einen bestimmten Zeitraum grundsätzlich zur Verfügung stehen. Sie definieren somit das (für den betrachteten Zeitraum gültige) von der Basisstation festgelegte Angebot an Ressourcen, auf welches die Endgeräte zugreifen können. Bei Kanalzugriffsverfahren wird grundsätzlich zwischen einem „konkurrenzfreien Zugriff (engl contention free access) und einem „konkurrenzbasierten Zugriff“ (engl contention based access) unterschieden. Im konkurrenzfreien Zugriff werden einem Endgerät von der koordinierenden Instanz (Basisstation) eindeutig spezifizierte Funkressourcen zur exklusiven Verwendung zugewiesen. Beim konkurrenzbasierten Zugriff - auf welchen sich Ausführungsbeispiele beziehen - steht dem Endgerät ein Angebot an Funkressourcen zur Verfügung, aus welchem sich das Endgerät bei Bedarf eigeninitiativ, d.h. ohne individuelle Ressourcenzuteilung, bedient. Kennzeichnend ist hierbei, dass auch andere Endgeräte auf dasselbe Angebot zurückgreifen können, sodass es zu Konflikten im Zugriff auf die gemeinsam genutzten Funkressourcen kommen kann. Ziel ist es, diese Konflikte möglichst zu reduzieren oder sogar vermeiden. In addition, it is assumed in some exemplary embodiments that there is a coordinating entity within each network (hereinafter referred to as “base station”, within the framework of the IEEE standard [2] called “PAN coordinator”), which the non-coordinating participants of the network (hereinafter "Terminals" or "Endpoints") can transmit information about the channel access pattern used within the network. The channel access patterns described above (see Section A) define a set of radio resources (resource elements) that are generally available for transmission within a network for a certain period of time. They thus define the supply of resources (valid for the period under consideration) determined by the base station, which the terminals can access. In the case of channel access methods, a fundamental distinction is made between “contention-free access” and “contention-based access”. In contention-free access, a terminal device is assigned uniquely specified radio resources for exclusive use by the coordinating entity (base station). In the case of competition-based access - to which exemplary embodiments relate - the terminal has a range of radio resources available from which the terminal can use its own initiative if necessary, ie without individual resource allocation. It is characteristic here that other end devices can also access the same offer, so that there can be conflicts in access to the shared radio resources. The aim is to reduce or even avoid these conflicts as much as possible.
Ausführungsbeispiele befassen sich somit mit Techniken, die die Verteilung der vorhandenen Ressourcen (welche von der Basisstation festgelegt worden) möglichst effektiv gestaltet, so dass die Störungen zwischen den Teilnehmern innerhalb des Netzwerks reduziert oder sogar minimiert werden. Embodiments thus deal with techniques that make the distribution of the available resources (which have been defined by the base station) as effective as possible, so that the interference between the subscribers within the network is reduced or even minimized.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf eine hierarchische Aufteilung des Kanalzugriffs bei Anwendung des TSMA-Verfahrens: Embodiments of the present invention relate to a hierarchical division of the channel access when using the TSMA method:
• Die Vorgabe eines Angebots an verfügbaren Funkressourcen durch die Basisstation in Form des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters (siehe Abschnitt A). Den Kanalzugriffsmustern kommt dabei die Aufgabe zu, den Zugriff mehrerer untereinander unkoordinierter Netzwerke auf ein gemeinsam genutztes Frequenzband so zu gestalten, dass die Teilnehmer unterschiedlicher Netzwerke sich möglichst wenig beeinträchtigen (Ziel: Trennung der Netzwerke untereinander). • The specification of an offer of available radio resources by the base station in the form of the network-specific channel access pattern (see Section A). The task of the channel access patterns is to design the access of several uncoordinated networks to a shared frequency band in such a way that the participants in different networks affect each other as little as possible (goal: separation of the networks from one another).
• Die Auswahl und Nutzung von Funkressourcen aus dem o. g. netzwerkspezifischen• The selection and use of radio resources from the above network-specific
Kanalzugriffsmuster („Angebot“) durch Endgeräte in Form eines relativen Kanalzugriffsmusters. Das relative Kanalzugriffsmuster steht hierarchisch unterhalb des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters und kann sich keiner Ressourcen bedienen, die außerhalb des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters liegen. Die Indizierung der Ressourcen kann daher vorteilhafterweise relativ zum netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmuster erfolgen.Channel access pattern ("offer") by end devices in the form of a relative channel access pattern. The relative channel access pattern is hierarchically below the network-specific channel access pattern and cannot use any resources that are outside the network-specific channel access pattern. The indexing of the resources can therefore advantageously take place relative to the network-specific channel access pattern.
Die verschiedenen relativen Kanaizugriffsmuster haben die Aufgabe, im Rahmen eines konkurrenzbasierten Zugriffs mehreren Teilnehmern innerhalb eines Netzwerks (ggf. im gleichen Zeitraum) Zugriff auf das gemeinsame Ressourcenangebot zu verschaffen, wobei sich die Teilnehmer innerhalb des Netzwerks dabei gegenseitig möglichst wenig beeinträchtigen sollen (Ziel: Trennung der Teilnehmer innerhalb eines Netzwerks). The different relative channel access patterns have the task of providing several participants within a network (possibly in the same period of time) with access to the common resource offer within the framework of competition-based access, whereby the participants within the network mutually support each other should have as little impact as possible (goal: separation of the participants within a network).
Ausführungsbeispielen sehen vor, dass es einen sowohl der Basisstation als auch den Endgeräten des Netzwerks bekannten Vorrat an relativen Kanalzugriffsmustern gibt, aus welchem das Endgerät z.B. für jede Übertragung eines nutzt. Die Auswahl eines relativen Kanalzugriffsmusters aus dem verfügbaren Vorrat kann nach unterschiedlichen Kriterien erfolgen und wird weiter unten detaillierter beschrieben. Embodiments provide that there is a stock of relative channel access patterns known both to the base station and to the terminals of the network, from which the terminal uses one for each transmission, for example. The selection of a relative channel access pattern from the available pool can take place according to various criteria and is described in more detail below.
B.1. Kanalzugriff über hierarchisch organisierte Kanalzugriffsmuster B.1. Channel access via hierarchically organized channel access patterns
Wie oben ausgeführt wurde, beziehen sich Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung auf die hierarchische Struktur des Kanalzugriffsmusters von Netzwerk-Teilnehmern aus zwei Komponenten: As stated above, exemplary embodiments of the present invention relate to the hierarchical structure of the channel access pattern of network participants consisting of two components:
• einem netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmuster, welches das Angebot an Funkressourcen im jeweiligen Netzwerk zum betreffenden Zeitpunkt festlegt (siehe Abschnitt A), sowie • a network-specific channel access pattern, which defines the availability of radio resources in the respective network at the relevant point in time (see Section A), and
• einem dazu relativen Kanalzugriffsmuster. Dieses legt fest, welche von den verfügbaren Ressourcen tatsächlich bei einer Datenübertragung belegt/genutzt werden. • a relative channel access pattern. This defines which of the available resources are actually occupied / used during a data transmission.
Das aktiv genutzte relative Kanalzugriffmuster eines Netzwerkteilnehmers besteht somit aus einer Untermenge des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters. The actively used relative channel access pattern of a network subscriber thus consists of a subset of the network-specific channel access pattern.
Die Anwendung der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele ist besonders vorteilhaft bei Datenübertragung nach dem TSMA-Verfahren, bei welchem ein Datenpaket auf eine Anzahl von Teil-Datenpaketen aufgeteilt übertragen wird. Die folgende Darstellung geht aus Gründen der Veranschaulichung und ohne Beschränkung der Allgemeingültigkeit davon aus, dass das Frequenzband in eine Anzahl von diskreten Frequenzkanälen aufgeteilt ist sowie auch eine zeitliche Diskretisierung der Zugriffe innerhalb eines Netzwerks in Form von Zeitschlitzen (engl (time)slots) erfolgt. The use of the exemplary embodiments described herein is particularly advantageous in the case of data transmission according to the TSMA method, in which a data packet is transmitted divided into a number of partial data packets. For the sake of illustration and without restricting the general validity, the following illustration assumes that the frequency band is divided into a number of discrete frequency channels and that the accesses within a network are also discretized over time in the form of time slots.
Fig. 18 zeigt in einem Diagramm eine durch ein netzwerkspezifisches Kanalzugriffsmuster 110 angegebene frequenz- und zeitsprungbasierte verwendbare Belegung von Ressourcen 112 des Frequenzbands, eine durch ein relatives Kanalzugriffsmuster 116 angegebene für die Übertragung zu verwendende Belegung von Ressourcen 118 aus der verwendbaren Belegung von Ressourcen 112 des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters 110, sowie Projektionen der Kanalzugriffsmuster 110, 116 auf Zeitachsen vor und nach Entfernung ungenutzter Ressourcen (z.B. Zeitschlitze), gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei beschreibt die Ordinate die Frequenzkanalindizes und die Abszisse die Zeitschlitzindizes. 18 shows in a diagram a frequency and time hopping-based usable allocation of resources 112 of the frequency band indicated by a network-specific channel access pattern 110, an allocation of resources 118 to be used for the transmission indicated by a relative channel access pattern 116 from the usable allocation of resources 112 of the network-specific channel access pattern 110, as well as Projections of the channel access patterns 110, 116 onto time axes before and after removal of unused resources (eg time slots), according to an exemplary embodiment. The ordinate describes the frequency channel indices and the abscissa the time slot indices.
Wie in Fig. 18 zu erkennen ist, definiert das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster 110 die Verteilung der Ressourcen 112 des Frequenzbands (z.B. jeweils definiert durch Zeitschlitz und Frequenzkanal, oder Zeitschlitzindex und Frequenzkanalindex), die von dem Kommunikationssystem 102 und damit von den Teilnehmern (Basistation 104 und Endpunkte 106_1-106_2) des Kommunikationssystems 102 für die gegenseitige Kommunikation verwendet werden können, während das relative Kanalzugriffsmuster 116 diejenigen Ressourcen 118 aus den verwendbaren Ressourcen 112 angibt, die von einer Teilmenge der Teilnehmer (z.B. einer begrenzten Gruppen von Teilnehmern, z.B. von zwei Teilnehmern, wie z.B. Basisstation 104 und Endpunkt 106_1) des Kommunikationssystems 102 für die gegenseitige Kommunikation tatsächlich verwendet werden. As can be seen in FIG. 18, the network-specific channel access pattern 110 defines the distribution of the resources 112 of the frequency band (e.g. each defined by time slot and frequency channel, or time slot index and frequency channel index), which are used by communication system 102 and thus by the subscribers (base station 104 and Endpoints 106_1-106_2) of the communication system 102 can be used for mutual communication, while the relative channel access pattern 116 indicates those resources 118 from the usable resources 112 that are used by a subset of participants (e.g. a limited group of participants, e.g. two participants, such as base station 104 and endpoint 106_1) of communication system 102 can actually be used for mutual communication.
Mit anderen Worten, Fig. 18 zeigt eine schematische beispielhafte Darstellung des netzwerkspezifischen und relativen Kanalzugriffsmusters (hierarchische Struktur des Kanalzugriffs). Dabei zeigt Fig. 18 im oberen Teil beispielhaft die Aufteilung der Funkressourcen in einem diskreten Zeit-/Frequenzraster in eine Vielzahl von Ressourcenelementen. Ein Ressourcenelement ist dabei durch einen Frequenzkanalindex sowie einen Zeitschlitzindex beschrieben. Im oberen Teil der Fig. 18 ist ein netzwerkspezifisches Kanalzugriffsmuster 110 dargestellt, welches durch Ressourcenelemente 112 hervorgehoben ist, die durch Pfeile symbolisch miteinander verbunden sind. Dieses netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster 110 stellt das Angebot an Ressourcenelementen 122 dar, welches von einem Netzwerk (oder Kommunikationssystem) 102 zur Verfügung gestellt wird. Eine Signalaussendung ist in diesem Beispiel in einem Zeitschlitz jeweils nur auf einem Frequenzkanal möglich. In other words, FIG. 18 shows a schematic exemplary illustration of the network-specific and relative channel access pattern (hierarchical structure of the channel access). In the upper part, FIG. 18 shows, by way of example, the division of the radio resources in a discrete time / frequency grid into a large number of resource elements. A resource element is described by a frequency channel index and a time slot index. In the upper part of FIG. 18, a network-specific channel access pattern 110 is shown, which is highlighted by resource elements 112 which are symbolically connected to one another by arrows. This network-specific channel access pattern 110 represents the range of resource elements 122 which are made available by a network (or communication system) 102. In this example, signals can only be transmitted on one frequency channel in a time slot.
Wird die zweidimensionale Darstellung auf die Zeitachse projiziert und werden alle im netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmuster 110 nicht belegte Zeitschlitze entfernt, so resultieren gemäß der obigen Darstellung die „verfügbaren Ressourcen“ 112. Die Zeitindizierung kann hier vorteilhafterweise durch einen relativen Zeitschlitzindex erfolgen, welcher relativ zum netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmuster ist. If the two-dimensional representation is projected onto the time axis and all time slots that are not occupied in the network-specific channel access pattern 110 are removed, then the "available resources" 112 result according to the above representation .
Im untersten Teil der Fig. 18 ist beispielhaft ein relatives Kanalzugriffsmuster 116 dargestellt, welches eine Teilmenge aus den verfügbaren Ressourcen (ggf. auch alle) festlegt. Das im gewählten Beispiel effektiv resultierende Kanalzugriffsmuster (d.h. die hierarchische Kombination aus netzwerkspezifischem und relativem Kanalzugriffsmuster) ist in allen Bereichen der Fig. 18 durch Ressourcenelemente 118 gekennzeichnet. Dabei lässt sich das relative Kanalzugriffsmuster mit seinem relativen Zeitschlitzindex mittels der in Abschnitt A definierten mittleren Aktivitätsrate A auf das ursprüngliche diskrete Zeitraster zurückrechnen. Diese mittlere Aktivitätsrate sei definiert als mittleres Verhältnis von für den Kanalzugriff genutzten Zeitschlitzen zu insgesamt maximal verfügbaren Zeitschlitzen. Bei Nutzung jedes Zeitschlitzes beträgt die Aktivitätsrate A somit 1 (100%). Wird hingegen, wie in Fig. 18 im oberen Teil gezeigt, im Mittel nur jeder zweite Zeitschlitz ins Kanalzugriffsmuster aufgenommen (also 10 von 20), so beträgt die mittlere Aktivitätsrate A=1/2. In the bottom part of FIG. 18, a relative channel access pattern 116 is shown by way of example, which defines a subset of the available resources (possibly also all of them). The channel access pattern effectively resulting in the selected example (ie the hierarchical Combination of network-specific and relative channel access pattern) is identified in all areas of FIG. 18 by resource elements 118. The relative channel access pattern with its relative time slot index can be calculated back to the original discrete time grid using the mean activity rate A defined in section A. This mean activity rate is defined as the mean ratio of time slots used for channel access to the maximum total available time slots. When each time slot is used, the activity rate A is therefore 1 (100%). If, on the other hand, as shown in the upper part of FIG. 18, on average only every second time slot is included in the channel access pattern (that is, 10 out of 20), then the average activity rate is A = 1/2.
B.2. Bündelung von Ressourcenelementen im Frequenzbereich (Frequenzkanalbündelung) B.2. Bundling of resource elements in the frequency domain (frequency channel bundling)
Je nach eingesetzter Hard- und Software ist es möglich, dass eine Basisstation 102 auf mehreren Frequenzkanälen gleichzeitig empfangen kann (Frequenzkanalbündelung). In diesem Fall ist es gerade bei höher ausgelasteten Systemen vorteilhaft, die Anzahl der innerhalb des Netzwerks angebotenen Ressourcenelemente in der Frequenzdimension entsprechend zu erhöhen und mehrere Frequenzkanäle innerhalb eines Zeitschlitzes in das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster 110 aufzunehmen. Dies ist in Fig. 19 dargestellt. Depending on the hardware and software used, it is possible that a base station 102 can receive on several frequency channels at the same time (frequency channel bundling). In this case, it is advantageous, especially in systems with a higher load, to increase the number of resource elements offered within the network accordingly in the frequency dimension and to include several frequency channels within a time slot in the network-specific channel access pattern 110. This is shown in FIG. 19.
Im Detail zeigt Fig. 19 in einem Diagramm eine durch ein netzwerkspezifisches Kanalzugriffsmuster 110 angegebene frequenz- und zeitsprungbasierte verwendbare Belegung von im Frequenzbereich gebündelten Ressourcen 112 des Frequenzbands, eine durch ein relatives Kanalzugriffsmuster 116 angegebene für die Übertragung zu verwendende Belegung von Ressourcen 118 aus der verwendbaren Belegung von Ressourcen 112 des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters 110, sowie Projektionen der Kanalzugriffsmuster 110, 116 auf Zeitachsen vor und nach Entfernung ungenutzter Ressourcen (z.B. Zeitschlitze). Dabei beschreibt die Ordinate die Frequenzkanalindizes und die Abszisse die Zeitschlitzindizes. 19 shows in a diagram a frequency- and time-hop-based usable allocation of resources 112 of the frequency band bundled in the frequency range, indicated by a relative channel access pattern 116, indicated by a relative channel access pattern 116 from the usable resources 118 to be used for transmission Allocation of resources 112 of the network-specific channel access pattern 110, as well as projections of the channel access patterns 110, 116 on time axes before and after removal of unused resources (eg time slots). The ordinate describes the frequency channel indices and the abscissa the time slot indices.
Wie in Fig. 19 zu erkennen ist, gibt das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster 110 in Frequenzrichtung (z.B. pro Zeitschlitz oder Zeitschlitzindex) eine Bündelung von Ressourcen 112, d.h. eine Mehrzahl von benachbarten Ressourcen 112 (z.B. Frequenzkanälen oder Frequenzkanalindizes) des Frequenzbands an, wobei das relative Kanaizugriffmuster 116 in Frequenzrichtung höchstens eine Teilmenge (z.B. höchstens eine Ressource, d.h. eine oder keine Ressource) der Mehrzahl von benachbarten Ressourcen 112 des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters 110 angibt. Mit anderen Worten, Fig. 19 zeigt eine schematische beispielhafte Darstellung des netzwerkspezifischen Kanalzugriffmusters 110 und des relativen Kanalzugriffsmusters 116 bei lückenloser Frequenzkanalbündelung. As can be seen in FIG. 19, the network-specific channel access pattern 110 indicates a bundling of resources 112 in the frequency direction (e.g. per time slot or time slot index), i.e. a plurality of adjacent resources 112 (e.g. frequency channels or frequency channel indices) of the frequency band, the relative channel access pattern 116 indicates at most a subset (for example at most one resource, ie one or no resource) of the plurality of neighboring resources 112 of the network-specific channel access pattern 110 in the frequency direction. In other words, FIG. 19 shows a schematic exemplary illustration of the network-specific channel access pattern 110 and the relative channel access pattern 116 with seamless frequency channel bundling.
Dabei zeigt Fig. 19 exemplarisch eine Bündelung von drei jeweils zusammenhängenden Frequenzkanälen pro belegtem Zeitschlitz. Entsprechend steht beim relativen Kanalzugriffsmuster 116 neben der zeitlichen Dimension auch die Belegung der (im Beispiel: drei) Frequenzkanäle als Freiheitsgrad zur Verfügung. 19 shows, by way of example, a bundling of three respectively connected frequency channels per occupied time slot. Correspondingly, with the relative channel access pattern 116, in addition to the time dimension, the occupancy of the (in the example: three) frequency channels is also available as a degree of freedom.
In entsprechender, wie oben beschriebener Weise kann auch verfahren werden, wenn die innerhalb eines Zeitschlitzes verfügbaren, mehreren Frequenzkanälen nicht als (lückenlos) zusammenhängender Bereich vorliegen, sondern in anderer Weise über die verfügbaren Frequenzkanäle verteilt sind, wie dies in Fig. 20 gezeigt ist. The same procedure as described above can also be used if the multiple frequency channels available within a time slot are not present as a (seamlessly) contiguous area, but are distributed in a different manner over the available frequency channels, as shown in FIG.
Fig. 20 zeigt in einem Diagramm eine durch ein netzwerkspezifisches Kanalzugriffsmuster 110 angegebene frequenz- und zeitsprungbasierte verwendbare Belegung von im Frequenzbereich voneinander beabstandeten Ressourcen 112 des Frequenzbands, eine durch ein relatives Kanalzugriffsmuster 116 angegebene für die Übertragung zu verwendende Belegung von Ressourcen 118 aus der verwendbaren Belegung von Ressourcen 112 des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters 110, eine durch ein anderes relatives Kanalzugriffsmuster 117 angegebene für die Übertragung zu verwendende Belegung von Ressourcen 119 aus der verwendbaren Belegung von Ressourcen 112 des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters 110, sowie Projektionen der Kanalzugriffsmuster 110, 116, 117 auf Zeitachsen vor und nach Entfernung ungenutzter Zeitschlitze bzw. Frequenzkanäle, gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei beschreibt die Ordinate die Frequenzkanalindizes und die Abszisse die Zeitschlitzindizes. 20 shows in a diagram a frequency- and time-hop-based usable allocation of resources 112 of the frequency band that are spaced apart in the frequency range, indicated by a network-specific channel access pattern 110, and an allocation of resources 118 from the usable allocation indicated by a relative channel access pattern 116 to be used for the transmission of resources 112 of the network-specific channel access pattern 110, an allocation of resources 119 to be used for the transmission specified by another relative channel access pattern 117 from the usable allocation of resources 112 of the network-specific channel access pattern 110, as well as projections of the channel access patterns 110, 116, 117 on time axes before and after removing unused time slots or frequency channels, according to an embodiment. The ordinate describes the frequency channel indices and the abscissa the time slot indices.
Wie in Fig. 20 zu erkennen ist, gibt das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster 110 in Frequenzrichtung (z.B. pro Zeitschlitz oder Zeitschlitzindex) eine Bündelung von Ressourcen 112, d.h. eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Ressourcen 112 (z.B. Frequenzkanälen oder Frequenzkanalindizes) des Frequenzbands an, wobei das relative Kanalzugriffmuster 116 in Frequenzrichtung höchstens eine Teilmenge (z.B. höchstens eine Ressource, d.h. eine oder keine Ressource) der Mehrzahl von voneinander beabstandeten Ressourcen 112 des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters 110 angibt, und wobei das andere relative Kanalzugriffmuster 117 in Frequenzrichtung höchstens eine Teilmenge (z.B. höchstens eine Ressource, d.h. eine oder keine Ressource) der Mehrzahl von voneinander beabstandeten Ressourcen 112 des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters 110 angibt, wobei das relative Kanalzugriffsmuster 116 und das andere relative Kanalzugriffsmuster 117 unterschiedlich sind. As can be seen in FIG. 20, the network-specific channel access pattern 110 indicates a bundling of resources 112 in the frequency direction (e.g. per time slot or time slot index), that is, a plurality of resources 112 spaced apart from one another (e.g. frequency channels or frequency channel indices) of the frequency band, the relative Channel access pattern 116 in the frequency direction specifies at most a subset (for example at most one resource, ie one or no resource) of the plurality of spaced apart resources 112 of the network-specific channel access pattern 110, and the other relative channel access pattern 117 in the frequency direction at most indicating a subset (for example at most one resource, ie one or no resource) of the plurality of one another indicates spaced resources 112 of the network-specific channel access pattern 110, wherein the relative channel access pattern 116 and the other relative channel access pattern 117 are different.
Mit anderen Worten, Fig. 20 zeigt eine schematische beispielhafte Darstellung des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters 110 und des relativen Kanalzugriffsmusters 116 bei lückenbehafteter Frequenzkanalbündelung. In other words, FIG. 20 shows a schematic exemplary illustration of the network-specific channel access pattern 110 and the relative channel access pattern 116 in the case of frequency channel bundling with gaps.
Vorteilhaft bei dieser Frequenzkanalbündelung ist, dass wie anhand des in Fig. 20 zusätzlich gezeigten relativen Kanalzugriffsmusters 117 eines zweiten Teilnehmers (z.B. Benutzers) deutlich weniger Nachbarkanalstörung (die Kanaltrennung zweier direkt benachbarter Kanäle ist aufgrund der begrenzten Filterwirkung immer problematisch, insbesondere dann wenn der eine Kanal mit einer deutlich stärkeren Empfangsleistung wie der benachbarte Kanal empfangen wird) wie in Fig. 19 auftritt. The advantage of this frequency channel bundling is that, as with the relative channel access pattern 117 of a second participant (e.g. user) additionally shown in FIG. 20, significantly less adjacent channel interference (the channel separation of two directly adjacent channels is always problematic due to the limited filter effect, especially when one channel with a significantly stronger reception power than the adjacent channel is received) as in FIG. 19 occurs.
Der Vorteil der in den Fig. 19 und 20 beschriebenen Bündelung besteht darin, mehr Endgeräten innerhalb des Netzwerks und innerhalb eines gegebenen Zeitraums Zugriff auf die Funkressourcen zu gewähren (höhere Last). Alternativ kann bei gegebener Last durch Kanalbündelung die Wahrscheinlichkeit für Kanalzugriffskollisionen verringert werden, da ein gegebenes Zugriffsaufkommen auf mehr potentielle Ressourcenelemente verteilt wird (reduzierte wechselseitige Störungen der Teilnehmer innerhalb des Netzwerks). Vorteil der Frequenzkanalbündelung gegenüber einer Benutzung von mehr Zeitschlitzen besteht auch in mehr Energieeffizienz, da der Empfänger bei gleichem Angebot an Ressourcenelementen den Empfänger für weniger Zeitschlitze einschaltet. The advantage of the bundling described in FIGS. 19 and 20 is that more terminals within the network and within a given period of time can access the radio resources (higher load). Alternatively, with a given load, the probability of channel access collisions can be reduced by channel bundling, since a given access volume is distributed to more potential resource elements (reduced mutual interference between the participants within the network). The advantage of frequency channel bundling compared to using more time slots is also greater energy efficiency, since the receiver switches on the receiver for fewer time slots with the same supply of resource elements.
Wenn ein Endgerät die Fähigkeit hat, auf mehreren Frequenzkanälen gleichzeitig zu senden, so kann dies im relativen Kanalzugriffsmuster vorgesehen werden. Dies ist in der folgenden Abbildung veranschaulicht, die sich nur auf das relative Kanalzugriffsmuster beschränkt (entsprechend dem unteren Teilen von Fig. 19 und 20). If a terminal has the ability to transmit on several frequency channels simultaneously, this can be provided for in the relative channel access pattern. This is illustrated in the following figure, which is limited only to the relative channel access pattern (corresponding to the lower parts of FIGS. 19 and 20).
Fig. 21 zeigt in einem Diagramm eine Projektion eines netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters 110 und eines relativen Kanalzugriffsmusters 116 auf die Zeitachse nach dem Entfernen ungenutzter Frequenzkanäle und Zeitschlitze, wobei das relative Kanalzugriffsmuster 116 in Frequenzrichtung für zumindest einen Teil der Zeitsprünge mehrere der in Frequenzrichtung verfügbare Ressourcen 112 belegt. Dabei beschreibt die Ordinate die relativen Frequenzkanalindizes, und die Abszisse die relativen Zeitschlitzindizes. Mit anderen Worten, Fig. 21 zeigt in einem Diagramm ein relatives Kanalzugriffsmuster 116 bei Frequenzkanalbündelung mit gleichzeitiger Übertragung (z.B. Aussendung) auf mehreren Frequenzkanälen. 21 shows in a diagram a projection of a network-specific channel access pattern 110 and a relative channel access pattern 116 on the time axis after the removal of unused frequency channels and time slots, the relative channel access pattern 116 in the frequency direction occupying several of the resources 112 available in the frequency direction for at least some of the time jumps . The ordinate describes the relative frequency channel indices and the abscissa the relative time slot indices. In other words, FIG. 21 shows a diagram of a relative channel access pattern 116 in the case of frequency channel bundling with simultaneous transmission (eg transmission) on a plurality of frequency channels.
B.3. Belegung der Ressourcen mit Kanalzugriffen in unterschiedlichen Symbolraten B.3. Allocation of resources with channel access at different symbol rates
In den obigen Ausführungen wurde beispielhaft davon ausgegangen, dass das Signal auf jedem Frequenzkanal mit einer identischen Symbolrate erzeugt wird. Sollte jedoch, wie oben beschrieben, ein Bereich aus mehreren, unmittelbar benachbarten Frequenzkanälen verfügbar sein, so kann dieser im Folgenden als „Ressource-Cluster“ bezeichnete Bereich in mehrere Teil-Ressourcen aufgeteilt werden. Diesen Teil-Ressourcen können unterschiedliche Symbolraten und/oder eine unterschiedliche Anzahl von Symbolen zugeordnet werden, wie dies in Fig. 22 veranschaulicht ist. In the above explanations, it was assumed by way of example that the signal is generated on each frequency channel with an identical symbol rate. However, if, as described above, an area consisting of several directly adjacent frequency channels is available, this area, referred to below as a “resource cluster”, can be divided into several sub-resources. Different symbol rates and / or a different number of symbols can be assigned to these partial resources, as is illustrated in FIG. 22.
Fig. 22 zeigt in einem Diagramm eine durch ein netzwerkspezifisches Kanalzugriffsmuster 110 angegebene frequenz- und zeitsprungbasierte verwendbare Belegung von im Frequenzbereich zu Blöcken (oder Clustern) 113 gebündelten Ressourcen 112 des22 shows, in a diagram, a frequency- and time-hopping-based, usable occupancy of resources 112 bundled into blocks (or clusters) 113 in the frequency domain, indicated by a network-specific channel access pattern 110
Frequenzbands, wobei unterschiedlichen Teilen 111 _ 1 -111_4 des Blocks 113 von zusammenhängenden Ressourcen 112 unterschiedliche Symbolraten und/oder unterschiedliche Anzahlen von Symbolen zugeordnet sind, gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei beschreibt die Ordinate die Frequenzkanalindizes und die Abszisse die Zeitschlitzindizes. Frequency band, with different parts 111_ 1 -111_4 of the block 113 of contiguous resources 112 being assigned different symbol rates and / or different numbers of symbols, according to an exemplary embodiment. The ordinate describes the frequency channel indices and the abscissa the time slot indices.
Mit anderen Worten, Fig. 22 zeigt eine Bildung von Ressource-Clustern 113 mit Teil- Ressourcen 111_1-111_4 von unterschiedlicher Symbolrate und Symbolanzahl pro Zeitschlitz (Beispiel). In other words, FIG. 22 shows the formation of resource clusters 113 with partial resources 111_1-111_4 of different symbol rates and numbers of symbols per time slot (example).
Dabei zeigt Fig. 22 exemplarisch einen Ausschnitt aus einem Kanalzugriffsmuster mit einer Abfolge von Ressource-Clustern 113, die durch Bündelung von je fünf Frequenzkanälen konstituiert werden. Jedes Ressource-Cluster 113 ist dabei im Beispiel in vier unabhängige Teil-Ressourcen „A“ (111_1), „B“ (111_2), „C“ (111_3), „D“ (111_4) aufgeteilt, in welchen unterschiedliche Vielfache der Symbolrate fs und der Anzahl der Symbole Ns zur Anwendung kommen. Bei einer doppelten Symbolrate und gegebener Anzahl von Symbolen können z.B. aufgrund der verkürzten Symboldauer in einem Zeitschlitz zwei aufeinanderfolgende Zugriffe durch zwei unterschiedliche Teilnehmer erfolgen. Dies ist in Fig. 22 für die zeitlich aufeinanderfolgenden Teil-Ressourcen „B“ (111_2) und “C“ (111_3) der Fall. Der Vorteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass innerhalb des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters 110 Ressourcen je nach Bedarf mit unterschiedlichen Symbolraten und damit Übertragungsbandbreiten belegt werden können. 22 shows an example of a detail from a channel access pattern with a sequence of resource clusters 113 which are constituted by bundling five frequency channels each. In the example, each resource cluster 113 is divided into four independent sub-resources “A” (111_1), “B” (111_2), “C” (111_3), “D” (111_4), in which different multiples of the symbol rate f s and the number of symbols N s are used. With a double symbol rate and a given number of symbols, two successive accesses by two different participants can take place, for example, due to the shortened symbol duration in a time slot. This is the case in FIG. 22 for the temporally successive partial resources “B” (111_2) and “C” (111_3). The advantage of this procedure is that, within the network-specific channel access pattern 110, resources can be allocated with different symbol rates and thus transmission bandwidths as required.
Es ist für den Fachmann leicht ersichtlich, dass die Aufteilung von durch Frequenzkanalbündelung gebildeten Ressource-Clustern 113 in einzelne Teil-Ressourcen in vielfältiger Weise vorgenommen werden kann. Die dabei eingesetzten Symbolraten müssen dabei nicht notwendigerweise (wie im gewählten Beispiel) ganzzahlige Vielfache einer Grundsymbolrate sein. Entsprechendes gilt für die Anzahl der Symbole in den Teil- Ressourcen. It is readily apparent to a person skilled in the art that the division of resource clusters 113 formed by frequency channel bundling into individual sub-resources can be carried out in a variety of ways. The symbol rates used here do not necessarily have to be integer multiples of a basic symbol rate (as in the example chosen). The same applies to the number of symbols in the sub-resources.
B.4 Kriterien zur Erzeugung relativer Kanalzugriffsmuster B.4 Criteria for generating relative channel access patterns
Aus unterschiedlichen Übertragungsszenarien können unterschiedliche Anforderungen an das relative Kanalzugriffsmuster 116 resultieren. Different requirements for the relative channel access pattern 116 can result from different transmission scenarios.
Datenpakete, die den Empfänger möglichst schnell erreichen sollen (kurze Latenzzeit), benötigen bei der Übertragung möglichst dicht aufeinanderfolgende Kanalzugriffe, d.h. eine vergleichsweise hohe Aktivitätsrate A im netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmuster, wie in Abschnitt A beschrieben. Bei Datenpaketen, bei denen hingegen die Übertragungssicherheit (z.B. hohe Robustheit gegen externe Störer) im Vordergrund steht, kann eine Verteilung der Aussendung über einen längeren Zeitraum vorteilhaft sein, mithin also eine vergleichsweise niedrige Aktivitätsrate A im netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmuster günstig sein. Dasselbe gilt für Geräte, bei denen eine zeitlich entzerrte Energieentnahme aus der Batterie (zeitlich gestreckte Sendeaktivität) gewünscht wird. Data packets that are to reach the recipient as quickly as possible (short latency) require channel accesses as closely as possible to one another during transmission, i.e. a comparatively high activity rate A in the network-specific channel access pattern, as described in Section A. In the case of data packets for which transmission security (e.g. high robustness against external interferers) is in the foreground, a distribution of the transmission over a longer period of time can be advantageous, i.e. a comparatively low activity rate A in the network-specific channel access pattern can be favorable. The same applies to devices in which a temporally equalized energy extraction from the battery (temporally stretched transmission activity) is desired.
Es ist daher vorteilhaft, den Satz von verfügbaren relativen Kanalzugriffsmustern so zu gestalten, dass für unterschiedliche Szenarien bedarfsgerechte Kanalzugriffsmuster mit gewünschten Eigenschaften zur Verfügung stehen. It is therefore advantageous to design the set of available relative channel access patterns in such a way that needs-based channel access patterns with desired properties are available for different scenarios.
Die entscheidenden Designparameter für einen Satz von K relativen Kanalzugriffsmustern sind The key design parameters for a set of K relative channel access patterns are
• in Frequenzrichtung die Anzahl der F vorgegebenen Frequenzkanäle innerhalb eines Zeitschlitzes, • in frequency direction the number of F specified frequency channels within a time slot,
« in Zeitrichtung die Anzahl der Z verfügbaren Zeitschlitze mit vorgegebener Zeitdauer TRE, wobei pro Zeitindexelement nur ein Ressourcenelement in Z eingeht, • die aus Abschnitt A vorgegebene mittlere Aktivitätsrate A, mit deren Hilfe sich aus der relativen Zeitschlitzlänge eine absolute Zeitschlitzlänge Z/A ergibt. Daraus kann dann bei vorgegebener Zeitdauer TRE eines Ressourcenelements die Gesamtframedauer T Frame = TRE · (Z / A) in Sekunden angeben werden, «In the time direction, the number of Z available time slots with a specified duration TRE, with only one resource element entering Z per time index element, • the mean activity rate A specified in section A, with the aid of which an absolute time slot length Z / A results from the relative time slot length. From this, for a given duration TRE of a resource element, the total frame duration T Frame = T RE (Z / A) can be specified in seconds,
• die Anzahl der D Teil-Datenpakete, in die ein Datenpaket zerlegt wird, sowie der beim Datenpaket verwendete Fehlerkorrekturcode, was beispielsweise ein Block- oder Faltungscode mit vorgegebener Coderate R sein kann. Üblicherweise ist die Anzahl der Teil-Datenpakete deutlich kleiner als die Anzahl der in Zeitrichtung zur Verfügung stehenden Ressourcenelemente, also D « Z. The number of D partial data packets into which a data packet is broken down, and the error correction code used in the data packet, which can be a block or convolutional code with a predetermined code rate R, for example. Usually the number of partial data packets is significantly smaller than the number of resource elements available in the time direction, that is D «Z.
Fig. 23 zeigt in einem Diagramm eine Projektion eines netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters 110 und eines relativen Kanalzugriffsmusters 116 mit D Ressourcen 112 auf die Zeitachse nach dem Entfernen ungenutzter Ressourcen (Frequenzkanäle und Zeitschlitze), gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei beschreibt die Ordinate die relativen Frequenzkanalindizes, und die Abszisse die relativen Zeitschlitzindizes. 23 shows in a diagram a projection of a network-specific channel access pattern 110 and a relative channel access pattern 116 with D resources 112 on the time axis after the removal of unused resources (frequency channels and time slots), according to an exemplary embodiment. The ordinate describes the relative frequency channel indices and the abscissa the relative time slot indices.
Fig. 23 zeigt dabei eine Darstellung eines Ressourcen-Frames mit F x Z Ressourcen und einer absoluten Gesamtlänge von TRE · (Z/A) Sekunden. 23 shows a representation of a resource frame with F x Z resources and an absolute total length of TRE * (Z / A) seconds.
In einem ersten Designschritt gilt es ausgehend von der Gesamtframedauer Tprame und der netzwerkspezifischen Aktivitätsrate A aus Abschnitt A sowie der Zeitdauer TRE für ein Ressourcenelement die Anzahl der verfügbaren Ressourcenelemente zu bestimmen. In a first design step, based on the total frame duration Tp rame and the network-specific activity rate A from section A and the duration TRE for a resource element, the number of available resource elements is to be determined.
Bei der Festlegung der Gesamtframedauer TFrame = TRE · (Z / A) kommt es auf den Anwendungsfall an. Bei einer Anwendung mit der Anforderung einer kurzen Latenzzeit wie beispielsweise einem drahtlosen Lichtschalter, einer Türklingel oder einem Türöffner, sollte TFrame nicht größer als 500 ms sein. Bei latenzunkritischen Anwendungen, bei denen mehr die Robustheit gegen externe Störer im Vordergrund steht, kann die Zeitdauer eines Ressourcen-Frames durchaus Werte von 5 bis 10 sec annehmen. When determining the total frame duration T Frame = T RE · (Z / A), the application is important. In an application that requires a short latency period, such as a wireless light switch, doorbell or door opener, T Fr a m e should not be greater than 500 ms. In the case of non-latency-critical applications, in which the robustness against external interferers is more important, the duration of a resource frame can easily assume values of 5 to 10 seconds.
Auch die netzwerkspezifische Aktivitätsrate A aus Abschnitt A wird vom Anwendungsfall beeinflusst. Bei latenzkritischen Anwendungen sollte die Aktivitätsrate relativ hoch sein, also zwischen A=0.33 und 1 liegen. Bei einem Wert von 0.33 wird im Mittel nur jeder dritte Zeitschlitz ins netzwerk-spezifische Kanaizugriffsmuster 110 aufgenommen, während die 2 anderen Zeitschlitze in diesem Netzwerk nicht genutzt werden. Bei latenzunkritischen Anwendungsfällen, insbesondere bei batteriebetriebenen Endgeräten, können die Werte für die Aktivitätsrate durchaus bis auf A=0.1 absinken. Schlussendlich gilt es noch die Zeitdauer TRE eines Teil-Datenpakets bzw. Ressourcenelements festzulegen. Bei einer Symbolrate fs von beispielsweise rund 2500 Sym/s und einer Anzahl von 30 bis 80 Symbolen pro Teil-Datenpaket ergeben sich Werte von 12 bis 32 ms für TRE. The network-specific activity rate A from section A is also influenced by the application. For latency-critical applications, the activity rate should be relatively high, i.e. between A = 0.33 and 1. With a value of 0.33, on average only every third time slot is included in the network-specific channel access pattern 110, while the 2 other time slots are not used in this network. In the case of non-latency-critical applications, in particular in the case of battery-operated end devices, the values for the activity rate can definitely drop to A = 0.1. Finally, the time TRE of a partial data packet or resource element still has to be determined. With a symbol rate fs of around 2500 sym / s, for example, and a number of 30 to 80 symbols per partial data packet, values of 12 to 32 ms result for TRE.
Aus den anwendungsspezifischen Vorgaben für 7>rame , TRE und A lässt sich die Anzahl Z der in Zeitrichtung zur Verfügung stehenden Ressourcen bestimmen. Zusammen mit den F vorgegebenen Frequenzkanälen ergeben sich dann die insgesamt zur Verfügung stehenden Ressourcen je Ressourcen-Frame. Wie in der in Fig. 24 gezeigten Tabelle dargestellt, können sich diese Werte je nach Anwendungsfall deutlich unterscheiden. The number Z of resources available in the time direction can be determined from the application-specific specifications for 7> rame, TRE and A. Together with the F predetermined frequency channels, the total available resources per resource frame then result. As shown in the table shown in FIG. 24, these values can differ significantly depending on the application.
Im Detail zeigt Fig. 24 in einer Tabelle eine Ressourcenberechnung für verschiedene exemplarische Anwendungsfälle. In detail, FIG. 24 shows, in a table, a resource calculation for various exemplary applications.
Wurden anhand des ersten Design-Schrittes die Anzahl der im Ressourcen-Frame zur Verfügung stehenden F x Z Ressourcenelemente ermittelt, so gilt es im zweiten Design- Schritt ausgehend von der Länge D eines jeden Kanalzugriffmusters sowie den zur Verfügung stehenden F x Z Ressourcenelementen, die Anzahl M der verschiedenen Kanalzugriffsmuster zu bestimmen. If the number of F x Z resource elements available in the resource frame was determined on the basis of the first design step, in the second design step, based on the length D of each channel access pattern and the available F x Z resource elements, the following applies Number M of the different channel access patterns to be determined.
In Abhängigkeit von den F x Z zur Verfügung stehenden Ressourcenelementen gibt es
Figure imgf000056_0001
verschiedene Kanalzugriffsmuster der Länge D, die sich in mindestens einem Ressourcenelement unterscheiden. In Gleichung (1) wurde unterstellt, dass ein Muster je Zeitschlitzindex nur ein Ressourcenelement aus allen F Frequenzkanälen nutzen darf, siehe Fig. 20. Für das erste Beispiel aus der in Fig. 24 gezeigten Tabelle und einem D=4 ergibt sich nach Gleichung (1) ein Mmax = 70 und für den letzten Fall ein Mma = 8x1046 bei einem unterstellten D = 24. Wäre eine gleichzeitige Aussendung mehrerer Teil-Datenpakete auf mehreren Frequenzkanälen erlaubt, so wie Fig. 21 gezeigt, dann würde Mmax nochmals massiv zunehmen. Vorteilhafterweise sollte die Anzahl D der Teilpakete möglichst groß gewählt werden, da dann die Robustheit gegenüber Störungen durch andere Teilnehmer, unabhängig davon, ob sie aus dem eigenen oder aus fremden Netzwerken stammen, am größten ist. Üblicherweise erfolgt bei IOT-basierter TSMA-Übertragung die Zerlegung eines Datenpakets in 10 bis 30 Teil-Datenpakete. Steht eine dieser Zahl von Teil-Datenpaketen entsprechende Übertragungszeit, wie beispielweise bei manchen latenzkritischen Anwendungen, nicht zur Verfügung, kann der Wert von D auch kleiner ausfallen.
Depending on the F x Z available resource elements there are
Figure imgf000056_0001
different channel access patterns of length D, which differ in at least one resource element. In equation (1) it was assumed that a pattern per time slot index may only use one resource element from all F frequency channels, see FIG. 20. For the first example from the table shown in FIG. 24 and a D = 4, equation ( 1) an M max = 70 and in the latter case an M ma = 8x10 46 with an assumed D = 24. If a simultaneous transmission of several partial data packets were allowed on several frequency channels, as shown in FIG. 21, then M max would be again increase massively. Advantageously, the number D of partial packets should be selected to be as large as possible, since the robustness against interference from other subscribers is then greatest, regardless of whether they come from your own network or from external networks. Usually In the case of IOT-based TSMA transmission, a data packet is broken down into 10 to 30 partial data packets. If a transmission time corresponding to this number of partial data packets is not available, for example in some latency-critical applications, the value of D can also be smaller.
Generell gilt, dass je größer die Anzahl M der zur Verfügung stehenden Kanalzugriffmuster gewählt wird, umso geringer die Wahrscheinlichkeit einer Vollkollision ausfällt. Von einer Vollkollision wird gesprochen, wenn zwei Endgeräte zufällig beide das gleiche Kanalzugriffmuster für ihre Übertragung wählen. Stehen beispielsweise M = 128 verschiedene Muster zur Verfügung, so liegt die Wahrscheinlichkeit einer Vollkollision bei 0.78125% (1/128), wenn davon ausgegangen wird, dass jedes Endgerät sein Kanalzugriffmuster zufällig aus den M zur Verfügung stehenden Mustern auswählt. Bei einem M = 1024 sinkt diese Kollisionswahrscheinlichkeit auf 0.0977%. Im Falle einer Vollkollision kann davon ausgegangen werden, dass je nach Empfangspegelverhältnis mindestens der Datenpaketinhalt des schwächer empfangenen Endgeräts nicht mehr fehlerfrei dekodiert werden kann, bei ähnlichen bzw. gleichen Empfangspegeln können sogar die Datenpakete beider Nutzer verlustig gehen. Der Vorteil des in [1] beschriebenen Telegrammaufteilungsverfahrens besteht darin, dass durch die verschiedenen Kanalzugriffmuster immer nur einige wenige Teil-Datenpakete kollidieren, welche sich durch den verwendeten Fehlerkorrekturcode jedoch wieder rekonstruieren lassen. In general, the larger the number M of available channel access patterns is selected, the lower the probability of a full collision. A full collision occurs when two terminals both accidentally choose the same channel access pattern for their transmission. If, for example, M = 128 different patterns are available, the probability of a full collision is 0.78125% (1/128) if it is assumed that each terminal device randomly selects its channel access pattern from the M available patterns. With an M = 1024 this collision probability drops to 0.0977%. In the event of a full collision, it can be assumed that, depending on the reception level ratio, at least the data packet content of the weaker received end device can no longer be decoded without errors; with similar or identical reception levels, the data packets of both users can even be lost. The advantage of the telegram division method described in [1] is that only a few partial data packets collide due to the various channel access patterns, which can, however, be reconstructed again using the error correction code used.
Fig. 25 zeigt in einem Diagramm Simulationsergebnisse der Paketfehlerrate für verschiedene Kanalzugriffmusterlängen M in Abhängigkeit von der Anzahl gleichzeitig aktiver Endgeräte bei 360 Ressourcenelementen. Dabei beschreibt die Ordinate die Paketfehlerrate PER und die Abszisse die Anzahl der N gleichzeitig im Ressourcen-Frame aktiven Endgeräte (z.B. Endpunkte). 25 shows, in a diagram, simulation results of the packet error rate for different channel access pattern lengths M as a function of the number of simultaneously active terminals with 360 resource elements. The ordinate describes the packet error rate PER and the abscissa the number of N terminals active at the same time in the resource frame (e.g. end points).
Im Detail zeigen die Simulationsergebnisse aus Fig. 25 den Verlauf der Paketfehlerrate PER für verschiedene Längen M von Kanalzugriffmustern über die Anzahl N der gleichzeitig im Ressourcen-Frame aktiven Endgeräte, wobei als Fehlerschutz ein Faltungscode mit Rate R=1/3 verwendet wurde. Weiterhin wurden ein F = 1 und Z = 360 vorausgesetzt und die Kanalzugriffmusterlänge belief sich auf D = 18. In detail, the simulation results from FIG. 25 show the course of the packet error rate PER for different lengths M of channel access patterns over the number N of terminals active at the same time in the resource frame, a convolutional code with rate R = 1/3 being used as error protection. Furthermore, F = 1 and Z = 360 were assumed and the channel access pattern length was D = 18.
Bei N = 2 Endgeräten können die verschiedenen Vollkollisions-Wahrscheinlichkeiten in Abhängigkeit von M erkannt werden. Je größer das vorgegebene M, desto niedriger liegen die Ausfallwahrscheinlichkeiten der PER-Kurven der verschiedenen Kanalzugriffmusterlängen. Bei einem M = 1024 werden 1024 verschiedene Kanalzugriffmuster zufällig aus den Mmax möglichen ausgewählt und die N Endgeräte (z.B. Endpunkte) wählen ihr verwendetes (relatives) Kanalzugriffmuster für die 500.000 Übertragungsversuche ebenfalls immer nach dem Zufallsprinzip aus. Bei M = ,inf‘ werden für jeden Übertragungsversuch immer neue Kanalzugriffmuster für jedes einzelne Endgerät (z.B. Endpunkt) heraus gewürfelt. Die Vollkollisions-Wahrscheinlichkeiten bei N = 2 ist in diesem Fall dann 0%, da nach Gleichung (1) nahezu unendlich viele Kanalzugriffmuster möglich sind. Wächst die Anzahl N der gleichzeitig aktiven Endgeräte, so steigt die Kollisionswahrscheinlichkeit der einzelnen Teil-Datenpakete und die Paketfehlerrate wächst dadurch an. Bei N = 10 Endgeraten beträgt die Paketfehlerrate für alle Kurven von M = 256 bis M = ,inf‘ ungefähr 10%. With N = 2 terminals, the various full collision probabilities can be recognized as a function of M. The larger the specified M, the lower the failure probabilities of the PER curves of the different channel access pattern lengths. With an M = 1024, 1024 different Channel access patterns are selected randomly from the M max possible and the N terminals (eg endpoints) also always select the (relative) channel access pattern used for the 500,000 transmission attempts at random. If M = 'inf', new channel access patterns are always thrown out for each individual terminal (e.g. end point) for each transmission attempt. The full collision probability with N = 2 is then 0% in this case, since, according to equation (1), an almost infinite number of channel access patterns are possible. If the number N of simultaneously active terminals increases, the probability of a collision of the individual partial data packets increases and the packet error rate increases as a result. With N = 10 terminal devices, the packet error rate for all curves from M = 256 to M = 'inf' is approximately 10%.
Wie aus Fig. 25 ersichtlich, liefert die Wahl von M = ,inf‘ die beste Performance. Allerdings ist auf Seiten der Basisstation das Erkennen der verschiedenen Kanalzugriffmuster bei M = ,inf‘ nahezu unmöglich. Insofern muss M auf ein realistisches Maß reduziert werden. Für ein Mmax As can be seen from FIG. 25, the choice of M = 'inf' provides the best performance. However, on the part of the base station, it is almost impossible to recognize the various channel access patterns when M = 'inf'. In this respect, M must be reduced to a realistic level. For an M max
> 1014 dürfte eine Vorgabe von M = 1024 sinnvoll sein. Beeinflusst wird diese Wahl auch von der auf Empfängerseite zur Verfügung stehenden Rechenleistung. Es ist erkennbar, dass der Performanceverlust gegenüber der Version mit M = ,inf‘ bei der Wahl von M = 1024 nicht besonders groß ist. > 10 14 , a specification of M = 1024 should make sense. This choice is also influenced by the computing power available on the receiver side. It can be seen that the loss of performance compared to the version with M = 'inf' is not particularly great when M = 1024 is selected.
Bei kleineren Werten von Mmax können auch die Längen der Kanalzugriffmuster abnehmen, ohne dass deutliche Performanceverluste bei der PER in Kauf genommen werden müssen. Dies ist in Fig. 26 für ein Z = 60 und D = 15 veranschaulicht. Die Performancekurven für die Längen M = 128 bis M = 2048 unterscheiden sich lediglich bei N = 2 geringfügig. With smaller values of M max , the lengths of the channel access patterns can also decrease without having to accept significant performance losses with the PER. This is illustrated in FIG. 26 for a Z = 60 and D = 15. The performance curves for lengths M = 128 to M = 2048 differ only slightly for N = 2.
Fig. 26 zeigt in einem Diagramm Simulationsergebnisse der Paketfehlerrate für verschiedene Kanalzugriffmusterlängen M in Abhängigkeit von der Anzahl gleichzeitig aktiver Endgeräte bei 60 Ressourcenelementen. Dabei beschreibt die Ordinate die Paketfehlerrate PER und die Abszisse die Anzahl der N gleichzeitig im Ressourcen-Frame aktiven Endgeräte (z.B. Endpunkte). 26 shows, in a diagram, simulation results of the packet error rate for different channel access pattern lengths M as a function of the number of simultaneously active terminals with 60 resource elements. The ordinate describes the packet error rate PER and the abscissa the number of N terminals active at the same time in the resource frame (e.g. end points).
Zusammenfassend gilt festzuhalten, dass die Bestimmung der Anzahl M verschiedener Kanalzugriffsmuster abhängig von Mmax und damit eine Funktion von F, Z und D ist. Für MmaxIn summary, it should be noted that the determination of the number M of different channel access patterns depends on M max and is therefore a function of F, Z and D. For M ma x
> 1014 erweist sich beispielsweise ein M = 1024 als sinnvoll. Sinkt der Wert von Mmax unter die Schwelle von 1014, so kann M entsprechend verkleinert werden, wobei mit Simulationen zu überprüfen ist, inwieweit die PER-Performance noch den Anforderungen genügt. Für sehr große Werte von Mmax kann M durchaus Werte annehmen die noch größer wie 1024 sind. Dies kann durch entsprechende Simulationen bestimmt werden. Im zweiten Design-Schritt wurde die Anzahl M der verschiedenen Kanalzugriffsmuster und deren Länge D festgelegt Idealerweise werden die einzelnen Kanalzugriffsmuster mittels Zufallsgenerator bestimmt, wodurch zwischen den M einzelnen Mustern möglichst wenig Zusammenhang oder Ähnlichkeit besteht. Auf Empfängerseite bedeutet dies in der Regel einen sehr großen Detektionsaufwand. Um diesen Detektionsaufwand zu reduzieren, wird im dritten Design-Schritt versucht, den Kanalzugriffsmustern strukturelle Eigenschaften, wie Clusterung oder wiederholende Muster zu geben, um die Rechenkomplexität auf Empfängerseite deutlich zu reduzieren. Die PER-Performance, wie beispielsweise in den Fig. 25 und 26 gezeigt, soll sich dadurch möglichst nicht verschlechtern. > 10 14 , for example, M = 1024 proves to be useful. If the value of M max falls below the threshold of 10 14 , M can be reduced accordingly, with simulations being used to check to what extent the PER performance still meets the requirements. For very large values of M max , M can definitely assume values that are even greater than 1024. This can be determined through appropriate simulations. In the second design step, the number M of different channel access patterns and their length D were determined. Ideally, the individual channel access patterns are determined by means of a random generator, so that there is as little correlation or similarity as possible between the M individual patterns. On the recipient side, this usually means a very high detection effort. In order to reduce this detection effort, an attempt is made in the third design step to give the channel access patterns structural properties, such as clustering or repeating patterns, in order to significantly reduce the computational complexity on the receiver side. The PER performance, as shown, for example, in FIGS. 25 and 26, should not worsen as a result.
Eine Möglichkeit ist die Unterteilung des Ressourcen-Frames in Cluster 114 gleicher Länge L, wie dies in Fig. 27 gezeigt ist. One possibility is to subdivide the resource frame into clusters 114 of equal length L, as shown in FIG.
Im Detail zeigt Fig. 27 in einem Diagramm auf eine Zeitachse projizierte Ressourcen 112 eines Kanalzugriffsmusters 110, wobei Ressourcen 112 des Kanalzugriffsmusters 110 zu Clustern 114 gleicher Länge L (z.B. L=4) gruppiert werden, wobei das relative Kanalzugriffsmuster eine Belegung von einer Ressource 118 pro Cluster 114 angibt, gemäß einem Ausführungsbeispiel. Mit anderen Worten, Fig. 27 zeigt ein Kanalzugriffsmuster mit jeweils einem Element je Cluster der Länge L = 4 27 shows a diagram of resources 112 of a channel access pattern 110 projected onto a time axis, resources 112 of the channel access pattern 110 being grouped into clusters 114 of equal length L (e.g. L = 4), the relative channel access pattern being an occupancy of a resource 118 per cluster 114, according to one embodiment. In other words, FIG. 27 shows a channel access pattern with one element per cluster of length L = 4
Eine Clustervariante wäre, die Länge Z des Ressourcen-Frames durch die Anzahl der D Teil- Datenpakete zu teilen. Dadurch ergibt sich eine maximale Clusterlänge von L = floor(R/D). In dem Beispiel von Fig. 25 ergäbe sich dann eine Clusterlänge von L = 20 (360/18) Ressourcenelementen. A cluster variant would be to divide the length Z of the resource frame by the number of D partial data packets. This results in a maximum cluster length of L = floor (R / D). In the example of FIG. 25, a cluster length of L = 20 (360/18) resource elements would then result.
Die Clusterlänge kann auch kleiner als L = floor(R/D) gewählt werden und die dann noch verbleibenden Ressourcenelemente dazu genutzt werden, das aus den kleineren Cluster generierte Grundmuster anschließend um jeweils einen Zeitindexschritt, also um ein Ressourcenelement weiterzuschieben, um dadurch weitere Muster zu generieren, die alle die gleiche Grundform haben. The cluster length can also be chosen to be smaller than L = floor (R / D) and the remaining resource elements can then be used to push the basic pattern generated from the smaller cluster by one time index step, i.e. by one resource element, in order to thereby add further patterns that all have the same basic shape.
Im Beispiel Fig. 26 kann beispielsweise L = 10 vorgegeben werden. Aus den L x D (= 180) Ressourcenelementen wird dann ein einziges Kanalzugriffsmuster ausgewürfelt, welches anschließend R - L x D mal, also 180-mal, jeweils um einen Zeitindexschritt verschoben, weiterverwendet werden kann. Dadurch werden 181 verschiedene Kanalzugriffsmuster erhalten, die aber alle das gleiche Grundmuster aufweisen. Beispielsweise lässt sich die Kanalzugriffsmusterlänge M = 1024 aus Fig. 25 mit lediglich 7 verschiedenen Grundmustern erzeugen, wobei jede dieser Grundmuster im Mittel 145 in der Zeitachse verschoben wird. Die Performance wird dabei nur unwesentlich schlechter. In the example in FIG. 26, for example, L = 10 can be specified. A single channel access pattern is then extracted from the L x D (= 180) resource elements, which can then be reused R - L x D times, i.e. 180 times, each time shifted by a time index step. This gives 181 different channel access patterns, which, however, all have the same basic pattern. For example, the channel access pattern length M = 1024 from FIG. 25 can be made up of only 7 different basic patterns generate, each of these basic patterns being shifted on average 145 in the time axis. The performance is only marginally worse.
Insgesamt wird durch die obige Vorgehensweise der empfängerseitige Detektionsaufwand deutlich reduziert. Es gilt aber immer wieder zu überprüfen, dass die Performance gegenüber der mit reinen Zufallsfolgen gewonnen Performance nicht leidet. Overall, the above procedure significantly reduces the detection effort on the receiver side. However, it is important to check again and again that the performance does not suffer compared to the performance obtained with purely random sequences.
C. Reduktion der erforderlichen Rechenleistung der Basistation C. Reduction of the required computing power of the base station
Fig. 28 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Systems 102 mit einem Datensender 106 und einem Datenempfänger 104, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Datensender 106 kann beispielsweise ein Datensender 106_1 einer Vielzahl von Datensendern 106_1 bis 106_n des Kommunikationssystems 102 sein (vgl. Abschnitte A und B). 28 shows a schematic block diagram of a system 102 with a data transmitter 106 and a data receiver 104, according to an exemplary embodiment of the present invention. The data transmitter 106 can be, for example, a data transmitter 106_1 of a plurality of data transmitters 106_1 to 106_n of the communication system 102 (see sections A and B).
Das Kommunikationssystem 102 kann ausgebildet sein, um in einem Frequenzband drahtlos zu kommunizieren, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird. The communication system 102 can be designed to communicate wirelessly in a frequency band that is used by a plurality of communication systems for communication.
Zur Übertragung von Daten steht den Teilnehmern (z.B. Datensendern und/oder Datenempfängern) des Kommunikationssystems 102 ein Satz von verwendbaren Ressourcenelementen 112 zur Verfügung. Bei den verwendbaren Ressourcenelementen 112, beispielsweise definiert durch Zeitschlitze tO, t1 , t2, .... und Frequenzkanäle cO, c1, c2, ..., in die das Frequenzband unterteilt ist, kann es sich um einen in Frequenz- und/oder Zeitrichtung zusammenhängenden Bereich von Ressourcenelementen handeln, wie dies beispielhaft in Fig. 28 gezeigt ist, oder aber auch, um in Frequenz- und/oder Zeitrichtung verteilte (z.B. voneinander beabstandete) Ressourcenelemente oder Bereiche von Ressourcenelementen. Optional können die Teilnehmer des Kommunikationssystems 102 zur Übertragung von Daten ein Kanalzugriffsmuster 110 nutzen, wie dies in den Abschnitten A und B erläutert wurde, wobei in diesem Fall die verwendbaren / belegbaren Ressourcenelemente 112 durch das Kanalzugriffsmuster 110 festgelegt sein können. A set of usable resource elements 112 is available to the participants (e.g. data senders and / or data receivers) of the communication system 102 for the transmission of data. The usable resource elements 112, for example defined by time slots t0, t1, t2, ... and frequency channels c0, c1, c2, ..., into which the frequency band is divided, can be one into frequency and / or Area of resource elements related to the time direction act, as is shown by way of example in FIG. 28, or also to resource elements or areas of resource elements distributed in frequency and / or time direction (for example, spaced apart from one another). The subscribers of the communication system 102 can optionally use a channel access pattern 110 for the transmission of data, as was explained in Sections A and B, in which case the usable / allocable resource elements 112 can be defined by the channel access pattern 110.
Der Datensender 106 kann ausgebildet sein, um ein Datensignal 122 entsprechend eines Sprungmusters 116 in einer Teilmenge der verwendbaren Ressourcenelemente 112 des Kommunikationssystems 102 verteilt zu übertragen (= in Fig. 28 in den mit Bezugszeichen 118 gekennzeichneten Ressourcenelementen), wobei das Datensignal 122 eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufweist, die entsprechend der durch das Sprungmuster 122 angegebenen frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung der verwendbaren Ressourcenelemente 112 des Kommunikationssystems 102 verteilt übertragen werden. The data transmitter 106 can be designed to transmit a data signal 122 corresponding to a jump pattern 116 distributed in a subset of the usable resource elements 112 of the communication system 102 (= in FIG. 28 in the resource elements identified by reference numeral 118), the data signal 122 being a plurality of Has sub-data packets, which correspond to the jump pattern 122 specified frequency and / or time jump-based occupancy of the usable resource elements 112 of the communication system 102 are transmitted in a distributed manner.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Datensender 106 ausgebildet sein, um Daten, wie z.B. ein Datenpaket oder Telegramm, entsprechend des Telegramm Splitting Verfahrens verteilt zu übertragen. Beispielsweise kann der Datensender 106 ausgebildet sein, um ein zum Senden anstehendes Datenpaket/Telegramm (z.B. der Bitübertragungsschicht im OSI- Modell) in eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufzuteilen, die jeweils kürzer sind als das Datenpaket/Telegramm, und um die Mehrzahl von Sub-Datenpaketen mittels des Datensignals 122 entsprechend des Sprungmusters 116 in einer Teilmenge der verwendbaren Ressourcenelemente 112 des Kommunikationssystems verteilt zu übertragen (= in den mit Bezugszeichen 118 gekennzeichneten Ressourcenelementen). In embodiments, the data transmitter 106 can be designed to transmit data, such as a data packet or telegram, in a distributed manner in accordance with the telegram splitting method. For example, the data transmitter 106 can be designed to split a data packet / telegram pending transmission (e.g. the physical layer in the OSI model) into a plurality of sub-data packets, each of which is shorter than the data packet / telegram, and the plurality of sub To transmit data packets distributed by means of the data signal 122 in accordance with the jump pattern 116 in a subset of the usable resource elements 112 of the communication system (= in the resource elements identified by reference numeral 118).
Der Datensender 106 ist dabei ausgebildet, um das Sprungmuster 116 von einem Grundsprungmuster 126 basierend auf einer Verschiebung des Grundsprungmusters 126 in der Frequenz (z.B. in Frequenzrichtung) und/oder Zeit (z.B. in Zeitrichtung) abzuleiten. The data transmitter 106 is designed to derive the jump pattern 116 from a basic jump pattern 126 based on a shift of the basic jump pattern 126 in frequency (e.g. in frequency direction) and / or time (e.g. in time direction).
Wie dies in Fig. 28 gemäß einem Ausführungsbeispiel angedeutet ist, kann das Grundsprungmuster 126 angeben, dass die Ressourcenelemente 128 der verwendbaren Ressourcenelemente 112 zur Übertragung von Daten zu verwenden / belegen sind, d.h. Sub-Datenpakete, die entsprechend des Grundsprungmusters 126 gesendet werden, werden in den durch das Grundsprungmuster 126 angegebenen Ressourcenelementen 128 übertragen. Zur Übertragung von Daten (oder eines Datenpakets, das in die Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufgeteilt ist) nutzt der Datensender 106 ein von dem Grundsprungmuster 126 durch Verschiebung des Grundsprungmusters 126 abgeleitetes Sprungmuster 116, gemäß dem die Ressourcenelemente 118 der verwendbaren Ressourcenelemente 112 zur Übertragung der Daten zu verwenden / belegen sind, d.h. Sub- Datenpakete, die entsprechend des Sprungmusters 116 gesendet werden, werden in den durch das Sprungmuster 116 angegebenen Ressourcenelementen 118 übertragen. Jeder Sprung des Sprungmusters 116 definiert somit ein für die Übertragung (z.B. eines Sub- Datenpakets) zu verwendendes Ressourcenelement 118 der verwendbaren Ressourcenelemente 112 des Kommunikationssystems 102. As indicated in FIG. 28 according to an exemplary embodiment, the basic jump pattern 126 can indicate that the resource elements 128 of the usable resource elements 112 are to be used / occupied for the transmission of data, ie sub-data packets that are sent in accordance with the basic jump pattern 126 in the resource elements 128 indicated by the basic jump pattern 126. To transmit data (or a data packet that is divided into the plurality of sub-data packets), the data transmitter 106 uses a jump pattern 116 derived from the basic jump pattern 126 by shifting the basic jump pattern 126, according to which the resource elements 118 of the usable resource elements 112 are used to transmit the Data to be used / occupied, ie sub-data packets which are sent in accordance with the jump pattern 116, are transmitted in the resource elements 118 indicated by the jump pattern 116. Each jump of the jump pattern 116 thus defines a resource element 118 of the usable resource elements 112 of the communication system 102 to be used for the transmission (e.g. of a sub-data packet).
Die Verschiebung des Grundsprungmusters 126 in der Zeit und/oder Frequenz kann jedoch dazu führen, dass ein Sprung des Sprungmusters 116, oder mit anderen Worten, ein durch das Sprungmuster 116 definiertes Ressourcenelement 118, außerhalb der verwendbaren Ressourcenelemente 112 des Kommunikationssystems 102, d.h. außerhalb eines zulässigen Ressourcenbereichs (z.B. außerhalb eines zulässigen Frequenzbereichs in Frequenzrichtung und/oder außerhalb eines zulässigen Zeitbereichs in Zeitrichtung) liegt. The shift of the basic jump pattern 126 in time and / or frequency can, however, lead to a jump of the jump pattern 116, or in other words, a resource element 118 defined by the jump pattern 116, outside the usable resource elements 112 of the communication system 102, ie outside a permissible resource range (e.g. outside a permissible frequency range in the frequency direction and / or outside a permissible time range in the time direction).
Bei manchen Ausführungsbeispielen kann der Datensender 106 daher ausgebildet sein, um beim Ableiten des Sprungmusters 116 von dem Grundsprungmuster 126 einen bedingt durch die Verschiebung des Grundsprungmusters 126 in der Zeit und/oder Frequenz außerhalb der verwendbaren Ressourcenelemente 112 des Kommunikationssystems 102 liegenden Sprung des Sprungmusters 116 basierend auf einer zyklischen Verschiebung in den zulässigen Ressourcenbereich 112 zu verschieben, wie dies unten in Abschnitt C.1 ausführlich erläutert wird. In some exemplary embodiments, the data transmitter 106 can therefore be designed, when deriving the jump pattern 116 from the basic jump pattern 126, to base a jump in the jump pattern 116 that is outside the usable resource elements 112 of the communication system 102 due to the shift in the basic jump pattern 126 in terms of time and / or frequency on a cyclical shift into the permissible resource area 112, as explained in detail below in Section C.1.
Bei anderen Ausführungsbeispielen kann der Datensender 106 ausgebildet sein, um beim Ableiten des Sprungmusters 116 von dem Grundsprungmuster 126 einen bedingt durch die Verschiebung des Grundsprungmusters 126 in der Frequenz (z.B. in Frequenzrichtung) außerhalb der verwendbaren Ressourcenelemente 112 des Kommunikationssystems 102 liegenden Sprung des Sprungmusters 116 basierend auf einer zyklischen Verschiebung in der Frequenz in den zulässigen Ressourcenbereich 112 zu verschieben und um den Sprung zusätzlich basierend auf einer linearen Verschiebung in der Zeit zu verschieben, und/oder um einen bedingt durch die Verschiebung des Grundsprungmusters 126 in der Zeit (z.B. in Zeitrichtung) außerhalb der verwendbaren Ressourcenelemente 112 liegenden Sprung des Sprungmusters 116 basierend auf einer zyklischen Verschiebung in der Zeit in bzw. innerhalb den zulässigen Ressourcenbereichs 112 zu verschieben, wie dies weiter unten z.B. in Abschnitt C.3 ausführlich erläutert wird. In other exemplary embodiments, the data transmitter 106 can be designed, when deriving the jump pattern 116 from the basic jump pattern 126, based on a jump in the jump pattern 116 that is outside the usable resource elements 112 of the communication system 102 due to the shift of the basic jump pattern 126 in frequency (e.g. in frequency direction) to shift based on a cyclical shift in frequency into the permissible resource area 112 and to shift the jump additionally based on a linear shift in time, and / or due to the shift of the basic jump pattern 126 in time (e.g. in time direction) to move the jump of the jump pattern 116 outside the usable resource elements 112 based on a cyclical shift in time into or within the permissible resource area 112, as will be explained in detail further below, for example in section C.3.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Verschiebung des Grundsprungmusters 126, basierend auf der der Datensender 106 das Sprungmuster 116 von dem Grundsprungmuster 126 ableitet, von einer Verschiebung des gleichen Grundsprungmusters 126, basierend auf der ein anderer Datensender des Kommunikationssystems ein anderes Sprungmuster von dem gleichen Grundsprungmuster 126 ableitet, unterscheiden, z.B. so dass sich die mit dem Datensignal 122 entsprechend des Sprungmusters 116 ausgesendeten Sub-Datenpakete und von dem anderen Datensender entsprechend des anderen Sprungmusters ausgesendeten Sub-Datenpakete nicht oder nur teilweise überlagern bzw. kollidieren. In embodiments, the shift of the basic jump pattern 126, based on which the data transmitter 106 derives the jump pattern 116 from the basic jump pattern 126, can be based on a shift of the same basic jump pattern 126, based on which another data transmitter of the communication system derives a different jump pattern from the same basic jump pattern 126, differ, for example so that the sub-data packets sent out with the data signal 122 according to the jump pattern 116 and the sub-data packets sent out by the other data transmitter according to the other jump pattern do not or only partially overlap or collide.
Beispielsweise kann dies erreicht werden, indem das Sprungmuster 116 von dem Grundsprungmuster 126 basierend auf einer zufälligen Verschiebung des Grundsprungmusters 126 in der Frequenz und/oder Zeit abgeleitet wird. Alternativ kann das Sprungmuster 116 von dem Grundsprungmuster 126 auch basierend auf einer pseudozufälligen Verschiebung des Grundsprungmusters 126 in der Frequenz und/oder Zeit abgeleitet werden, wobei die pseudozufällige Verschiebung auf einem immanenten Parameter basiert, wie z.B. CRC (=cyclic redundancy check, dt zyklische Redundanzprüfung), CMAC (=cipher-based message authentication code, dt. chiffrenbasierter Nachrichtenauthentifizierungscode ) oder eine ID (= Identifikation) des Datensenders 106. For example, this can be achieved in that the hopping pattern 116 is derived from the basic hopping pattern 126 based on a random shift of the basic hopping pattern 126 in frequency and / or time. Alternatively, the jump pattern 116 can also be based on the basic jump pattern 126 pseudo-random shift of the basic jump pattern 126 in frequency and / or time can be derived, wherein the pseudo-random shift is based on an intrinsic parameter, such as CRC (= cyclic redundancy check, dt cyclic redundancy check), CMAC (= cipher-based message authentication code, dt cipher-based message authentication code) or an ID (= identification) of the data sender 106.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datenempfänger 104 ausgebildet, um die verwendbaren Ressourcenelemente 112 jeweils mit einer Referenzsequenz (z.B. die der Pilotsequenz, mit denen die Sub-Datenpakete versehen sind, entspricht) zu korrelieren, um für die verwendbaren Ressourcenelemente 112 Korrelationsergebnisse zu erhalten, und um die Korrelationsergebnisse entsprechend der Lage der verwendbaren Ressourcenelemente in der Zeit und Frequenz in ein zumindest ein-dimensionales Array (z.B. zwei-dimensionales Array) von Korrelationsergebnissen zu überführen, wobei der Datenempfänger 104 ausgebildet ist, um eine Korrelation des zumindest ein-dimensionale Arrays (z.B. zweidimensionalen Arrays) von Korrelationsergebnissen mit einem zumindest ein-dimensionalen Array (z.B. zwei-dimensionalen Array) von Referenzwerten durchzuführen, wobei das zumindest ein-dimensionale Array (z.B. zwei-dimensionale Array) von Referenzwerten von dem Grundsprungmuster 126 abgeleitet ist. In exemplary embodiments, the data receiver 104 is designed to correlate the usable resource elements 112 each with a reference sequence (eg that corresponds to the pilot sequence with which the sub-data packets are provided) in order to obtain correlation results for the usable resource elements 112 and to obtain the To convert correlation results according to the position of the usable resource elements in time and frequency into an at least one-dimensional array (e.g. two-dimensional array) of correlation results, the data receiver 104 being designed to correlate the at least one-dimensional array (e.g. two-dimensional array) Arrays) of correlation results with an at least one-dimensional array (eg two-dimensional array) of reference values, the at least one-dimensional array (eg two-dimensional array) of reference values being derived from the basic jump pattern 126.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger 104 ausgebildet sein, um die Mehrzahl von Sub-Datenpaketen basierend auf der Korrelation des zumindest ein-dimensionalen Arrays von Korrelationsergebnissen mit dem zumindest ein-dimensionalen Array von Referenzwerten zu detektieren. In exemplary embodiments, the data receiver 104 can be designed to detect the plurality of sub-data packets based on the correlation of the at least one-dimensional array of correlation results with the at least one-dimensional array of reference values.
Wie bereits angedeutet wurden, können der Datensender 106 und der Datenempfänger 104 optional ausgebildet sein, um zur Übertragung von Daten ein Kanalzugriffsmuster 110 zu nutzen, wie dies in den Abschnitten A und B erläutert wurde. In diesem Fall kann der Datenempfänger 104 ausgebildet sein, um das Steuersignal 120 (oder Baken-Signal) zu senden, wobei das Steuersignal 120 eine Information über das Kanalzugriffsmuster 110 aufweist, wobei das Kanalzugriffsmuster 110 die für die Kommunikation des Kommunikationssystems 102 verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcenelementen des Frequenzbands angibt, d.h. das Kanalzugriffsmuster 110 gibt die von dem Kommunikationssystem 102 zur Übertragung der Mehrzahl von Sub- Datenpaketen verwendbaren / belegbaren Ressourcenelementen 112 an. Der Datensender 106 kann in diesem Fall ausgebildet sein, um das Steuersignal 120 mit der Information über das Kanalzugriffsmuster 110 zu empfangen, und um das Kanalzugriffsmuster 110 basierend auf der Information über das Kanalzugriffsmuster 110 zu ermitteln, und um das Datensignal 122 mit der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen in einer durch das Sprungmuster 116 (=relatives Kanalzugriffsmuster) angegebenen Teilmenge der durch das Kanalzugriffsmuster 110 angegebenen verwendbaren / belegbaren Ressourcenelementen 112 des Frequenzbands zu senden. As already indicated, the data transmitter 106 and the data receiver 104 can optionally be designed to use a channel access pattern 110 for the transmission of data, as was explained in Sections A and B. In this case, the data receiver 104 can be designed to send the control signal 120 (or beacon signal), the control signal 120 having information about the channel access pattern 110, the channel access pattern 110 being the frequency and frequency that can be used for the communication of the communication system 102 / or time-hopping-based allocation of resource elements of the frequency band, ie the channel access pattern 110 indicates the resource elements 112 which can be used / allocated by the communication system 102 for the transmission of the plurality of sub-data packets. In this case, the data transmitter 106 can be designed to receive the control signal 120 with the information about the channel access pattern 110 and based on the channel access pattern 110 to determine on the information about the channel access pattern 110, and to send the data signal 122 with the plurality of sub-data packets in a subset of the usable / allocable resource elements 112 of the frequency band indicated by the hopping pattern 116 (= relative channel access pattern) indicated by the channel access pattern 110 .
Wie in Fig. 28 beispielhaft gezeigt ist, kann der Datenempfänger 104 eine Sendeeinrichtung (oder Sender, oder Sendemodul, oder Transmitter) 172 aufweisen, die ausgebildet ist, um Signale, wie z.B. das Steuersignal 120, zu senden. Die Sendeeinrichtung 172 kann mit einer Antenne 174 des Datenempfängers 104 verbunden sein. Der Datenempfänger 104 kann ferner eine Empfangseinrichtung (oder Empfänger, oder Empfangsmodul, oder Receiver) 170 aufweisen, die ausgebildet ist, um Signale, wie z.B. das Datensignal 124, zu empfangen. Die Empfangseinrichtung 170 kann mit der Antenne 174 oder einer weiteren (separaten) Antenne des Datenempfängers 104 verbunden sein. Der Datenempfänger 104 kann auch eine kombinierte Sendeempfangseinrichtung (Transceiver) aufweisen. As shown by way of example in FIG. 28, the data receiver 104 can have a transmitting device (or transmitter, or transmitting module, or transmitter) 172 which is designed to transmit signals, such as, for example, the control signal 120. The transmitting device 172 can be connected to an antenna 174 of the data receiver 104. The data receiver 104 can furthermore have a receiving device (or receiver, or receiving module, or receiver) 170 which is designed to receive signals, such as, for example, the data signal 124. The receiving device 170 can be connected to the antenna 174 or a further (separate) antenna of the data receiver 104. The data receiver 104 can also have a combined transceiver.
Der Datensender 106 kann eine Empfangseinrichtung (oder Empfänger, oderThe data transmitter 106 can be a receiving device (or receiver, or
Empfangsmodul, oder Receiver) 182 aufweisen, die ausgebildet ist, um Signale, wie z.B. das Steuersignal 120, zu empfangen. Die Empfangseinrichtung 182 kann mit einer Antenne 184 des Datensenders 106 verbunden sein. Ferner kann der Datensender 106 eine Sendeeinrichtung (oder Sender, oder Sendemodul, oder Transmitter) 180 aufweisen, die ausgebildet ist, um Signale, wie z.B. das Datensignal 124, zu senden. Die Sendeeinrichtung 180 kann mit der Antenne 184 oder einer weiteren (separaten) Antenne des Datensenders 106 verbunden sein. Der Datensender 106 kann auch eine kombinierteReceiving module, or receiver) 182, which is designed to receive signals, such as the control signal 120. The receiving device 182 can be connected to an antenna 184 of the data transmitter 106. Furthermore, the data transmitter 106 can have a transmission device (or transmitter, or transmission module, or transmitter) 180 which is designed to transmit signals, such as, for example, the data signal 124. The transmission device 180 can be connected to the antenna 184 or a further (separate) antenna of the data transmitter 106. The data transmitter 106 can also be a combined
Sendeempfangseinrichtung (Transceiver) aufweisen. Have transceiver device (transceiver).
Bei Ausführungsbeispielen kann der Datensender 106 ein Endpunkt des Kommunikationssystems 102 sein. Der Datensender 106 kann batteriebetrieben sein. In embodiments, the data transmitter 106 can be an endpoint of the communication system 102. The data transmitter 106 can be battery operated.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger 104 eine Basisstation des Kommunikationssystems 102 sein. Der Datenempfänger 104 kann batteriebetrieben sein. In embodiments, the data receiver 104 can be a base station of the communication system 102. The data receiver 104 can be battery operated.
Im Folgenden werden weitere Ausführungsbeispiele des Datensenders 106 und des Datenempfängers 104 beschrieben. Further exemplary embodiments of the data transmitter 106 and of the data receiver 104 are described below.
C.1 Zirkulare Sprungmuster Im Folgenden wird zur Veranschaulichung ohne Einschränkung der Allgemeingültigkeit davon ausgegangen, dass der zur Übertragung zur Verfügung stehenden Frequenzbereich in einzelne, diskrete Frequenzkanäle unterteilt ist, welche durch einen Frequenzkanalindex gekennzeichnet sind. Ebenso erfolgt eine Unterteilung der zeitlichen Ressourcen in diskrete Elemente, welche als Zeitschlitze (engl timeslots) bezeichnet werden, die entsprechend mit einem Zeitschlitzindex versehen sind. C.1 Circular jump patterns In the following, for the purpose of illustration, without restricting the general validity, it is assumed that the frequency range available for transmission is divided into individual, discrete frequency channels, which are characterized by a frequency channel index. The time resources are also subdivided into discrete elements, which are referred to as timeslots, which are correspondingly provided with a timeslot index.
Durch die Unterteilung der Datenübertragungsbereiche in sog. Ressourcenelemente, besteht die Definition eines Sprungmusters aus einem Zeitschlitzindex und einem Frequenzkanalindex. Dies ist beispielhaft für ein System in Fig. 29 zu sehen. By dividing the data transmission areas into so-called resource elements, the definition of a hop pattern consists of a time slot index and a frequency channel index. This can be seen as an example for a system in FIG. 29.
Im Detail zeigt Fig. 29 in einem Diagramm eine durch ein Sprungmuster 116 eines Teilnehmers angegebene Belegung von Ressourcenelementen 118 der von dem Kommunikationssystem 102 verwendbaren Ressourcenelemente 112, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In Fig. 29 beschreibt die Ordinate die Frequenz in Frequenzkanälen und die Abszisse die Zeit in Zeitschlitzen. Mit anderen Worten, Fig. 29 zeigt eine Übersicht über die verfügbaren Ressourcenelemente 112 eines Funkkommunikationssystems mit einem Teilnehmer, welcher Daten unter Verwendung eines Sprungmusters 116 überträgt. In detail, FIG. 29 shows in a diagram an occupancy of resource elements 118 of the resource elements 112 usable by the communication system 102, indicated by a jump pattern 116 of a subscriber, according to an exemplary embodiment of the present invention. In FIG. 29, the ordinate describes the frequency in frequency channels and the abscissa the time in time slots. In other words, FIG. 29 shows an overview of the available resource elements 112 of a radio communication system with a subscriber who transmits data using a hop pattern 116.
Wie in Fig. 29 angedeutet ist, stehen dem System T Zeitschiitze und C Frequenzelemente zur Verfügung, was in Summe T*C Ressourcenelementen 112 entspricht. Weiterhin ist in Fig. 29 ein Teilnehmer (User 1) gezeigt, welcher unter Verwendung eines Sprungmusters 116 Daten in insgesamt vier Ressourcenelementen 118 überträgt. As indicated in FIG. 29, T time slots and C frequency elements are available to the system, which corresponds to T * C resource elements 112 in total. Furthermore, FIG. 29 shows a subscriber (user 1) who, using a jump pattern 116, transmits data in a total of four resource elements 118.
Greifen nun weitere Nutzer auf das Angebot an Ressource-Elementen zu, wurde in bisherigen Systemen (siehe z.B. Abschnitt B) zur Trennung dieser Nutzer weitere Sprungmuster 117 definiert, wie dies in Fig. 30 gezeigt ist. Diese Sprungmuster 117 wurden so designt, dass sie sich gegenseitig möglichst wenig stören, also die Kreuzkorrelationsfunktion möglichst kleine Maxima besitzt. If other users now access the offer of resource elements, further jump patterns 117 have been defined in previous systems (see e.g. Section B) to separate these users, as shown in FIG. 30. These jump patterns 117 were designed in such a way that they interfere with one another as little as possible, that is, the cross-correlation function has the smallest possible maxima.
Fig. 30 zeigt in einem Diagramm eine durch ein Sprungmuster 116 eines Teilnehmers angegebene Belegung von Ressourcenelementen 118 und eine durch ein anderes Sprungmuster 117 eines anderen Teilnehmers angegebene Belegung von Ressourcenelementen 119 der von dem Kommunikationssystem 102 verwendbaren Ressourcenelemente 112, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In Fig. 30 beschreibt die Ordinate die Frequenz in Frequenzkanälen und die Abszisse die Zeit in Zeitschlitzen. Mit anderen Worten, Fig. 30 zeigt die verfügbaren Ressourcenelemente 112 des Systems aus Fig. 29, wobei zwei Teilnehmer (User 1 und User 2) mit unterschiedlichen Sprungmustern 116, 117 auf das Angebot von Ressourcenelementen 112 zugreifen. 30 shows in a diagram an allocation of resource elements 118 indicated by a jump pattern 116 of a subscriber and an allocation of resource elements 119 of the resource elements 112 usable by the communication system 102, indicated by another jump pattern 117 of another subscriber, according to an exemplary embodiment of the present invention. In Fig. 30, the ordinate describes the frequency in frequency channels and the abscissa the time in time slots. In other words, FIG. 30 shows the available resource elements 112 of the system from FIG. 29, two participants (user 1 and user 2) with different jump patterns 116, 117 accessing the offer of resource elements 112.
In Kontrast zu Fig. 30 werden bei Ausführungsbeispielen nun nicht mehrere möglichst orthogonale Sprungmuster verwendet, sondern ein Grundsprungmuster, welches in Zeit und Frequenz verschoben wird. In contrast to FIG. 30, a plurality of jump patterns that are as orthogonal as possible are now used in exemplary embodiments, but a basic jump pattern which is shifted in time and frequency.
Dies ermöglicht es dem Empfänger 104 alle möglichen Zeitschlitze und Frequenzkanäle mit vereinfachten Verfahren für die Detektion abzusuchen (siehe hierzu Unterabschnitt C.2). This enables the receiver 104 to search all possible time slots and frequency channels with simplified methods for the detection (see subsection C.2 in this regard).
Fig. 31 zeigt in einem Diagramm eine durch ein Sprungmuster 116 angegebene Belegung von Ressourcenelementen 118 und durch zwei andere Sprungmuster 117_1 , 117_2 zweier anderer Teilnehmers angegebene Belegungen von Ressourcenelementen 119_1, 119_2 der von dem Kommunikationssystem 102 verwendbaren Ressourcenelemente 112, wobei das Sprungmuster 116 und die zwei anderen Sprungmuster 117_1, 117_2 von dem gleichen Grundsprungmuster abgeleitet sind, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In Fig. 31 beschreibt die Ordinate die Frequenz in Frequenzkanälen und die Abszisse die Zeit in Zeitschlitzen. In Fig. 31 wird beispielhaft davon ausgegangen, dass das in Fig. 29 gezeigte Sprungmuster das Grundsprungmuster 126 ist, wobei das Sprungmuster 116 und die zwei anderen Sprungmuster 117_1 , 117_2 von dem in Fig. 29 gezeigtem Grundsprungmuster 126 abgeleitet sind. Das Sprungmuster 116 kann von dem Grundsprungmuster 126 basierend auf einer Verschiebung des Grundsprungmusters 126 von Null Zeitschlitzen und Null Frequenzkanälen (= keine Verschiebung) abgeleitet sein, d.h. das Sprungmuster 116 entspricht dem Grundsprungmuster 126. Das erste andere Sprungmuster 117_1 kann von dem Grundsprungmuster 126 basierend auf einer Verschiebung des Grundsprungmusters 126 von Null Zeitschlitzen und einem (+1) Frequenzkanal abgeleitet sein. Das zweite andere Sprungmuster 117_2 kann von dem Grundsprungmuster 126 basierend auf einer Verschiebung des Grundsprungmusters 126 von zwei (+2) Zeitschlitzen und Null Frequenzkanälen abgeleitet sein. 31 shows in a diagram an allocation of resource elements 118 indicated by a jump pattern 116 and allocations of resource elements 119_1, 119_2 indicated by two other jump patterns 117_1, 117_2 of two other subscribers of the resource elements 112 usable by the communication system 102, the jump pattern 116 and the two other jump patterns 117_1, 117_2 are derived from the same basic jump pattern, according to an exemplary embodiment of the present invention. In FIG. 31, the ordinate describes the frequency in frequency channels and the abscissa the time in time slots. In FIG. 31 it is assumed by way of example that the jump pattern shown in FIG. 29 is the basic jump pattern 126, the jump pattern 116 and the two other jump patterns 117_1, 117_2 being derived from the basic jump pattern 126 shown in FIG. The jump pattern 116 can be derived from the basic jump pattern 126 based on a shift of the basic jump pattern 126 of zero time slots and zero frequency channels (= no shift), ie the jump pattern 116 corresponds to the basic jump pattern 126. The first other jump pattern 117_1 can be derived from the basic jump pattern 126 based on a shift of the basic hopping pattern 126 from zero time slots and one (+1) frequency channel. The second other hopping pattern 117_2 can be derived from the basic hopping pattern 126 based on a shift of the basic hopping pattern 126 by two (+2) time slots and zero frequency channels.
Mit anderen Worten, Fig. 31 zeigt eine Anwendung eines Zeit- und Frequenzoffsets auf das Sprungmuster (=Grundsprungmuster 126) aus Fig. 29 zur Trennung verschiedener Teilnehmer. In Fig. 31 wurde das aus Fig. 29 gezeigte Sprungmuster 116 (=Grundsprungmuster 126) von dem ersten Teilnehmer (User 1) auf zwei weitere Teilnehmer (User 2 und User 3) angewandt, wobei der zweite Teilnehmer (User 2) einen Frequenzoffset von einem Kanal und der dritte Teilnehmer (User 3) einen Zeitoffset von zwei Zeitschlitzen erfahren hat. In other words, FIG. 31 shows an application of a time and frequency offset to the hop pattern (= basic hop pattern 126) from FIG. 29 for separating different participants. In FIG. 31, the jump pattern 116 (= basic jump pattern 126) shown in FIG. 29 was applied by the first participant (user 1) to two further participants (user 2 and user 3), the second participant (user 2) having a frequency offset from one channel and the third participant (user 3) has experienced a time offset of two time slots.
Grundsätzlich kann ein Zeitschlitzoffset auch mit einem Frequenzkanaloffset kombiniert werden. Ausgehend von dem in Fig. 31 gezeigten Angebot an Ressourcenelementen 112 und dem definierten Sprungmuster, gibt es in diesem beispielhaften System drei mögliche Frequenzkanäle und vier mögliche Zeitschlitzoffsets, so dass alle (Teil-)Pakete noch innerhalb der verfügbaren Ressourcenelemente 112 liegen. In principle, a time slot offset can also be combined with a frequency channel offset. Based on the range of resource elements 112 shown in FIG. 31 and the defined hopping pattern, there are three possible frequency channels and four possible time slot offsets in this exemplary system, so that all (partial) packets are still within the available resource elements 112.
Es werden somit virtuell 12 Sprungmuster erzeugt, die alle die gleiche Grundstruktur haben und somit verhältnismäßig einfach im Empfänger 104 detektiert werden können. Twelve jump patterns are thus generated virtually, all of which have the same basic structure and can thus be detected relatively easily in the receiver 104.
Anders als bei dem Design der vielen Sprungmuster und der Optimierung der Kreuzkorrelationsfunktion zwischen den Sprungmustern (siehe Abschnitt B), ist es hier wichtig, dass die 2D-Autokorrelationsfunktion möglichst kleine Nebenpeaks besitzt, wobei sich die zwei Achsen auf die Zeit- und Frequenzrichtung beziehen. In contrast to the design of the many jump patterns and the optimization of the cross-correlation function between the jump patterns (see Section B), it is important here that the 2D autocorrelation function has the smallest possible secondary peaks, with the two axes relating to the time and frequency directions.
Bei Ausführungsbeispielen gibt es nur ein Grundsprungmuster 126, welches in Zeit und/oder Frequenz verschoben wird, um mehrere Teilnehmer voneinander zu trennen. In exemplary embodiments, there is only one basic hopping pattern 126, which is shifted in time and / or frequency in order to separate several participants from one another.
Durch die Definition der koordinierenden Instanz der Ressourcenelemente 112, können die Teilnehmer nur exakt innerhalb der zur Verfügung stehenden Ressourcenelemente 112 Daten übertragen. Durch die Koordination ist ebenfalls gewährleistet, dass jeder Nutzer genau auf das vorgegebene Zeit- Frequenz-Muster (z.B. Kanalzugriffsmuster 110) zugreift. Durch diesen Aspekt ist es dem Empfänger 104 möglich, die notwendige 2D-Detektion der Basissequenz (=Grundsprungmuster 126) in eine vereinfachte 2D-DFT (DFT = Diskrete Fourier-Transformation) bzw. 2D-FFT (FFT = Schnelle Fourier-Transformation) zu überführen. Der genaue Ablauf wird in Unterabschnitt C.2 näher beschrieben. By defining the coordinating instance of the resource elements 112, the participants can only transmit data exactly within the available resource elements 112. The coordination also ensures that every user accesses the specified time-frequency pattern (e.g. channel access pattern 110) precisely. This aspect enables the receiver 104 to convert the necessary 2D detection of the basic sequence (= basic jump pattern 126) into a simplified 2D-DFT (DFT = discrete Fourier transformation) or 2D-FFT (FFT = fast Fourier transformation) convict. The exact process is described in more detail in subsection C.2.
Eine zyklische Faltung kann in eine DFT bzw. FFT überführt werden. Das heißt im Umkehrschluss, wird eine DFT oder FFT zur Detektion der Basissequenz 126 eingesetzt, wird eine zyklische oder zirkulare Faltung mit der erwarteten Sequenz durchgeführt. Es gibt zwar auch Techniken, mit denen sich eine lineare Faltung mittels FFT durchführen lässt, diese Techniken seien hier aber außen vorgestellt und werden hier nicht angewandt. A cyclic convolution can be converted into a DFT or FFT. Conversely, if a DFT or FFT is used to detect the basic sequence 126, a cyclic or circular convolution is carried out with the expected sequence. There are also techniques with which a linear convolution can be carried out using FFT, but these techniques are presented here outside and are not used here.
Im Gegensatz zur linearen Faltung ist es bei der zirkularen Faltung möglich, (Teil- Patenpakete, welcher bei einer Zeit- oder Frequenzverschiebung, die aus dem zulässigen Bereich der Ressourcenelemente 112 fallen zyklisch wieder am anderen Ende des zulässigen Bereichs anzustellen. In contrast to the linear convolution, it is possible with the circular convolution (partial packet packages, which in the case of a time or frequency shift, which from the permissible The area of the resource elements 112 are cyclically to be employed again at the other end of the permissible area.
Fig. 32 zeigt das Szenario aus Fig. 31, wobei der zweite Teilnehmer (User 2) nun einen Frequenzkanaloffset von zwei Kanälen erfahren hat. Dadurch liegt eines der (Teil- )Datenpakete außerhalb des zulässigen Bereichs des Ressourcen-Frames. 32 shows the scenario from FIG. 31, the second subscriber (user 2) now having experienced a frequency channel offset of two channels. As a result, one of the (partial) data packets is outside the permissible range of the resource frame.
Im Detail zeigt Fig. 32 zeigt in einem Diagramm eine durch ein Sprungmuster 116 angegebene Belegung von Ressourcenelementen 118 und durch zwei andere Sprungmuster 117_1 , 117_2 zweier anderer Teilnehmers angegebene Belegungen vonIn detail, FIG. 32 shows, in a diagram, an allocation of resource elements 118 indicated by a jump pattern 116 and an allocation of resource elements 118 indicated by two other jump patterns 117_1, 117_2 of two other subscribers
Ressourcenelementen 119_1 , 119_2 der von dem Kommunikationssystem 102 verwendbaren Ressourcenelemente 112, wobei das Sprungmuster 116 und die zwei anderen Sprungmuster 117_1 , 117_2 von dem gleichen Grundsprungmuster abgeleitet sind, wobei ein Sprung des anderen Sprungmusters 117_1 außerhalb eines zulässigen Bereichs der verwendbaren Ressourcenelemente 112 des Kommunikationssystems 102 liegt. In Fig. 32 beschreibt die Ordinate die Frequenz in Frequenzkanälen und die Abszisse die Zeit in Zeitschlitzen. Im Gegensatz zu Fig. 31, wird das erste andere Sprungmuster 117_1 von dem Grundsprungmuster 126 basierend auf einer Verschiebung des Grundsprungmusters 126 von Null Zeitschlitzen und zwei (+2) Frequenzkanälen abgeleitet, was dazu führt, dass ein Sprung außerhalb der verwendbaren Ressourcenelemente 112 des Kommunikationssystems 102 liegt. Resource elements 119_1, 119_2 of the resource elements 112 usable by the communication system 102, the jump pattern 116 and the two other jump patterns 117_1, 117_2 being derived from the same basic jump pattern, with a jump of the other jump pattern 117_1 outside a permissible range of the usable resource elements 112 of the communication system 102 lies. In FIG. 32, the ordinate describes the frequency in frequency channels and the abscissa the time in time slots. In contrast to FIG. 31, the first other hop pattern 117_1 is derived from the basic hop pattern 126 based on a shift of the basic hop pattern 126 from zero time slots and two (+2) frequency channels, which results in a hop outside the usable resource elements 112 of the communication system 102 is located.
Mit anderen Worten, Fig. 32 zeigt das Szenario aus Fig. 31 wobei auf den zweiten Teilnehmer (User 2) ein Frequenzkanaloffset, so dass eine der durch das Sprungmuster 117_1 angegebenen Ressourcenelemente 119_1 (oder der (Teil-)Datenpakete) außerhalb des zulässigen Ressourcen-Frames liegt. In other words, FIG. 32 shows the scenario from FIG. 31 wherein a frequency channel offset is applied to the second subscriber (user 2) so that one of the resource elements 119_1 (or the (partial) data packets) specified by the jump pattern 117_1 is outside the permissible resource Frames lies.
Bei Anwendung ohne zyklische Verschiebung wäre ein solcher Frequenzkanaloffset nicht möglich gewesen, da durch die lineare 2D-Detektion diese Verschiebung in Frequenzrichtung nicht abgedeckt und auch die Aussendung des einen (Teil-)Datenpakets nicht möglich wäre. If used without a cyclic shift, such a frequency channel offset would not have been possible, since the linear 2D detection does not cover this shift in the frequency direction and the transmission of one (partial) data packet would also not be possible.
Wird nun eine zyklische Verschiebung angewandt, wird das eine Ressourcenelement 119_1 (oder das eine (Teil-)Datenpaket), welches außerhalb des zulässigen Bereichs liegt, bei gleichem Zeitindex unten wieder angestellt, wodurch sich Fig. 33 ergibt. Im Detail zeigt Fig. 33 zeigt in einem Diagramm eine durch ein Sprungmuster 116 angegebene Belegung von Ressourcenelementen 118 und durch zwei andere Sprungmuster 117_1 , 117_2 zweier anderer Teilnehmers angegebene Belegungen vonIf a cyclical shift is now applied, the one resource element 119_1 (or the one (partial) data packet) which lies outside the permissible range is switched on again with the same time index below, which results in FIG. 33. In detail, FIG. 33 shows, in a diagram, an allocation of resource elements 118 indicated by a jump pattern 116 and allocations of resource elements 118 indicated by two other jump patterns 117_1, 117_2 of two other subscribers
Ressourcenelementen 119 _ 1 , 119_2 der von dem Kommunikationssystem 102 verwendbaren Ressourcenelemente 112, wobei das Sprungmuster 116 und die zwei anderen Sprungmuster 117_1, 117_2 von dem gleichen Grundsprungmuster abgeleitet sind, wobei ein Sprung des anderen Sprungmusters 117_1 , der durch die Verschiebung außerhalb des zulässigen Bereichs der verwendbaren Ressourcenelemente 112 des Kommunikationssystems 102 liegen würde (siehe Fig. 32), wieder in den zulässigen Bereich der verwendbaren Ressourcenelemente 112 zyklisch verschoben wird. In Fig. 32 beschreibt die Ordinate die Frequenz in Frequenzkanälen und die Abszisse die Zeit in Zeitschlitzen. Im Gegensatz zu Fig. 31 , wird das erste andere Sprungmuster 117_1 von dem Grundsprungmuster 126 basierend auf einer Verschiebung des Grundsprungmusters 126 von Null Zeitschlitzen und zwei (+2) Frequenzkanälen abgeleitet, was dazu führt, dass ein Sprung außerhalb der verwendbaren Ressourcenelemente 112 des Kommunikationssystems 102 liegt. Mit anderen Worten, Fig. 33 zeigt das Szenario aus Fig. 32 mit zyklischer Verschiebung der (Teil-)Datenpakete, welche nicht im gültigen Bereich des Ressourcen-Frames liegen. Resource elements 119_1, 119_2 of the resource elements 112 that can be used by the communication system 102, the jump pattern 116 and the two other jump patterns 117_1, 117_2 being derived from the same basic jump pattern, with a jump of the other jump pattern 117_1 resulting from the shift outside the permissible range of the usable resource elements 112 of the communication system 102 would be (see FIG. 32), is cyclically shifted back into the permissible range of the usable resource elements 112. In FIG. 32, the ordinate describes the frequency in frequency channels and the abscissa the time in time slots. In contrast to FIG. 31, the first other hop pattern 117_1 is derived from the basic hop pattern 126 based on a shift of the basic hop pattern 126 from zero time slots and two (+2) frequency channels, which results in a hop outside the usable resource elements 112 of the communication system 102 is located. In other words, FIG. 33 shows the scenario from FIG. 32 with cyclical shifting of the (partial) data packets which are not in the valid range of the resource frame.
Wie in Fig. 33 zu erkennen ist, liegt das zweite Teil-Datenpaket nun nicht mehr bei Frequenzindex cC + 1 , sondern bei Index cO und ist somit wieder im gültigen Bereich. As can be seen in FIG. 33, the second partial data packet is now no longer at frequency index cC + 1, but at index cO and is thus again in the valid range.
Durch die zyklische Verschiebung des (Teil-)Datenpakets in Frequenzrichtung kann ein (Teil- )Datenpaket, welches in der Basis-Sequenz einen größeren Frequenzkanalindex als ein anderes (Teil-)Datenpaket hat, nun einen kleineren Frequenzkanalindex besitzen. Die aufgezeigte zyklische Verschiebung aus Fig. 33 gilt analog für die Zeitachse, eine Verschiebung in Zeitschlitzen wird deshalbhier nicht weiter erläutert. As a result of the cyclical shifting of the (partial) data packet in the frequency direction, a (partial) data packet, which in the basic sequence has a larger frequency channel index than another (partial) data packet, can now have a smaller frequency channel index. The shown cyclical shift from FIG. 33 applies analogously to the time axis, a shift in time slots is therefore not explained further here.
Bei Ausführungsbeispielen werden alle (Teil-)Datenpakete (oder alle durch ein Sprungmuster angegebene Ressourcenelemente), welche bei einer Verschiebung in Zeit- oder Frequenzrichtung aus dem zulässigen Ressourcen-Frame fallen, zyklisch wieder in den zulässigen Bereich verschoben. In exemplary embodiments, all (partial) data packets (or all resource elements indicated by a jump pattern) which fall out of the permissible resource frame in the event of a shift in time or frequency direction are cyclically shifted back into the permissible range.
Durch die zyklische Verschiebung stehen jedem Nutzer in dem genannten Beispiel nun nicht mehr nur die 12 möglichen Sprungmuster, welche durch die Verschiebung der Basissequenz (= Grundsprungmuster 126) generiert werden, zu Verfügung, sondern insgesamt stehen nun tT * cC virtuelle Sprungmuster bereit. Im Beispiel sind dies 8*8 = 64 Sprungmuster. Der Ablauf in einem Sender 106 könnte beispielhaft folgendermaßen realisiert werden. As a result of the cyclical shift, each user in the example cited no longer only has the 12 possible jump patterns that are generated by shifting the basic sequence (= basic jump pattern 126), but a total of tT * cC virtual jump patterns are now available. In the example these are 8 * 8 = 64 jump patterns. The sequence in a transmitter 106 could be implemented as follows, for example.
1. Wahl der Basissequenz (= Grundsprungmuster) (falls mehr als eine zur Verfügung steht) 1. Choice of the basic sequence (= basic jump pattern) (if more than one is available)
2. (Zufällige) Auswahl eines Zeitschlitzoffsets 2. (Random) selection of a time slot offset
3. (Zufällige) Auswahl eines Frequenzkanaloffsets 3. (Random) selection of a frequency channel offset
4. Zyklische Verschiebung aller (Teil-)Datenpakete (oder aller durch ein Sprungmuster angegebene Ressourcenelemente), welche außerhalb des zulässigen Bereichs liegen 4. Cyclical shifting of all (partial) data packets (or all resource elements specified by a jump pattern) which are outside the permissible range
Bei der zyklischen Verschiebung wird für jedes (Teil-)Datenpaket (oder angegebenes Ressourcenelement) geprüft, ob es innerhalb des gültigen Bereichs des Ressourcen-Frames liegt. In the case of cyclical shifting, each (partial) data packet (or specified resource element) is checked to determine whether it is within the valid range of the resource frame.
Eine einfachere Methode dies sicherzustellen, ist es auf jeden berechneten Zeitschlitzindex, welcher durch nach aufbringen des Zeitschlitzoffsets berechnet wurde, eine Modulo tT Operation anzuwenden, somit wird sichergestellt, dass jeder Index innerhalb des zulässigen Bereichs liegt. In ähnlicher Weise kann dies für die Frequenzkanalindizes erfolgen. A simpler method of ensuring this is to apply a modulo tT operation to each calculated time slot index that was calculated after applying the time slot offset, thus ensuring that each index is within the permissible range. This can be done in a similar way for the frequency channel indices.
Bei Ausführungsbeispielen kann nach dem Aufbringen eines Zeitschlitz- und Frequenzkanaloffsets in beiden Dimensionen eine Modulo-Operation durchgeführt werden, um die zyklische Verschiebung zu erreichen. In exemplary embodiments, after applying a time slot and frequency channel offset, a modulo operation can be carried out in both dimensions in order to achieve the cyclical shift.
Ein wichtiges Designkriterium bei der Wahl der Sprungmuster ist es, dass neben den guten Autokorrelations- und Kreuzkorrelationseigenschaften eine möglichst gleichmäßige Auslastung aller Ressourcenelemente zu erhalten. An important design criterion when choosing the jump pattern is that, in addition to the good autocorrelation and cross-correlation properties, the utilization of all resource elements is as uniform as possible.
Unter der Annahme, dass zumindest so viele Frequenzkanäle wie (Teil-)Datenpakete vorliegen, wurde in den bisherigen Systemen immer versucht jedem Frequenzkanal nur maximal ein (Teil-)Datenpaket zuzuweisen. Assuming that there are at least as many frequency channels as there are (partial) data packets, previous systems have always tried to assign a maximum of one (partial) data packet to each frequency channel.
Durch die Aufbringung eines Frequenzkanaloffsets und der zyklischen Verschiebung ist es nun jedem (Teil-)Datenpaket möglich, jeden zulässigen Frequenzkanalindex anzunehmen. Damit besteht die Möglichkeit einen Frequenzkanal mehrfach zu belegen. Unter der Annahme, dass alle möglichen Frequenzkanaloffsets gleich häufig eingesetzt werden, ergibt sich in Summe wieder eine gleiche Auslastung aller Frequenzkanäle. By applying a frequency channel offset and the cyclical shift, it is now possible for each (partial) data packet to accept any permissible frequency channel index. This means that a frequency channel can be assigned multiple times. Assuming that all possible frequency channel offsets are used with the same frequency, the total again results in the same utilization of all frequency channels.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Verteilung der (Teil-)Datenpakete der Basissequenz auf die Frequenzkanäle muss nicht gleichmäßig erfolgen. In exemplary embodiments, the (partial) data packets of the basic sequence need not be distributed uniformly over the frequency channels.
C.2 Vereinfachte Detektion im Empfänger mittels einer 2D-DFT / 2D-FFT C.2 Simplified detection in the receiver using a 2D-DFT / 2D-FFT
Die folgenden Ausführungsbeispiele beziehen sich auf den Datenempfänger 106 eines Funkkommunikationssystems 102, wobei eine koordinierende Instanz die zur Verfügung stehenden Ressourcenelemente 112 definiert und an die Teilnehmer (User), wie z.B. Datensender 106, mitteilt. The following exemplary embodiments relate to the data receiver 106 of a radio communication system 102, with a coordinating entity defining the available resource elements 112 and communicating them to the subscribers (users), such as data transmitters 106.
Weiterhin wird vorausgesetzt, dass die Teilnehmer (User) durch ein vorheriges Ereignis (z.B. durch die Aussendung eines Beacon-Signals oder Steuersignals 120) bereits soweit synchronisiert sind, dass folgende Toleranzen bei der Übertragung eines (Teil-)Datenpakets in einem Ressourcenelement eingehalten werden: Furthermore, it is assumed that the participants (users) are already synchronized by a previous event (e.g. by sending a beacon signal or control signal 120) to such an extent that the following tolerances are observed when transmitting a (partial) data packet in a resource element:
Dt <= T/2 Dt <= T / 2
Df <— fsym/4 Df <- f sym / 4
Wobei T der Symboldauer und fsym der Symbolrate entspricht. Where T corresponds to the symbol duration and f sy m to the symbol rate.
Außerdem wird davon ausgegangen, dass in zumindest zwei (Teil-)Datenpaketen (der Mehrzahl von Teil-Datenpaketen, in die das Datenpaket unterteilt ist) eine Pilotsequenz eingebracht ist, was jedoch im Allgemeinen keine Einschränkung bedeutet, da diese aus Synchronisationszwecken typischerweise bereits vorhanden ist. It is also assumed that a pilot sequence is introduced into at least two (partial) data packets (the plurality of partial data packets into which the data packet is subdivided), which, however, generally does not mean a restriction, since this is typically already present for synchronization purposes .
Die Detektion eines Telegramms oder Datenpakets mit verteilter Pilotsequenz in den (Teil- )Datenpaketen läuft typischerweise in folgenden Schritten ab: The detection of a telegram or data packet with a distributed pilot sequence in the (partial) data packets typically takes place in the following steps:
1. Symbolrückgewinnung 1. Symbol recovery
2. Korrelation auf die (Teil-)Pilotsequenzen in den (Teil-)Datenpaketen 2. Correlation to the (partial) pilot sequences in the (partial) data packets
3. Kombination der Ergebnisse der Korrelation auf den (Teil-)Pilotsequenzen entsprechend dem Sprungmuster zu einem Gesamtkorrelationsergebnis 4. Detektion aller Zeitpunkte, an denen das Gesamtkorrelationsergebnis einen definierten Schwellwert übersteigt 3. Combination of the results of the correlation on the (partial) pilot sequences according to the jump pattern to form an overall correlation result 4. Detection of all times at which the overall correlation result exceeds a defined threshold value
Dieser Prozess wird bei Verwendung eines Sprungmusters 116 exakt einfach durchlaufen. Wird nun ein weiteres Sprungmuster 117 definiert, können die Ergebnisse der Symbolrückgewinnung und die Ergebnisse der Korrelation auf den Pilotsequenzen wiederverwendet werden, jedoch muss die Kombination entsprechend dem Sprungmuster für das weitere Sprungmuster erneut berechnet werden. Ebenfalls muss eine weitere Detektion der Zeitpunkte, welche über dem Schwellwert liegen, durchgeführt werden. This process is run through exactly simply when using a jump pattern 116. If a further jump pattern 117 is now defined, the results of the symbol recovery and the results of the correlation can be reused on the pilot sequences, but the combination must be recalculated according to the jump pattern for the further jump pattern. A further detection of the times which are above the threshold value must also be carried out.
Mit ansteigender Anzahl an Sprungmustern 116,117, müssen somit immer mehr Kombinationen zu den Gesamtergebnissen nach Schritt 3 und mehrere Detektionen nach Schritt 4 parallel laufen, was den Rechenaufwand erheblich steigert. With an increasing number of jump patterns 116, 117, more and more combinations of the overall results after step 3 and several detections after step 4 have to run in parallel, which increases the computational effort considerably.
In Unterabschnitt C.1 wurde gezeigt, wie aus einer Basissequenz (=Grundsprungmuster 126) mehrere Sprungmuster 116,117_1 , 117_2 erzeugt werden können, in dem ein Zeitschlitz- und Frequenzkanaloffset auf die jeweiligen angegebenen Ressourcenelemente 118,119_1 , 119_2 (z.B. (Teil-)Datenpakete) addiert wird. Mit dem oben beschriebenen Verfahren müsste für jedes virtuell erzeugte Sprungmuster 116,117_1 , 117_2 durch Zeit- und/oder Frequenzoffset eine weitere Kombination und Detektion gerechnet werden, so als wenn es unabhängige Sprungmuster wären. In subsection C.1 it was shown how several jump patterns 116, 117_1, 117_2 can be generated from a basic sequence (= basic jump pattern 126), in which a time slot and frequency channel offset to the respective specified resource elements 118, 119_1, 119_2 (e.g. (partial) data packets ) is added. With the method described above, a further combination and detection would have to be calculated for each virtually generated jump pattern 116, 117_1, 117_2 by time and / or frequency offset, as if they were independent jump patterns.
Mit einem Standard-Empfänger lässt sich somit durch den Einsatz von zirkularen Sprungmustern nach der Grundidee kein Performancegewinn (aber auch kein Verlust) hinsichtlich der Rechenleistung erzielen. With a standard receiver, using circular jump patterns according to the basic idea, no performance gain (but also no loss) in terms of computing power can be achieved.
Die in Schritt zwei beschriebene Korrelation auf den Pilot-Sequenzen wird für jedes Ressourcenelement 112 in jedem Zeitschlitz und jedem Frequenzkanal durchgeführt. Als Ergebnis dieser Korrelation erhält man somit für jedes Ressourcenelement in Zeit- und Frequenz ein Korrelationsergebnis. Mit andern Worten, man erhält einen 2D-Array (166) mit Korrelationsergebnissen k[t, c], welches, für das Beispielsystem aus Unterabschnitt C.1 , in Fig. 34 gezeigt ist. The correlation on the pilot sequences described in step two is carried out for each resource element 112 in each time slot and each frequency channel. As a result of this correlation, a correlation result is thus obtained for each resource element in terms of time and frequency. In other words, a 2D array (166) with correlation results k [t, c] is obtained, which is shown in FIG. 34 for the example system from subsection C.1.
Im Detail zeigt Fig. 34 in einem Diagramm ein zwei-dimensionales (2D) Array (166) von Korrelationsergebnissen, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In Fig. 34 beschreibt die Ordinate die Frequenz in Frequenzkanälen und die Abszisse die Zeit in Zeitschlitzen. Mit anderen Worten, Fig. 34 zeigt ein Beispiel eines 2D-Arrays (166) mit Korrelationsergebnissen aus der Korrelation auf den Pilot-Sequenzen in den (Teil- Patenpaketen. In detail, FIG. 34 shows in a diagram a two-dimensional (2D) array (166) of correlation results, according to an exemplary embodiment of the present invention. In FIG. 34, the ordinate describes the frequency in frequency channels and the abscissa the time in time slots. In other words, FIG. 34 shows an example of a 2D array (166) with Correlation results from the correlation on the pilot sequences in the (partial sponsorship packages.
Wie in Fig. 34 zu erkennen ist, sind den Elementen des zwei-dimensionalen Arrays (166) von 5 Korrelationsergebnissen die verwendbaren Ressourcenelemente 112 des Kommunikationssystems 102 entsprechend der Lage der verwendbarenAs can be seen in FIG. 34, the elements of the two-dimensional array (166) of 5 correlation results are the usable resource elements 112 of the communication system 102 according to the position of the usable ones
Ressourcenelemente 112 in der Zeit und Frequenz zugeordnet. Bei der Überführung der Korrelationsergebnisse in das zwei-dimensionale Array (166) von Korrelationsergebnissen können Frequenzkanäle und/oder Zeitschlitze, die nicht Teil der verwendbaren0 Ressourcenelemente 112 des Kommunikationssystems sind, ausgeblendet werden, d.h. Lücken in der Zeit und/oder Frequenz zwischen den verwendbaren Ressourcenelementen können ausgespart werden. Dies ist beispielsweise insbesondere dann der Fall, wenn die verwendbaren Ressourcenelemente 112 durch ein Kanalzugriffsmuster 110 angegeben sind. 5 Ausführungsbeispielen liegt die Idee zugrunde, dass die Kombination derResource elements 112 allocated in time and frequency. When transferring the correlation results into the two-dimensional array (166) of correlation results, frequency channels and / or time slots that are not part of the usable resource elements 112 of the communication system can be masked out, i.e. gaps in time and / or frequency between the usable resource elements can be left out. This is particularly the case, for example, when the usable resource elements 112 are indicated by a channel access pattern 110. 5 exemplary embodiments is based on the idea that the combination of
Korrelationsergebnisse aus der Korrelation auf den Pilotsequenzen in Grunde wieder einer Korrelation entspricht. Hierfür stellt die Basissequenz (=Grundsprungmuster 126) im 2D- Raster die Referenzsequenz dar. Typischerweise ist die Kohärenz zwischen den (Teil- Patenpaketen aufgrund von Reduktion des Stromverbrauchs im Sender 106 nicht gegeben,0 so dass die Ergebnisse der Korrelation auf den Pilotsequenzen nicht kohärent gespeichert werden (z. B. durch Betragsbildung). Somit handelt es sich bei der Kombination der Ergebnisse der Korrelation auf die Pilotsequenzen um eine rein reelwertige Operation, wodurch bei Überführung der Kombination in eine Korrelation die Eingangsdaten ebenfalls reelwertig sind. 5 Correlation results from the correlation on the pilot sequences basically correspond to a correlation again. For this purpose, the basic sequence (= basic jump pattern 126) in the 2D grid represents the reference sequence. Typically, the coherence between the (partial packet packages is not given due to the reduction in power consumption in the transmitter 106, 0 so that the results of the correlation on the pilot sequences are not coherent The combination of the results of the correlation on the pilot sequences is therefore a purely real-valued operation, so that when the combination is converted into a correlation, the input data are also real-valued
Zur Erzeugung der Referenzsequenz für die Korrelation über das Sprungmuster wird ein 2D- Array (168) erstellt werden, welches die gleiche Größe wie das 2D-Array (166) mit den Ergebnissen der Korrelation auf den Pilotsequenzen hat (entspricht der Größe des Ressourcen-Frames). 0 To generate the reference sequence for the correlation via the jump pattern, a 2D array (168) is created which has the same size as the 2D array (166) with the results of the correlation on the pilot sequences (corresponds to the size of the resource frame ). 0
An allen Frequenz- / Zeitslots, an welchen in der Basissequenz ein (Teil-)Datenpaket eingebracht ist, wird eine reellwertige Zahl eingebracht werden, welche die Korrelationslänge der vorherigen Stufe wiederspiegelt (und somit normiert). Wird in allen (Teil-)Datenpaketen die gleiche Sequenz eingebracht, ist die Zahl für alle Einträge gleich und kann zur »5 Vereinfachung auf eins gesetzt werden. Die verbleibenden Ressourcenelemente, in denen in der Basissequenz (=Grundsprungmuster 126) kein (Teil-)Datenpaket eingebracht wird, werden zu Null gesetzt. Dies ist anhand des Beispiels aus Abschnitt C.1 in Fig. 35 grafisch dargestellt. At all frequency / time slots at which a (partial) data packet is included in the base sequence, a real-valued number will be included, which reflects the correlation length of the previous stage (and thus normalizes). If the same sequence is included in all (partial) data packets, the number is the same for all entries and can be set to one for »5 simplification. The remaining resource elements in which no (partial) data packet is introduced in the basic sequence (= basic jump pattern 126), are set to zero. This is shown graphically in FIG. 35 using the example from Section C.1.
Im Detail zeigt Fig. 35 in einem Diagramm ein zwei-dimensionales (2D) Array (168) von Referenzwerten, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In Fig. 35 beschreibt die Ordinate die Frequenz in Frequenzkanälen und die Abszisse die Zeit in Zeitschlitzen. Mit anderen Worten, Fig. 35 zeigt eine Referenzsequenz der Basissequenz bei Überführung der Kombination über die (Teil-) Datenpakete in eine 2D-Korrelation. Wie in Fig. 35 zu erkennen ist, weisen das zwei-dimensionale Array (166) von Korrelationsergebnissen (siehe Fig. 34) und das zwei-dimensionale Array (168) von Referenzwerten die gleiche Arraygröße auf. Wie in Fig. 35 ferner zu erkennen ist, entspricht das eindimensionale Array (168) von Referenzwerten dem Grundsprungmuster 126, d.h. Einträge des zwei-dimensionalen Arrays (168) von Referenzwerten, die den durch das Grundsprungmuster 126 angegebenen Ressourcenelementen 128 entsprechen, wird ein auf die Korrelation normierter Referenzwert zugeordnet (im Beispiel von Fig. 35 Eins (1)), während allen anderen Einträgen des zwei-dimensionalen Arrays (168) von Referenzwerten, also die Einträge, die nicht den durch das Grundsprungmuster 126 angegebenen Ressourcenelementen 128 entsprechen, auf einen festen Wert, wie z.B. Null, gesetzt werden. In detail, FIG. 35 shows in a diagram a two-dimensional (2D) array (168) of reference values, according to an exemplary embodiment of the present invention. In FIG. 35, the ordinate describes the frequency in frequency channels and the abscissa the time in time slots. In other words, FIG. 35 shows a reference sequence of the basic sequence when the combination is converted via the (partial) data packets into a 2D correlation. As can be seen in FIG. 35, the two-dimensional array (166) of correlation results (see FIG. 34) and the two-dimensional array (168) of reference values have the same array size. As can also be seen in FIG. 35, the one-dimensional array (168) of reference values corresponds to the basic jump pattern 126, ie entries of the two-dimensional array (168) of reference values which correspond to the resource elements 128 specified by the basic jump pattern 126 are displayed the correlation is assigned normalized reference value (in the example of FIG. 35 one (1)), while all other entries of the two-dimensional array (168) of reference values, i.e. the entries that do not correspond to the resource elements 128 specified by the basic jump pattern 126, appear a fixed value, such as zero, can be set.
Mit dem zweidimensionalen Ergebnis der Korrelation über die (Teil-)Pilotsequenzen in den (Teil-)Datenpaketen und der zweidimensionalen Referenzsequenz (= zwei-dimensionales Array (168) von Referenzwerten), welche mit Hilfe der Basissequenz (= Grundsprungmuster 126) erstellt wurde, lässt sich nun die 2D-Korrelation über das Sprungmuster durchführen. With the two-dimensional result of the correlation via the (partial) pilot sequences in the (partial) data packets and the two-dimensional reference sequence (= two-dimensional array (168) of reference values), which was created with the aid of the basic sequence (= basic jump pattern 126), the 2D correlation can now be carried out using the jump pattern.
Wird eine zirkulare 2D-Korrelation durchgeführt, ist die Größe am Ausgang gleich der Größe am Eingang. Im Falle, dass das gewählte Sprungmuster gleich der Basissequenz ist, liegt das Maximum der 2D-Korrelation in Zeitrichtung beim Index tO. In Frequenzrichtung beträgt der Index in diesem Fall cO. Zur Verifikation wurde ein Sprungmuster auf Basis der Basissequenz aus dem vorherigen Beispiel ohne Zeit und Frequenzoffset erzeugt. Auf Basis dieses Sprungmusters wurde eine Aussendung erzeugt, welche im Empfänger verrauscht (Es/NO = 10 dB) empfangen wurde. Fig. 36 und 37 zeigen das Ergebnis der 2D-Korrelation sowohl in Zeit- als auch in Frequenzrichtung. Im Detail zeigt Fig. 36 in einem Diagramm das Ergebnis (Amplitude) einer zweidimensionalen Korrelation des zwei-dimensionalen Arrays (166) von Korrelationsergebnissen mit dem zwei-dimensionalen Array (168) von Referenzwerten aufgetragen über die Zeit, für den Fall, dass das Sprungmuster dem Grundsprungmuster entspricht. Mit anderen Worten, Fig. 36 zeigt das Ergebnis der 2D-Korrelation in Zeitrichtung aus dem vorherigen Beispiel, wobei das Sprungmuster gleich der Basissequenz gewählt wurde. If a circular 2D correlation is carried out, the size at the output is the same as the size at the input. In the event that the selected jump pattern is the same as the basic sequence, the maximum of the 2D correlation in the time direction is at the index t0. In this case, the index in the frequency direction is cO. For verification purposes, a jump pattern was generated based on the basic sequence from the previous example without time and frequency offset. On the basis of this jump pattern, a transmission was generated which was received in the receiver with noise (ES / NO = 10 dB). 36 and 37 show the result of 2D correlation in both time and frequency directions. In detail, FIG. 36 shows in a diagram the result (amplitude) of a two-dimensional correlation of the two-dimensional array (166) of correlation results with the two-dimensional array (168) of reference values plotted over time, for the case that the jump pattern corresponds to the basic jump pattern. In other words, FIG. 36 shows the result of the 2D correlation in the time direction from the previous example, the jump pattern being chosen to be the same as the basic sequence.
Fig. 37 zeigt in einem Diagramm das Ergebnis (Amplitude) einer zwei-dimensionalen Korrelation des zwei-dimensionalen Arrays (166) von Korrelationsergebnissen mit dem zweidimensionalen Array (168) von Referenzwerten aufgetragen über die Frequenz, für den Fall, dass das Sprungmuster dem Grundsprungmuster entspricht. Mit anderen Worten, Fig. 37 zeigt das Ergebnis der 2D-Korrelation in Frequenzrichtung aus dem vorherigen Beispiel, wobei das Sprungmuster gleich der Basissequenz gewählt wurde. 37 shows in a diagram the result (amplitude) of a two-dimensional correlation of the two-dimensional array (166) of correlation results with the two-dimensional array (168) of reference values plotted against the frequency, for the case that the jump pattern corresponds to the basic jump pattern corresponds to. In other words, FIG. 37 shows the result of the 2D correlation in the frequency direction from the previous example, the hopping pattern being chosen to be the same as the basic sequence.
Wie in Fig. 36 und 37 zu erkennen ist, liegt das Maximum sowohl in Zeit- als auch in Frequenzrichtung beim Index 0, was dem Index tO bzw. cO entspricht. As can be seen in FIGS. 36 and 37, the maximum lies both in the time and in the frequency direction at the index 0, which corresponds to the index t0 and c0, respectively.
Im nächsten Schritt wurde aus das vorherige Beispiel bei der Generierung des Sprungmusters nun ein Zeitoffset von zwei Zeitslots und ein Frequenzoffset von sechs Kanälen auf die Basissequenz addiert. Alle Teilpakete, welche durch die Zeit- und Frequenzverschiebung aus dem Ressourcen-Frame gefallen sind, wurden zyklisch wieder am anderen Ende angefügt (wie in Abschnitt C.1 beschrieben). Am Empfänger 104 wurde das Signal wieder mit Rauschen (Es/NO = 10 dB) empfangen und die 2D-Korrelation mit der Referenzsequenz berechnet. Das Ergebnis ist in Fig. 38 und 39 für die Zeit- und Frequenzachse zu sehen. In the next step, when generating the jump pattern, a time offset of two time slots and a frequency offset of six channels were added to the basic sequence from the previous example. All sub-packets that have dropped out of the resource frame due to the time and frequency shift were added cyclically to the other end (as described in Section C.1). At the receiver 104, the signal was received again with noise (Es / NO = 10 dB) and the 2D correlation with the reference sequence was calculated. The result can be seen in Figs. 38 and 39 for the time and frequency axes.
Im Detail zeigt Fig. 38 in einem Diagramm das Ergebnis (Amplitude) einer zweidimensionalen Korrelation des zwei-dimensionalen Arrays (166) von Korrelationsergebnissen mit dem zwei-dimensionalen Array (168) von Referenzwerten aufgetragen über die Zeit, für den Fall, dass das Sprungmuster gegenüber dem Grundsprungmuster um zwei Zeitschlitze und sechs Frequenzkanäle vorschoben wurde. Mit anderen Worten, Fig. 38 zeigt das Ergebnis der 2D-Korrelation in Zeitrichtung aus dem vorherigen Beispiel, wobei das Sprungmuster zur Basissequenz um zwei Zeitschlitze und sechs Frequenzkanäle vorschoben wurde. Fig. 39 zeigt in einem Diagramm das Ergebnis (Amplitude) einer zwei-dimensionalen Korrelation des zwei-dimensionalen Arrays (166) von Korrelationsergebnissen mit dem zweidimensionalen Array (168) von Referenzwerten aufgetragen über die Frequenz, für den Fall, dass das Sprungmuster gegenüber dem Grundsprungmuster um zwei Zeitschlitze und sechs Frequenzkanäle vorschoben wurde. Mit anderen Worten, Fig. 39 zeigt das Ergebnis der 2D- Korrelation in Frequenzrichtung aus dem vorherigen Beispiel, wobei das Sprungmuster zur Basissequenz um zwei Zeitschlitze und sechs Frequenzkanäle vorschoben wurde. In detail, FIG. 38 shows in a diagram the result (amplitude) of a two-dimensional correlation of the two-dimensional array (166) of correlation results with the two-dimensional array (168) of reference values plotted over time, for the case that the jump pattern was advanced by two time slots and six frequency channels compared to the basic hopping pattern. In other words, FIG. 38 shows the result of the 2D correlation in the time direction from the previous example, the hopping pattern being advanced by two time slots and six frequency channels to the basic sequence. 39 shows in a diagram the result (amplitude) of a two-dimensional correlation of the two-dimensional array (166) of correlation results with the two-dimensional array (168) of reference values plotted against the frequency, for the case that the jump pattern is compared to the Basic hopping pattern was advanced by two time slots and six frequency channels. In other words, FIG. 39 shows the result of the 2D correlation in the frequency direction from the previous example, the hopping pattern being advanced by two time slots and six frequency channels to the basic sequence.
Im Vergleich zu Fig. 36 und 38 zeigt sich, dass die Höhe des Maximums (nahezu, Einfluss durch Rauschen) unverändert ist. Die Zeit- und Frequenzlage des Maximums ist entsprechend den im Sender eingefügten Offsets von zwei Zeitschlitzen und sechs Frequenzkanälen verschoben. In comparison with FIGS. 36 and 38, it can be seen that the height of the maximum (almost, influence from noise) is unchanged. The time and frequency position of the maximum is shifted according to the offsets of two time slots and six frequency channels inserted in the transmitter.
Mit Hilfe einer 2D-Korrelation auf den Ergebnissen der Pilotsequenzkorrelation in den (Teil- Patenpaketen lässt sich somit die Kombination der Ergebnisse entsprechend des Sprungmusters effektiv gestalten, falls alle gewählten Sprungmuster auf der gleichen Basissequenz (siehe Grundidee) beruhen. Durch Extraktion des Zeit- und Frequenzindex aus der Korrelation lässt sich der respektive Zeit- und Frequenzoffset des verwendeten Sprungmusters extrahieren. With the help of a 2D correlation based on the results of the pilot sequence correlation in the (partial package), the combination of the results according to the jump pattern can be effectively designed if all selected jump patterns are based on the same basic sequence (see basic idea) The frequency index from the correlation can be used to extract the respective time and frequency offset of the jump pattern used.
Bei Ausführungsbeispielen wird anstelle einer Kombination der Ergebnisse der Korrelation auf der Pilotsequenz in den (Teil-)Datenpaketen entsprechend dem Sprungmuster eine 2D- Korrelation durchgeführt. In exemplary embodiments, instead of a combination of the results of the correlation on the pilot sequence in the (partial) data packets, a 2D correlation is carried out in accordance with the jump pattern.
Aus der Signaltheorie ist bekannt, dass sich eine Faltung im Zeitbereich durch eine Multiplikation im Frequenzbereich darstellen lässt [6]. Hierbei werden beide Signale der Faltung in den Frequenzbereich transformiert. Dies geschieht typischerweise mit Hilfe einer DFT oder FFT. It is known from signal theory that a convolution in the time domain can be represented by a multiplication in the frequency domain [6]. Here, both signals of the convolution are transformed into the frequency domain. This is typically done with the help of a DFT or FFT.
Eine Korrelation ist der Faltung sehr ähnlich, wobei eine Korrelation in eine Faltung überführt werden kann, wenn entweder das Referenzsignal oder das zu untersuchende Signal gespiegelt werden. Für die Durchführung einer Korrelation im Frequenzbereich gilt somit folgender Zusammenhang: A correlation is very similar to convolution, whereby a correlation can be converted into a convolution if either the reference signal or the signal to be examined are mirrored. The following relationship therefore applies to performing a correlation in the frequency domain:
Corr = IDFT( DFT(ln) DFT( mirror(Ref)* ) ) Bei hinreichend großen Größen für die (l)DFT reduziert dies den Rechenaufwand im Vergleich zur Korrelation im Zeitbereich. Corr = IDFT (DFT (ln) DFT (mirror (Ref) * )) With sufficiently large sizes for the (1) DFT, this reduces the computational effort compared to the correlation in the time domain.
Der oben gezeigte Zusammenhang gilt ebenfalls bei mehrdimensionalen Signalen. Im Beispiel eines zweidimensionalen Signals, wie es nach der Korrelation auf den Pilotsequenzen vorliegt, wird anstelle der eindimensionalen (l)DFT eine zweidimensionale (l)DFT durchgeführt, der Zusammenhang lautet wie folgt: The relationship shown above also applies to multidimensional signals. In the example of a two-dimensional signal, as it is present after the correlation on the pilot sequences, a two-dimensional (l) DFT is carried out instead of the one-dimensional (l) DFT, the relationship is as follows:
Corr = IDFT2( DFT2(ln) · DFT2( mirror(Ref)* ) ) Corr = IDFT2 (DFT2 (ln) DFT2 (mirror (Ref) * ))
Es gilt zu beachten, dass die Spiegelung der Referenzsequenz an allen (im Beispiel beiden) Achsen erfolgt. It should be noted that the reference sequence is mirrored on all (in the example both) axes.
Ein weiterer Aspekt wird bei der Durchführung der Korrelation im Frequenzbereich beachtet. Bei der DFT/FFT handelt es sich um zyklische Operationen und somit entspricht die Ausgangsgröße, anders als bei der linearen Korrelation/Faltung, genau der Größe der Eingangsdaten. Es gibt jedoch Techniken mit denen die zyklische Faltung im Frequenzbereich in eine lineare Faltung überführt werden kann. Another aspect is taken into account when performing the correlation in the frequency domain. The DFT / FFT are cyclic operations and thus, unlike the linear correlation / convolution, the output size corresponds exactly to the size of the input data. However, there are techniques with which the cyclic convolution in the frequency domain can be converted into a linear convolution.
Durch die Definition der zyklischen Sprungmuster aus Unterabschnitt C.1 ist eine zyklische Korrelation jedoch gerade von Vorteil, da so mit einer Transformation in den Frequenzbereich, dortiger Multiplikation im Frequenzbereich und anschließender Rücktransformation in den Zeitbereich alle möglichen Zeit- und Frequenzoffsets untersucht werden können. Dies ist gerade bei großen Größen des Ressourcen-Frames von Vorteil, da sehr viel Rechenleistung gespart werden kann. Due to the definition of the cyclic jump pattern from subsection C.1, a cyclic correlation is particularly advantageous, since all possible time and frequency offsets can be examined with a transformation in the frequency domain, multiplication there in the frequency domain and subsequent transformation back into the time domain. This is particularly advantageous when the resource frame is large, since a great deal of computing power can be saved.
Bei Ausführungsbeispielen wird die 2D-Korrelation im Frequenzbereich durchgeführt. Hierfür werden das zu untersuchende Signal und die gespiegelte Referenzsequenz mittels DFT/FFT transformiert und anschließend multipliziert. Das Ergebnis der Korrelation erhält man durch Anwenden einer IDFT/IFFT auf dem Multiplikationsergebnis. In exemplary embodiments, the 2D correlation is carried out in the frequency domain. For this purpose, the signal to be examined and the mirrored reference sequence are transformed using DFT / FFT and then multiplied. The result of the correlation is obtained by applying an IDFT / IFFT to the multiplication result.
Häufig sind in den Empfängern sog. DSP (DSP = digital Signal processors, dt. digitale Signalprozessoren) verbaut. Diese Signalprozessoren stellen Bibliotheken zur effektiven Signalverarbeitung zur Verfügung. Darunter befindet sich im Normalfall auch eine DFT/FFT. In den wenigsten Fällen wird es jedoch eine mehrdimensionale FFT geben. Eine Ausnahme stellen hierbei die Signalprozessoren für die Bildverarbeitung dar. Steht auf dem DSP keine optimierte Bibliothek zur Verfügung, welche eine mehrdimensionale DFT/FFT besitzt, muss für das oben beschriebene Verfahren die DFT/FFT „zu Fuß“ gerechnet werden. Somit können die Optimierungen des Signalprozessors nicht genutzt werden. So-called DSPs (DSP = digital signal processors) are often built into the receivers. These signal processors provide libraries for effective signal processing. Normally there is also a DFT / FFT underneath. In very few cases, however, there will be a multi-dimensional FFT. The signal processors for image processing are an exception here. If there is no optimized library available on the DSP that has a multi-dimensional DFT / FFT, the DFT / FFT must be calculated “on foot” for the procedure described above. This means that the optimizations of the signal processor cannot be used.
Dieses Problem kann umgangen werden, indem die Ressourcenelemente (zweidimensional, Zeit- und Frequenzebene) virtuell in eine eindimensionale Ebene überführt werden. Zusätzlich zur Transformation der zu untersuchenden Ressourcenelemente wird natürlich auch das zweidimensionale Referenz-Array transformiert. Für das Beispiel aus Unterabschnitt C.1 mit 8x8 Ressourcenelementen ist dies in Fig. 40 skizziert. This problem can be circumvented by virtually transferring the resource elements (two-dimensional, time and frequency levels) to a one-dimensional level. In addition to the transformation of the resource elements to be examined, the two-dimensional reference array is of course also transformed. This is sketched in FIG. 40 for the example from subsection C.1 with 8 × 8 resource elements.
Im Detail zeigt Fig. 40 eine schematische Ansicht einer Transformation des zwei dimensionalen Arrays (168) von Referenzwerten aus Fig. 35 in eine virtuelle eindimensionale Ebene. Mit anderen Worten, Fig. 40 zeigt eine Transformation der Referenzsequenz aus Fir. 36 auf eine virtuelle eindimensionale Ebene. In detail, FIG. 40 shows a schematic view of a transformation of the two-dimensional array (168) of reference values from FIG. 35 into a virtual one-dimensional plane. In other words, FIG. 40 shows a transformation of the reference sequence from Fir. 36 on a virtual one-dimensional plane.
Ähnlich zu Fig. 40 erfolgt dies auch für das zu untersuchende Array (166) mit den Ressourcenelementen (zwei-dimensionale Array (166) von Korrelationsergebnissen (siehe Fig. 34)). Anschließend können beide eindimensionalen Arrays mit Hilfe einer eindimensionalen DFT/FFT in den Frequenzbereich transformiert und dort multipliziert werden. Vor der Transformation der Referenzsequenz mittels DFT/FFT ist zu beachten, dass die Sequenz wieder gespiegelt wird, da die Multiplikation im Frequenzbereich weiterhin einer Faltung entspricht. Similar to FIG. 40, this also takes place for the array (166) to be examined with the resource elements (two-dimensional array (166) of correlation results (see FIG. 34)). Then both one-dimensional arrays can be transformed into the frequency range with the help of a one-dimensional DFT / FFT and multiplied there. Before transforming the reference sequence using DFT / FFT, make sure that the sequence is mirrored again, since the multiplication in the frequency domain still corresponds to a convolution.
Nach der Multiplikation kann das Ergebnis mit Hilfe einer IDFT/IFFT wieder zurück in den Zeitbereich transformiert werden. Das zweidimensionale Ergebnis wird durch Rücktransformation auf zwei Ebenen erhalten (Umkehroperation zu Fig. 40). After the multiplication, the result can be transformed back into the time domain with the help of an IDFT / IFFT. The two-dimensional result is obtained by inverse transformation on two levels (reverse operation of FIG. 40).
Bei Ausführungsbeispielen wird die zweidimensionale DFT/FFT und IDFT/IFFT in eine eindimensionale DFT/FFT umgewandelt in dem sowohl die Referenzsequenz (zweidimensionale Array von Referenzwerten) als auch das zu untersuchende 2D-Array (zweidimensionale Array von Korrelationsergebnissen) auf eine virtuelle eindimensionale Ebene transformiert werden. Nach der Rücktransformation des eindimensionalen Ergebnisses der Multiplikation wird das virtuelle eindimensionale Array wieder auf die ursprünglichen zwei Ebenen transformiert. C.3 Einsatz von zyklisch geschobenen Grundmustern zur Detektionsratenoptimierung In embodiments, the two-dimensional DFT / FFT and IDFT / IFFT is converted into a one-dimensional DFT / FFT in which both the reference sequence (two-dimensional array of reference values) and the 2D array to be examined (two-dimensional array of correlation results) are transformed onto a virtual one-dimensional level become. After the one-dimensional result of the multiplication has been transformed back, the virtual one-dimensional array is transformed back to the original two levels. C.3 Use of cyclically shifted basic patterns for detection rate optimization
Im Folgenden wird zur Veranschaulichung ohne Einschränkung der Allgemeingültigkeit davon ausgegangen, dass der zur Verfügung stehende Übertragungs-Frequenzbereich in C einzelne, diskrete Frequenzkanäle unterteilt wird, welche durch einen Frequenzkanalindex {c0, c1 , ..., cC-1} gekennzeichnet sind. Ebenso erfolgt eine Unterteilung der zeitlichen Ressourcen in T diskrete Elemente, welche im Folgenden als Zeitschlitze (engl. Timeslots) bezeichnet werden, die entsprechend mit einem Zeitschlitzindex {t0, t1. tT-1} versehen sind. Ein Zeitschlitz (oder Sub-Datenpaket) beinhaltet dabei sowohl die Nutzdaten wie auch eine Präambel (auch Referenz-, Trainings- oder Pilotsequenz genannt). In the following, for the purpose of illustration without restricting the general validity, it is assumed that the available transmission frequency range is divided into C individual, discrete frequency channels, which are characterized by a frequency channel index {c0, c1, ..., cC-1}. The time resources are also divided into T discrete elements, which are referred to below as time slots, which are correspondingly assigned a time slot index {t0, t1. tT-1} are provided. A time slot (or sub-data packet) contains both the user data and a preamble (also called reference, training or pilot sequence).
Durch die Unterteilung der Datenübertragungsbereiche in sog. Ressourcenelemente, besteht die Definition eines Sprungmusters, welches aus J einzelnen Sub-Datenpaketen besteht, aus einer Abfolge von Zeitschlitzindizes und Frequenzkanalindizes. Dies ist beispielhaft für das System in Fig. 41 zu sehen. By dividing the data transmission areas into so-called resource elements, the definition of a hop pattern, which consists of J individual sub-data packets, consists of a sequence of time slot indices and frequency channel indices. This can be seen by way of example for the system in FIG. 41.
Im Detail zeigt Fig. 41 in einem Diagramm eine durch drei Sprungmuster 116, 117 und 131 unterschiedlicher Teilnehmer 106_1, 106_2, 106_3 angegebene Belegungen vonIn detail, FIG. 41 shows in a diagram an occupancy of indicated by three jump patterns 116, 117 and 131 of different participants 106_1, 106_2, 106_3
Ressourcenelementen 118_1 bis 118_4, 119__1 bis 119_4 und 133_1 bis 133_4 der von dem Kommunikationssystem 102 verwendbaren Ressourcenelemente 112, wobei die drei Sprungmuster 116, 117 und 131 von dem gleichen Grundsprungmuster basierend auf einer Verschiebung des Grundsprungmusters in der Zeit und/oder Frequenz abgeleitet sind. Dabei beschreibt in Fig. 41 die Ordinate die Frequenz in Frequenzkanälen (Frequenzindizes) und die Abszisse die Zeit in Zeitschlitzen (Zeitschlitzindizes). Resource elements 118_1 to 118_4, 119__1 to 119_4 and 133_1 to 133_4 of the resource elements 112 usable by the communication system 102, the three jump patterns 116, 117 and 131 being derived from the same basic jump pattern based on a shift of the basic jump pattern in time and / or frequency. In FIG. 41, the ordinate describes the frequency in frequency channels (frequency indices) and the abscissa the time in time slots (time slot indices).
Wie Abschnitt C.1 bereits ausführlich erläutert wurde und in Fig. 41 beispielhaft gezeigt ist, kann ein Sprung eines Sprungmuster (z.B. der Sprung 119_3 des zweiten Teilnehmers 106_2), der bedingt durch die Verschiebung des Grundsprungmusters in der Frequenz (in Frequenzrichtung) außerhalb des durch die verwendbaren Ressourcenelemente 112 definierten zulässigen Frequenzbereichs liegt, basierend auf einer zyklischen Verschiebung (zirkularen Rotation) in den zulässigen Frequenzbereich (Ressourcenbereich 112) verschoben werden. Ferner kann ein Sprung eines Sprungmusters (z.B. der Sprung 133_4 des dritten Teilnehmers 106_3), der bedingt durch die Verschiebung des Grundsprungmusters in der Zeit (in Zeitrichtung) außerhalb des durch die verwendbaren Ressourcenelemente 112 definierten zulässigen Zeitbereichs liegt, basierend auf einer zyklischen Verschiebung (zirkularen Rotation) in den zulässigen Zeitbereich (Ressourcenbereich 112) verschoben werden. As section C.1 has already been explained in detail and is shown by way of example in FIG. 41, a jump of a jump pattern (e.g. jump 119_3 of second participant 106_2), which is caused by the shift of the basic jump pattern in frequency (in the frequency direction) outside of the permissible frequency range defined by the usable resource elements 112 can be shifted into the permissible frequency range (resource range 112) based on a cyclic shift (circular rotation). Furthermore, a jump of a jump pattern (for example jump 133_4 of third participant 106_3) which, due to the shift of the basic jump pattern in time (in time direction) lies outside the permissible time range defined by the usable resource elements 112, can be based on a cyclic shift (circular rotation) in the permissible time range (resource range 112).
Mit anderen Worten, Fig. 41 zeigt ein Szenario nach Abschnitt C.1 mit drei SprungmusternIn other words, FIG. 41 shows a scenario according to Section C.1 with three jump patterns
116, 117 und 131 basierend auf einem Grundsprungmuster mit unterschiedlichen Offsets zyklischer Verschiebung derjenigen (Teil-)Datenpakete, die nicht im gültigen Frequenz- bzw. Zeitbereich des Ressource-Frames 112 (=verwendbare Ressourcenelemente 112 des Kommunikationssystems 102) liegen. 116, 117 and 131 based on a basic jump pattern with different offsets, cyclical shifting of those (partial) data packets that are not in the valid frequency or time range of the resource frame 112 (= usable resource elements 112 of the communication system 102).
Wie in Fig. 41 zu erkennen ist, stehen dem System T Zeitschlitze und C Frequenzelemente zur Verfügung, was in Summe einem Ressource-Frame 112 mit N = T*C Ressourcenelementen entspricht. Weiterhin werden in Fig. 41 beispielhaft drei Teilnehmer (engl. User, z.B. Endpunkte) 106_1, 106_2 und 106_3 gezeigt, welche unter Verwendung eines einzigen Grundsprungmusters (der Länge J=4) Daten in jeweils vier Ressourcenelementen (gekennzeichnet durch die Bezugszeichen 118_1 bis 118_4 für den ersten Teilnehmer 106_1, Bezugszeichen 119_1 bis 119_4 für den zweiten Teilnehmer 106_2, und Bezugszeichen 133_1 bis 133_4 für den dritten Teilnehmer 106_3 in Fig. 41) übertragen. Die Sprungmuster 116, 117 und 131 aller drei Teilnehmer 106_1, 106_2 und 106_3 sind dabei identisch und unterscheiden sich lediglich durch die unterschiedlichen Zeit- und/oder Frequenzoffsets. Das Sprungmuster 117 von dem zweiten Teilnehmer 106_2 weist gegenüber dem Sprungmuster 116 von dem ersten Teilnehmer 106_1 einen Frequenzoffset von zwei Frequenzkanälen auf, während das Sprungmuster 131 von dem dritten Teilnehmer 106_3 gegenüber dem Sprungmuster 116 von dem ersten Teilnehmer 106_1 einen Zeitoffset von vier Zeitschlitzen aufweist. As can be seen in FIG. 41, T time slots and C frequency elements are available to the system, which in total corresponds to a resource frame 112 with N = T * C resource elements. Furthermore, three users (e.g. endpoints) 106_1, 106_2 and 106_3 are shown in FIG. 41 as an example, which, using a single basic jump pattern (length J = 4), transfer data in four resource elements (identified by the reference numerals 118_1 to 118_4 for the first subscriber 106_1, reference numbers 119_1 to 119_4 for the second subscriber 106_2, and reference numbers 133_1 to 133_4 for the third subscriber 106_3 in FIG. 41). The jump patterns 116, 117 and 131 of all three participants 106_1, 106_2 and 106_3 are identical and differ only in the different time and / or frequency offsets. The jump pattern 117 from the second participant 106_2 has a frequency offset of two frequency channels compared to the jump pattern 116 from the first participant 106_1, while the jump pattern 131 from the third participant 106_3 has a time offset of four timeslots compared to the jump pattern 116 from the first participant 106_1.
Die Verwendung eines Grundsprungmusters, aus dem die einzelnen Sprungmuster 116,The use of a basic jump pattern from which the individual jump patterns 116,
117, 131 lediglich durch dessen Verschiebung in Zeit- und/oder Frequenzrichtung abgeleitet sind, ermöglichen es dem Datenempfänger 104, den Ressource-Frame 112 mit vereinfachten Detektions-Verfahren abzusuchen. Damit sich eine möglichst große Anzahl M von maximal M = N = T*C verschiedenen Sprungmustern ergibt, wurde in Abschnitt C.1 erstmals eine zirkulare Rotation vorgeschlagen, die wie in Fig. 41 dargestellt, sowohl in Frequenz- und/oder Zeitrichtung stattfinden kann. Würde durch eine Zeit- und/oder Frequenzverschiebung des Grundsprungmusters ein Sub-Datenpaket einem Ressourcenelement außerhalb des zulässigen Ressource-Frames 112 zugeordnet werden, so wird das Sub-Datenpaket in der gleichen Spalte (im Beispiel: zweiter Teilnehmer 106_2, drittes Sub-Datenpaket 119_3) bzw. gleichen Zeile (im Beispiel: dritter Teilnehmer 106_3, viertes Sub-Datenpaket 133_4) über eine Modulo-Operation wieder dem zulässigen Ressourcenbereich 112 zugeordnet. Alle Sub-Datenpakete, welche bei einer Verschiebung des Grundsprungmusters in Zeit- oder Frequenzrichtung aus dem zulässigen Ressource- Frame 112 herausfallen, werden somit zyklisch wieder in den zulässigen Bereich „rückrotiert“. 117, 131 are derived only by its shift in the time and / or frequency direction, enable the data receiver 104 to search the resource frame 112 with simplified detection methods. So that as large a number M as possible of a maximum of M = N = T * C different jump patterns results, a circular rotation was proposed for the first time in section C.1, which, as shown in FIG. 41, can take place both in frequency and / or time direction . If a sub-data packet were to be assigned to a resource element outside the permissible resource frame 112 by a time and / or frequency shift of the basic hopping pattern, the sub-data packet would be in the same column (in the example: second subscriber 106_2, third sub-data packet 119_3 ) or the same line (in the example: third subscriber 106_3, fourth sub-data packet 133_4) back to the permissible via a modulo operation Resource area 112 assigned. All sub-data packets which fall out of the permissible resource frame 112 when the basic jump pattern is shifted in the time or frequency direction are thus “rotated back” cyclically into the permissible range.
Typischerweise geschieht die Detektion der verschiedenen Sprungmuster in mehreren Schritten. Zunächst erfolgt eine „Korrelation“ des Empfangssignals mit den Trainingssymbolen der Präambel in jedem einzelnen Zeitschlitz eines Ressource-Frames 112. Für jedes Ressourcenelement ergibt sich anhand der Korrelation mit nachfolgender Betragsbildung ein reeller Wert, der entsprechend seiner Zeit-/Frequenzposition in eine neue Matrix CMTC der Dimension CxT eingetragen wird. Das zweidimensionale Auffinden der von den in einem Ressource-Frame aktiven (sendenden) Datensendern (z.B. Endgeräten) 106_1 bis 106_n verwendeten Sprungmuster erfolgt anschließend durch eine erneute 2D- Korrelation der Matrix CMTC mit dem Grundsprungmuster. Dem Datenempfänger (z.B. Basisstation) 104 ist dabei sowohl die Anzahl der in einem Ressource-Frame 112 aktiven Datensender (z.B. Endgeräte oder Endpunkte) 106_1 bis 106_n als auch die von den Datensendern 106_1 bis 106_n verwendeten Sprungmuster, d.h. der jeweilige Offset des Grundsprungmusters im Zeit- und/oder Frequenzbereich unbekannt. Die 2D-Detektion kann dabei durch N=T*C Korrelationen mit jeweils dem Grundsprungmuster der Länge J direkt über CMTC im Originalbereich erfolgen oder, wie in Abschnitt C.2 beschrieben, mittels einer 2D-DFT Hin- und Rücktransformation im Spektralbereich, wobei die Korrelation dann im Frequenzbereich durch eine Multiplikation mit der 2D-Transformierten des Grundsprungmusters erfolgt. Welche der beiden Vorgehensweisen in Abhängigkeit verschiedener Parameter aufwandsgünstiger ist, wird an späterer Stelle noch eingehender analysiert. Hierin wird, wenn von der Diskreten Fourier Transformierten (DFT) gesprochen wird, immer die schnelle aufwandsreduzierte Variante der Fast Fourier Transformierten (FFT) unterstellt, insbesondere bei Aufwandsabschätzungen. Typically, the various jump patterns are detected in several steps. First there is a "correlation" of the received signal with the training symbols of the preamble in each individual time slot of a resource frame 112. For each resource element, the correlation with the subsequent amount formation results in a real value, which according to its time / frequency position in a new matrix CMTC the dimension CxT is entered. The two-dimensional finding of the jump patterns used by the (transmitting) data transmitters (e.g. terminals) 106_1 to 106_n active in a resource frame is then carried out by a new 2D correlation of the matrix CMTC with the basic jump pattern. The data receiver (e.g. base station) 104 receives both the number of data transmitters (e.g. terminals or endpoints) 106_1 to 106_n active in a resource frame 112 and the jump patterns used by data transmitters 106_1 to 106_n, i.e. the respective offset of the basic jump pattern over time - and / or frequency range unknown. The 2D detection can be done by N = T * C correlations with the basic jump pattern of length J directly via CMTC in the original area or, as described in Section C.2, by means of a 2D DFT forward and backward transformation in the spectral range, with the Correlation then takes place in the frequency domain by multiplying with the 2D transform of the basic jump pattern. Which of the two approaches is more cost-effective depending on various parameters will be analyzed in more detail later. Whenever the discrete Fourier transform (DFT) is spoken of, the fast, effort-reduced variant of the fast Fourier transform (FFT) is always assumed, especially for effort estimates.
Die Grundsprungmustererzeugung nach Fig. 41 und damit auch das nach Abschnitt C.1 beschriebene Verfahren, haben den Nachteil, dass eine „echte“ 2D-DFT durchgeführt werden muss. Das bedeutet, dass zuerst jede der C Zeilen von CMTC mit jeweils einer eindimensionalen DFT der Länge T zu transformieren ist und anschließend alle transformierten Zeilen spaltenweise mit T eindimensionalen DFTs der Länge C transformiert werden. Insgesamt benötigt man also (G+C) eindimensionale DFTs der Länge C bzw. T sowohl für die Hin- wie auch für die Rücktransformation. Eine Aufwandsreduzierung im Vergleich zu Abschnitt C.1 ist erzielbar, wenn die in Fig. 42 dargestellte Sprungmustererzeugung verwendet wird. The basic jump pattern generation according to FIG. 41 and thus also the method described in Section C.1 have the disadvantage that a “real” 2D DFT must be carried out. This means that each of the C lines of CMTC must first be transformed with a one-dimensional DFT of length T and then all transformed lines are transformed in columns with T one-dimensional DFTs of length C. Overall, you therefore need (G + C) one-dimensional DFTs of length C or T for both the forward and the backward transformation. A reduction in effort compared to section C.1 can be achieved if the jump pattern generation shown in FIG. 42 is used.
Im Detail zeigt Fig. 42 in einem Diagramm eine durch zwei Sprungmuster 116 und 117 unterschiedlicher Teilnehmer 106_1 und 106_2 angegebene Belegungen von Ressourcenelementen 118_1 bis 118_4 und 119J bis 119_4 der von dem Kommunikationssystem 102 verwendbaren Ressourcenelemente 112, wobei die zwei Sprungmuster 116 und 117 von dem gleichen Grundsprungmuster basierend auf einer Verschiebung des Grundsprungmusters in der Zeit und/oder Frequenz abgeleitet sind. Dabei beschreibt in Fig. 42 die Ordinate die Frequenz in Frequenzkanälen (Frequenzindizes) und die Abszisse die Zeit in Zeitschlitzen (Zeitschlitzindizes). In detail, FIG. 42 shows in a diagram an allocation of resource elements 118_1 to 118_4 and 119J to 119_4 of the resource elements 112 usable by the communication system 102, indicated by two jump patterns 116 and 117 of different subscribers 106_1 and 106_2, the two jump patterns 116 and 117 from the the same basic hop pattern based on a shift of the basic hop pattern in time and / or frequency. In FIG. 42, the ordinate describes the frequency in frequency channels (frequency indices) and the abscissa the time in time slots (time slot indices).
Wie in Fig. 42 angedeutet ist, kann bei Ausführungsbeispielen ein Sprung eines Sprungmusters (z.B. der Sprung 119_3 des zweiten Sprungmusters 117 des zweiten Teilnehmers 106_2), der bedingt durch die Verschiebung des Grundsprungmusters in der Frequenz außerhalb des durch die verwendbaren Ressourcenelemente 112 definierten zulässigen Frequenzbereichs liegt, basierend auf einer zyklischen Verschiebung in Frequenzrichtung und zusätzlich basierend auf einer linearen Verschiebung in Zeitrichtung (z.B. um plus ein Zeitschlitz (Zeitindex) in Fig. 42) in den zulässigen Ressourcenbereich 112 verschoben werden. As indicated in FIG. 42, in exemplary embodiments a jump of a jump pattern (e.g. jump 119_3 of second jump pattern 117 of second participant 106_2) caused by the shift of the basic jump pattern in frequency outside the permissible frequency range defined by the usable resource elements 112 is shifted based on a cyclical shift in the frequency direction and additionally based on a linear shift in the time direction (for example by plus one time slot (time index) in FIG. 42) into the permissible resource area 112.
Mit anderen Worten, Fig. 42 zeigt ein Szenario mit zwei Sprungmustern 116 und 117 basierend auf einem Grundsprungmuster mit unterschiedlichen Offsets. Wie in Fig. 42 zu erkennen ist, erfolgt ein lineares Schieben der (Teil-)Datenpakete in die nächste Spalte, welche nicht im gültigen Frequenzbereich des Ressource-Frames 112 liegen. In other words, FIG. 42 shows a scenario with two jump patterns 116 and 117 based on a basic jump pattern with different offsets. As can be seen in FIG. 42, the (partial) data packets which are not in the valid frequency range of the resource frame 112 are linearly shifted into the next column.
Die empfängerseitige zweidimensionale Verarbeitung (Transformation) lässt sich mit der in Fig. 42 gezeigten Sprungmustererzeugung auf eine einfachere eindimensionale Verarbeitung (Transformation) reduzieren, wo nur noch jeweils eine DFT der Länge N sowohl für die Hin- wie auch die Rücktransformation benötigt wird. Falls ein (z.B. von dem Sprungmuster definiertes) Ressourcenelement aus dem gültigen Frequenzbereich herausgeschoben wird, erfolgt wie in Fig. 42 mit dem dritten Teil-Datenpaket vom zweiten Teilnehmer 106_2 dargestellt, keine Abbildung des Ressourcenelements über eine Modulo- Operation in die gleiche Spalte (d.h. auf denselben Zeitindex), sondern das Ressourcenelement wird mit dem entsprechenden Versatz immer in die darauffolgend nächste Spalte (d.h. mit einem um eins höheren Zeitindex) geschoben. Der Unterschied zwischen dem Vorgehen aus Fig. 41 (nach Abschnitt C.1) und dem Vorgehen nach Fig. 42 wird besonders offensichtlich bei Betrachtung von Fig. 43a und 43b. The two-dimensional processing (transformation) at the receiver end can be reduced to a simpler one-dimensional processing (transformation) with the jump pattern generation shown in FIG. 42, where only one DFT of length N is required for both the forward and the reverse transformation. If a resource element (e.g. defined by the hopping pattern) is shifted out of the valid frequency range, as shown in FIG. 42 with the third partial data packet from the second participant 106_2, the resource element is not mapped into the same column via a modulo operation (ie to the same time index), but the resource element is always shifted to the next column with the corresponding offset (ie with a time index higher by one). The difference between the procedure from FIG. 41 (according to Section C.1) and the procedure according to FIG. 42 becomes particularly evident when looking at FIGS. 43a and 43b.
Fig. 43a zeigt eine auf eine virtuelle ein-dimensionale Ebene transformierte Darstellung der verfügbaren Ressourcenelemente 112 des Kommunikationssystems 102 sowie die durch zwei Sprungmuster 116 und 117 aus Fig. 42 definierte Belegung der verfügbaren Ressourcenelemente 112. In Fig. 43a wurden die in Fig. 42 gezeigten verfügbaren Ressourcenelemente 112 mit den durch die zwei Sprungmuster 116 und 117 belegten Ressourcenelementen 118_1 bis 118_4 und 119_1 bis 119_4 zeitschlitzweise/zeitindexweise (=spaltenweise) auf eine virtuelle ein-dimensionale Ebene projiziert und die so projizierten Versionen der Zeitschlitze/Zeitindexe in Zeitrichtung aneinandergereiht. Mit anderen Worten, bei Fig. 43a erfolgte eine Transformation der zwei Sprungmuster 116 und 117 aus Fig. 42 durch Umklappen der Spalten nach rechts in Zeitrichtung. Dabei beschreibt die Abszisse sowohl die Zeit als auch die Frequenz. 43a shows a representation of the available resource elements 112 of the communication system 102, transformed to a virtual one-dimensional level, as well as the occupancy of the available resource elements 112 defined by two jump patterns 116 and 117 from FIG. 42 The available resource elements 112 shown with the resource elements 118_1 to 118_4 and 119_1 to 119_4 occupied by the two jump patterns 116 and 117 are projected onto a virtual one-dimensional plane by time slots / time indexes (= columns) and the versions of the time slots / time indices projected in this way are lined up in time direction. In other words, in FIG. 43a, the two jump patterns 116 and 117 from FIG. 42 were transformed by flipping the columns to the right in the time direction. The abscissa describes both the time and the frequency.
Fig. 43b zeigt eine auf eine virtuelle ein-dimensionale Ebene transformierte Darstellung der verfügbaren Ressourcenelemente 112 des Kommunikationssystems 102 sowie die durch drei Sprungmuster 116, 117 und 131 aus Fig. 41 definierte Belegung der verfügbaren Ressourcenelemente 112. In Fig. 43b wurden die in Fig. 41 gezeigten verfügbaren Ressourcenelemente 112 mit den durch die drei Sprungmuster 116, 117 und 131 belegten Ressourcenelementen 118_1 bis 118_4, 119_1 bis 119_4 und 133_1 bis 133_4 zeitschlitzweise/zeitindexweise (=spaltenweise) auf eine virtuelle ein-dimensionale Ebene projiziert und die so projizierten Versionen der Zeitschlitze/Zeitindexe in Zeitrichtung aneinandergereiht. Mit anderen Worten, bei Fig. 43b erfolgte eine Transformation der drei Sprungmuster 116, 117 und 131 aus Fig. 41 durch Umklappen der Spalten nach rechts in Zeitrichtung. Dabei beschreibt die Abszisse sowohl die Zeit als auch die Frequenz. 43b shows a representation of the available resource elements 112 of the communication system 102, transformed to a virtual one-dimensional level, as well as the occupancy of the available resource elements 112 defined by three jump patterns 116, 117 and 131 from FIG. 41 41 available resource elements 112 with the resource elements 118_1 to 118_4, 119_1 to 119_4 and 133_1 to 133_4 occupied by the three jump patterns 116, 117 and 131 are projected onto a virtual one-dimensional plane in a time slot / time index (= column by column) and the versions projected in this way the time slots / time indices strung together in the time direction. In other words, in FIG. 43b, the three jump patterns 116, 117 and 131 from FIG. 41 were transformed by flipping the columns to the right in the time direction. The abscissa describes both the time and the frequency.
In Fig. 43a wurden die einzelnen Spalten von Fig. 42 bildlich gesprochen also jeweils nach „rechts gekippt“ und dann aneinandergereiht, was einer Umformung der Matrix zu einem Vektor entspricht, welcher aus einer Abfolge der einzelnen Spalten der Matrix konstituiert wird. (Aufgrund der hier gewählten Indizierung - cO, c1, c2... von „unten nach oben“ - werden die Elemente der einzelnen Spalten in jeweils umgekehrter Reihenfolge zu ihrem Zeilenindex angeordnet.) Dadurch verschmelzen die Zeit- und Frequenzachse zu einer gemeinsamen 1D-Achse. Die vormals zweidimensionalen 64 Ressourcenelemente aus Fig. 42 sind nun in einem gleichlangen Zeilenvektor angeordnet. Nach Abschnitt C.1 müsste das dritte Teil-Datenpaket vom zweiten Teilnehmer 106_2 auf das Ressourcenelement mit dem Index 17 rotiert werden (siehe Fig. 43b) und nicht wie in den Fig. 42 und 43a gezeigt nach Indexelement 25 wandern. Durch die in Fig. 42 gezeigte Vorschrift behalten die Sprungmuster 116 und 117 auch in der eindimensionalen Darstellung ihr in sich gleiches Aussehen (entsprechend einem einzigen Grundsprungmuster) und unterscheiden sich lediglich durch die unterschiedlichen anfänglichen Zeit- und/oder Frequenzoffsets. In FIG. 43a, figuratively speaking, the individual columns of FIG. 42 were each “tilted to the right” and then lined up, which corresponds to a transformation of the matrix into a vector which is constituted from a sequence of the individual columns of the matrix. (Due to the indexing chosen here - cO, c1, c2 ... from "bottom to top" - the elements of the individual columns are arranged in reverse order to their row index.) This merges the time and frequency axes into a common 1D- Axis. The previously two-dimensional 64 resource elements from FIG. 42 are now arranged in a row vector of the same length. According to section C.1, the third partial data packet would have to be rotated by the second subscriber 106_2 to the resource element with the index 17 (see FIG. 43b) and not afterwards as shown in FIGS. 42 and 43a Hike index element 25. As a result of the rule shown in FIG. 42, the jump patterns 116 and 117 retain their inherently identical appearance in the one-dimensional representation (corresponding to a single basic jump pattern) and differ only in the different initial time and / or frequency offsets.
Ein Nachteil einer Grundsprungmusterimplementierung, bei der kein zirkulares Schieben von Teil-Datenpaketen über das Ende des zulässigen Ressource-Frames 112 hinaus vorgesehen ist, ist das ein Rotieren eines Sub-Datenpakets von beispielsweise Ressourcenelement 64 nach Ressourcenelement 1 nicht möglich ist, womit sich deutlich weniger geschobene Sprungmuster als im Fall von dem in Abschnitt C.1 beschriebenen Ansatz ergeben. A disadvantage of a basic jump pattern implementation, in which no circular shifting of partial data packets beyond the end of the permissible resource frame 112 is provided, is that a rotation of a sub-data packet from, for example, resource element 64 to resource element 1 is not possible, which is significantly less shifted jump patterns than in the case of the approach described in Section C.1.
C.3.1 In Frequenzrichtung linear geschobene und in Zeitrichtung zyklisch rotierte zwei-dimensionale Sprungmuster C.3.1 Two-dimensional jump patterns shifted linearly in frequency direction and cyclically rotated in time direction
Hinsichtlich des Designs von Sprungmustern bestehen folgende Anforderungen: With regard to the design of jump patterns, the following requirements apply:
1) Entwurf möglichst vieler Sprungmuster, die sich lediglich durch unterschiedliche Anfangsoffsets eines einzelnen Grundsprungmusters unterscheiden. 1) Design as many jump patterns as possible, which only differ in the different starting offsets of a single basic jump pattern.
2) Innerhalb eines jeden Zeitschlitzindexes ist es einem Datensender 106 (z.B. Endgerät) nur möglich, ein einziges Teil-Datenpaket auf einem diskreten Frequenzkanal auszusenden. 2) Within each time slot index, it is only possible for a data transmitter 106 (e.g. terminal) to transmit a single partial data packet on a discrete frequency channel.
3) Möglichst aufwandsgünstige Detektion der Grundsprungmuster. 3) Detection of the basic jump pattern that is as cost-effective as possible.
4) Möglichst gute Performance-Eigenschaften der Sprungmusterschar. 4) The best possible performance properties of the jump pattern coulter.
Auch für den Fall, dass nur zwei Datensender 106_1 bis 106_n (n=2) (z.B. Endgeräte) ihre Nachricht in Form des Telegrammaufteilungs-Verfahrens innerhalb eines Ressource-Frames 112 der Größe mit N = T*C aussenden, ist die Anzahl M der verschiedenen Sprungmuster von großer Bedeutung. Existieren z.B. nur zehn verschiedene Sprungmuster, dann ist die Wahrscheinlichkeit genau 10%, dass es zu einer Vollkollision und damit zu erwartbaren Paketfehlern kommt. Gibt es hingegen 100 verschiedene Sprungmuster, dann sinkt diese Vollkollisions-Wahrscheinlichkeit auf 1% und bei 1000 verschiedenen Sprungmustern entsprechend auf 0,1%. Um bei zwei unkoordinierten Datensendem 106_1 bis 106_n (n=2) (z.B. Nutzern) eine Paketfehlerrate von 10L-3 zu ermöglichen, sollte die Anzahl von M immer in einer Größenordnung von mindestens circa 1000 sein. Vollständig zueinander orthogonale Sprungmuster (d.h. Sprungmuster, in der jedes Ressourcenelement nur exklusiv von einem einzigen Sprungmuster verwendet wird) gibt es nur für eine geringe Anzahl von Sprungmustern, nämlich genau N/J, wenn J die Anzahl der Ressourcenelemente eines Sprungmusters ist und N die Größe des Ressource-Frames 112. Da die Teil-Datenpakete kodiert sind, kann der Ausfall einer bestimmten Anzahl von Sub-Datenpaketen (Teil- Datenpaketen) durch wechselseitige Störungen toleriert werden und trotzdem kann die Nachricht immer noch fehlerfrei dekodiert werden. Even in the event that only two data transmitters 106_1 to 106_n (n = 2) (e.g. terminals) send their message in the form of the telegram splitting method within a resource frame 112 of size N = T * C, the number M is the different jump patterns of great importance. If, for example, there are only ten different jump patterns, then the probability is exactly 10% that there will be a full collision and thus expected packet errors. If, on the other hand, there are 100 different jump patterns, then this full collision probability drops to 1% and, for 1000 different jump patterns, correspondingly to 0.1%. In order to enable a packet error rate of 10 L -3 with two uncoordinated data senders 106_1 to 106_n (n = 2) (e.g. users), the number of M should always be in the order of at least about 1000. Jump patterns that are completely orthogonal to one another (ie jump patterns in which each resource element is used exclusively by a single jump pattern) only exist for a small number of Jump patterns, namely exactly N / Y, if J is the number of resource elements of a jump pattern and N is the size of the resource frame 112. Since the partial data packets are coded, the failure of a certain number of sub-data packets (partial data packets) can be tolerated by mutual interference and nevertheless the message can still be decoded without errors.
Die erste Forderung (siehe oben), dass sich die Sprungmuster lediglich durch unterschiedliche Anfangsoffsets unterscheiden, ist besonders für die Minimierung des empfängerseitigen Detektionsaufwands im Spektralbereich von großer Bedeutung. Hierauf wird noch an späterer Stelle eingegangen. The first requirement (see above) that the jump patterns only differ in terms of different initial offsets is of great importance, especially for minimizing the detection effort on the receiver side in the spectral range. This will be discussed later.
Die Maximalanzahl von M = N Sprungmustern, die durch reine Verschiebung aus nur einem Grundsprungmuster erzeugt werden, ist nur realisierbar, wenn ein zyklisches Schieben über die Ränder des Ressource-Frames 112 hinaus erlaubt ist. Damit das 2D-Detektionsproblem sowohl im Originalbereich (mittels Korrelationen) wie auch im Spektralbereich (mittels DFTs) besonders vorteilshaft auf ein eindimensionales Problem reduziert werden kann, darf in Frequenzrichtung keine zyklische Rotation (Modulo-Operation auf den Frequenzindex) durchgeführt werden, sondern es wird lediglich ein lineares Weiterschieben erlaubt. Das Vorgehen ist in Fig. 44 und 45 veranschaulicht. Insbesondere bei der eindimensionalen Transformation nach Fig. 45 wird das Vorgehen deutlich. Die Frequenzrichtung wird durch das „Umklappen“ der Matrix in einen Vektor aufgelöst, das Grundsprungmuster behält seine Form und wird einfach weitergeschoben. Lediglich dann, wenn ein Ressourcenelement über den „rechten“ Frame-Rand hinausgeschoben wird, erfolgt über eine Modulo-Operation eine Spiegelung in die „linke“ Seite zurück in den gültigen Ressourcenbereich 112. Dies ist in den Fig. 44 und 45 exemplarisch für das vierte Sub-Datenpaket vom dritten Teilnehmer 106_3 dargestellt. The maximum number of M = N jump patterns that are generated by pure shifting from just one basic jump pattern can only be implemented if cyclical shifting beyond the edges of the resource frame 112 is permitted. So that the 2D detection problem can be reduced to a one-dimensional problem in the original range (using correlations) as well as in the spectral range (using DFTs), no cyclic rotation (modulo operation on the frequency index) must be carried out in the frequency direction, but it is only linear advancement is allowed. The procedure is illustrated in FIGS. 44 and 45. The procedure becomes clear in particular with the one-dimensional transformation according to FIG. 45. The frequency direction is resolved into a vector by “folding” the matrix, the basic jump pattern retains its shape and is simply pushed on. Only when a resource element is shifted beyond the “right” frame edge, a modulo operation is used to mirror it into the “left” side back into the valid resource area 112. This is shown in FIGS. 44 and 45 by way of example fourth sub-data packet shown by the third participant 106_3.
Im Detail zeigt Fig. 44 in einem Diagramm eine durch drei (M=3) Sprungmuster 116, 117 und 131 unterschiedlicher Teilnehmer 106__1 , 106_2 und 106_3 angegebene Belegungen von Ressourcenelementen 118_1 bis 118_4, 119_1 bis 119_4 und 133_1 bis 133_4 der von dem Kommunikationssystem 102 verwendbaren Ressourcenelemente 112, wobei die drei Sprungmuster 116, 117 und 131 von dem gleichen Grundsprungmuster basierend auf einer Verschiebung des Grundsprungmusters in der Zeit und/oder Frequenz abgeleitet sind. Dabei beschreibt in Fig. 44 die Ordinate die Frequenz in Frequenzkanälen (Frequenzindizes) und die Abszisse die Zeit in Zeitschlitzen (Zeitschlitzindizes). Mit anderen Worten, Fig. 44 zeigt ein Szenario mit drei Sprungmustern 116, 117 und 131 basierend auf einem Grundsprungmuster mit unterschiedlichen Offsets. In Fig. 44 erfolgt ein lineares Schieben der Sub-Datenpakete in die nächste Spalte, welche nicht im gültigen Frequenzbereich liegen, und eine zyklische Rotation derjenigen Sub-Datenpakete, die nicht im gültigen Zeitbereich des Ressource-Frames 112 liegen. In detail, FIG. 44 shows in a diagram an allocation of resource elements 118_1 to 118_4, 119_1 to 119_4 and 133_1 to 133_4 indicated by three (M = 3) jump patterns 116, 117 and 131 of different subscribers 106__1, 106_2 and 106_3 of the communication system 102 usable resource elements 112, wherein the three hopping patterns 116, 117 and 131 are derived from the same basic jumping pattern based on a shift of the basic jumping pattern in time and / or frequency. In FIG. 44, the ordinate describes the frequency in frequency channels (frequency indices) and the abscissa the time in time slots (time slot indices). In other words, FIG. 44 shows a scenario with three jump patterns 116, 117 and 131 based on a basic jump pattern with different offsets. In Fig. 44, linear sliding is performed of the sub-data packets in the next column which are not in the valid frequency range, and a cyclic rotation of those sub-data packets which are not in the valid time range of the resource frame 112.
Wie in Fig. 44 angedeutet ist, kann bei Ausführungsbeispielen ein Sprung eines Sprungmusters (z.B. der Sprung 119_3 des zweiten Sprungmusters 117 des zweiten Teilnehmers 106_2), der bedingt durch die Verschiebung des Grundsprungmusters in der Frequenz außerhalb des durch die verwendbaren Ressourcenelemente 112 definierten zulässigen Frequenzbereichs liegt, basierend auf einer zyklischen Verschiebung in Frequenzrichtung und zusätzlich basierend auf einer linearen Verschiebung in Zeitrichtung (z.B. um plus ein Zeitschlitz (Zeitindex) in Fig. 44) in den zulässigen Ressourcenbereich 112 verschoben werden. As indicated in FIG. 44, in exemplary embodiments, a jump in a jump pattern (e.g. jump 119_3 of second jump pattern 117 of second participant 106_2) caused by the shift of the basic jump pattern in frequency outside the permissible frequency range defined by the usable resource elements 112 is based on a cyclical shift in the frequency direction and additionally based on a linear shift in the time direction (for example by plus one time slot (time index) in FIG. 44) into the permissible resource area 112.
Wie in Fig. 44 ferner angedeutet ist, kann bei Ausführungsbeispielen ein Sprung eines Sprungmusters (z.B. der Sprung 133_4 des dritten Sprungmusters 131 des dritten Teilnehmers 106_3), der bedingt durch die Verschiebung des Grundsprungmusters in der Zeit außerhalb des durch die verwendbaren Ressourcenelemente 112 definierten zulässigen Frequenzbereichs liegt, basierend auf einer zyklischen Verschiebung in Zeitrichtung in den zulässigen Ressourcenbereich 112 verschoben werden. As is also indicated in FIG. 44, in exemplary embodiments a jump of a jump pattern (e.g. jump 133_4 of third jump pattern 131 of third participant 106_3), which is due to the shift of the basic jump pattern in the time outside of the permissible defined by the usable resource elements 112 Frequency range is, based on a cyclical shift in the time direction are shifted into the permissible resource range 112.
Fig. 45 zeigt eine auf eine virtuelle ein-dimensionale Ebene transformierte Darstellung der verfügbaren Ressourcenelemente 112 des Kommunikationssystems 102 sowie die durch drei Sprungmuster 116, 117 und 131 aus Fig. 44 definierte Belegung der verfügbaren Ressourcenelemente 112. In Fig. 45 wurden die in Fig. 44 gezeigten verfügbaren Ressourcenelemente 112 mit den durch die drei Sprungmuster 116, 117 und 131 belegten Ressourcenelementen 118_1 bis 118_4, 119_1 bis 119_4 und 133_1 bis 133_4 zeitschlitzweise/zeitindexweise (=spaltenweise) auf eine virtuelle ein-dimensionale Ebene projiziert und die so projizierten Versionen der Zeitschlitze/Zeitindexe in Zeitrichtung aneinandergereiht. Mit anderen Worten, bei Fig. 45 erfolgte eine Transformation der drei Sprungmuster 116, 117 und 131 aus Fig. 44 durch Umklappen der Spalten nach rechts in Zeitrichtung. Dabei beschreibt die Abszisse sowohl die Zeit als auch die Frequenz. 45 shows a representation of the available resource elements 112 of the communication system 102, transformed to a virtual one-dimensional level, as well as the occupancy of the available resource elements 112 defined by three jump patterns 116, 117 and 131 from FIG. 44 44 available resource elements 112 with the resource elements 118_1 to 118_4, 119_1 to 119_4 and 133_1 to 133_4 occupied by the three jump patterns 116, 117 and 131 are projected onto a virtual one-dimensional plane in a time slot / time index (= column by column) and the versions projected in this way the time slots / time indices strung together in the time direction. In other words, in FIG. 45 the three jump patterns 116, 117 and 131 from FIG. 44 were transformed by flipping the columns to the right in the time direction. The abscissa describes both the time and the frequency.
Durch dieses Vorgehen werden die jeweiligen Vorteile in Kombination genutzt: Maximalanzahl von N gleichen, aber verschobenen Sprungmustern einerseits sowie eine aufwandsgünstigere Detektion, speziell im Spektralbereich, andererseits. Falls aufgrund der geringen Größe des Ressource-Frames 112 die Anzahl N noch nicht ausreicht, können weitere Grundsprungmuster eingeführt werden, deren Formen sich vom ersten Grundsprungmuster unterscheiden und die wie das erste Grundsprungmuster entsprechend verschoben werden. Auf diese Art lässt sich immer eine gewünschte Anzahl von M (auch M>N) verschiedenen Sprungmustern realisieren. Die zweite Forderung lässt sich wie folgt erfüllen. Liegen entsprechend Fig. 44 C Frequenzindizes vor, so ergibt sich nach Fig. 45 ein Mindestabstand von C Ressourcenelementen zwischen zwei benachbarten Teil-Datenpaketen in der Vektordarstellung. So wird sichergestellt, dass sich immer nur ein Teil-Datenpaket eines Grundsprungmusters in einer Frequenzspalte nach Fig. 44 oder einem Cluster der Länge C nach Fig. 45 befindet. Through this procedure, the respective advantages are used in combination: a maximum number of N identical but shifted jump patterns on the one hand and a more cost-effective detection, especially in the spectral range, on the other. If the number N is not yet sufficient due to the small size of the resource frame 112, further basic jump patterns can be introduced whose shapes differ from the first Differentiate between basic jump patterns and which, like the first basic jump pattern, are shifted accordingly. In this way, a desired number of M (also M> N) different jump patterns can always be implemented. The second requirement can be met as follows. If there are C frequency indices according to FIG. 44, then according to FIG. 45 there is a minimum distance of C resource elements between two adjacent partial data packets in the vector representation. This ensures that there is always only one partial data packet of a basic hopping pattern in a frequency column according to FIG. 44 or a cluster of length C according to FIG. 45.
Nachfolgend noch ein Vergleich des Aufwands, der erforderlich ist, die Kombination der Korrelationsergebnisse der (Teil-)Pilotsequenzen entsprechend der geschobenen Sprungmuster zu einem Gesamtkorrelationsergebnis über den Ressource-Frame 112 der Größe N=T*C zusammenzufassen. The following is a comparison of the effort required to combine the correlation results of the (partial) pilot sequences in accordance with the shifted jump patterns into an overall correlation result via the resource frame 112 of size N = T * C.
Basieren alle M Sprungmuster mit der Länge J (wobei unterstellt wird, dass M gleich der Ressourcenlänge N ist) auf demselben Grundsprungmuster und unterscheiden sich nur in ihrem durch einen Offset verschobenen Startpunkt, dann ergibt sich ein Aufwand von If all M jump patterns with the length J (where it is assumed that M is equal to the resource length N) are based on the same basic jump pattern and only differ in their starting point, which is shifted by an offset, then there is an effort of
N* J reellen Multiplikationen (rM) im Originalbereich. (1) N * J real multiplications (rM) in the original domain. (1)
Wird die Berechnung entsprechend im Spektralbereich über eine 1D reelle FFT der Länge N durchgeführt, so werden insgesamt zwei reelle 1D-FFTs (jeweils für die Hin- und Rücktransformation) sowie N/2 komplexe Multiplikationen im Spektralbereich mit der vorab berechneten und tabellarisch abgespeicherten Transformierten des Grundsprungmusters benötigt. Wird bei der FFT-Berechnung eine reelle Radix-2 FFT unterstellt, dann kann diese effizient über eine komplexe Radix-2 FFT halber Länge, also N/2, realisiert werden. Dafür werden in etwa N/4*log2(N) komplexe Multiplikationen benötigt. Aufwandsgünstigere Transformationen (wie Radix-4 FFT oder Split-Radix-FFT) sowie die Berücksichtigung von Sonderfällen bei den FFT-Drehfaktoren bleiben in dieser Betrachtung unberücksichtigt, ebenso wie die Berücksichtigung von Mixed-Radix-FFTs für andere Transformationslängen von N. Wird berücksichtigt, dass sich eine komplexe Multiplikation in vier reelle Multiplikationen zerlegen lässt, so sind in Summe If the calculation is carried out in the spectral range using a 1D real FFT of length N, a total of two real 1D FFTs (each for the forward and backward transformation) and N / 2 complex multiplications in the spectral range with the previously calculated and stored in tabular transform of the Basic jump pattern required. If a real radix-2 FFT is assumed in the FFT calculation, then this can be implemented efficiently using a complex radix-2 FFT of half the length, i.e. N / 2. This requires roughly N / 4 * log 2 (N) complex multiplications. More cost-effective transformations (such as radix-4 FFT or split-radix FFT) and the consideration of special cases in the FFT rotation factors are not taken into account in this consideration, as is the consideration of mixed radix FFTs for other transformation lengths of N. that a complex multiplication can be broken down into four real multiplications, so are in sum
2N*(1+Iog2(N)) reelle Multiplikationen (rM) im Spektralbereich (2) für die Berechnung der Korrelationsergebnisse erforderlich. Der Vergleich zwischen (1) und (2) lässt erkennen, dass nur (1) von der Grundsprungmusterlänge J abhängt, die in einem praktischen Übertragungssystem üblicherweise je nach Kodierung im Bereich zwischen 8 und 24 liegt. 2N * (1 + Iog 2 (N)) real multiplications (rM) in the spectral range (2) required for the calculation of the correlation results. The comparison between (1) and (2) shows that only (1) depends on the basic jump pattern length J, which in a practical transmission system usually lies in the range between 8 and 24 depending on the coding.
Die nachfolgende Tabelle zeigt eine tabellarische Darstellung der erforderlichen Anzahl reeller Multiplikationen (rM) zur Auswertung des Korrelationsergebnis-Vektors für unterschiedliche Ressource-Framelängen N, Anzahl der Sprungmuster M=N sowie der Anzahl J von Subpaketen im Grundsprungmuster.
Figure imgf000088_0001
The following table shows a tabular representation of the required number of real multiplications (rM) for evaluating the correlation result vector for different resource frame lengths N, number of jump patterns M = N and the number J of subpackets in the basic jump pattern.
Figure imgf000088_0001
Wie sich der obigen Tabelle, welche die benötigten multiplikativen Aufwand für verschiedene Längen von N und J zeigt, entnehmen lässt, ist je nach gewählten Parametern einmal die eine oder andere Variante aufwandsgünstiger. As can be seen from the table above, which shows the multiplicative effort required for different lengths of N and J, one or the other variant is more cost-effective depending on the parameters selected.
Bei Ausführungsbeispielen gibt es (nur) ein Grundsprungmuster welches in Zeit und/oder Frequenz verschoben wird, um mehrere Teilnehmer (User) voneinander zu trennen. Die Verschiebung des Grundsprungmusters erfolgt in Frequenzrichtung linear und in Zeitrichtung zyklisch. In exemplary embodiments there is (only) one basic jump pattern which is shifted in time and / or frequency in order to separate several participants (users) from one another. The basic jump pattern is shifted linearly in the frequency direction and cyclically in the time direction.
C.3.2 Einfluss der Ressource-Framegröße N und zur Kaskadierung von Frames C.3.2 Influence of the resource frame size N and the cascading of frames
Die Größe N des Ressource-Frames 112 (N = Anzahl an Ressourcenelementen des Ressource-Frames 112) hat einen großen Einfluss auf die Systemperformance, d.h. auf die mögliche Auslastung des Systems 102 bei gegebener Paketfehlerrate. Je mehr N anwächst, desto besser wird die Systemperformance, allerdings mit zunehmend beschränkter Zuwachsrate. Zwischen großen Werten von N, beispielsweise zwischen N = 6000 und N= 10000 ist nur noch wenig Performance-Unterschied erkennbar. Es ist auch weniger der Rechenaufwand (siehe obige Tabelle von Abschnitt C.3.1) der gegen sehr große Framegrößen spricht, als vielmehr der extrem anwachsende Speicherbedarf. Das Empfangssignal in jedem potentiell belegten Ressourcenelement sollte mit mindestens 772 in Zeitrichtung abgetastet werden, was bei einer Sub-Datenpaketlänge von beispielsweise 70 Symbolen einen Speicherbedarf von 280 Byte je Ressourcenelement erfordert. Insofern sind sehr große Framegrößen wegen des sehr hohen Speicherbedarfs zu vermeiden. Je nach Grundsprungmusterlänge J haben sich Werte von N = 256 bis N = 2048 als sinnvoll erwiesen. Kleinere Framegrößen zeigen dagegen deutliche Performanceverluste, d.h. die mögliche Auslastbarkeit des Systems (Anzahl aktiver Datensender (Nutzer)) bei gegebener Fehlerrate sinkt. The size N of the resource frame 112 (N = number of resource elements of the resource frame 112) has a great influence on the system performance, ie on the possible utilization of the system 102 for a given packet error rate. The more N grows, the better the system performance becomes, but with an increasingly limited growth rate. Between large values of N, for example between N = 6000 and N = 10000, only a small difference in performance is discernible. It is not so much the computational effort (see the table above from Section C.3.1) that speaks against very large frame sizes, but rather the extremely growing memory requirement. The received signal in each potentially occupied resource element should be sampled with at least 772 in the time direction, which is with a sub-data packet length of 70, for example Symbols requires a memory requirement of 280 bytes per resource element. In this respect, very large frame sizes should be avoided because of the very high memory requirements. Depending on the basic jump pattern length J, values from N = 256 to N = 2048 have proven to be sensible. Smaller frame sizes, on the other hand, show significant performance losses, ie the possible capacity utilization of the system (number of active data senders (users)) decreases with a given error rate.
Um den Einfluss verschiedener Ressource-Framegrößen N miteinander vergleichen zu können, kann eine verfügbare Gesamtzahl von S Ressourcenelementen angenommen werden, z.B. im Folgenden S=6000. Diese Gesamtmenge S wird derart in K Ressource- Frames der jeweiligen Länge N unterteilt, sodass K*N=S gilt. Es werden also K Ressource- Frames kaskadiert. Ein Vergleich verschiedener Framegrößen N ist für S=6000 dargestellt. In order to be able to compare the influence of different resource frame sizes N with one another, an available total number of S resource elements can be assumed, e.g. in the following S = 6000. This total amount S is subdivided into K resource frames of the respective length N in such a way that K * N = S applies. So K resource frames are cascaded. A comparison of different frame sizes N is shown for S = 6000.
Im Detail zeigt Fig. 46 in einem Diagramm eine Paketfehlerrate für verschiedene Größen des Ressource-Frames (K=1, N=6000; K=5, N=1200; K=10, N=600; K = 20, N=300; K=40, N=150) aufgetragen über die uncodierte Last. Zum Vergleich ist in Fig. 46 noch die Paketfehlerrate bei slotted ALOHA gezeigt. Dabei beschreibt die Ordinate die Paketfehlerrate (PER) in Prozent und die Abszisse die uncodierte Last (L). Mit anderen Worten, Fig. 46 zeigt in einem Diagramm die Paketfehlerrate (PER) in Abhängigkeit von verschiedenen Ressource-Framegrößen N und einer Gesamtanzahl von S=6000 Ressource- Elementen. 46 shows in detail in a diagram a packet error rate for different sizes of the resource frame (K = 1, N = 6000; K = 5, N = 1200; K = 10, N = 600; K = 20, N = 300 ; K = 40, N = 150) plotted against the uncoded load. For comparison, FIG. 46 also shows the packet error rate with slotted ALOHA. The ordinate describes the packet error rate (PER) in percent and the abscissa the uncoded load (L). In other words, FIG. 46 shows a diagram of the packet error rate (PER) as a function of various resource frame sizes N and a total number of S = 6000 resource elements.
Es zeigt sich, dass die größtmögliche Framegröße mit S = N = 6000 Ressourcenelementen (ohne Kaskadierung, d.h. K=1 ) die niedrigste Paketfehlerrate (PER) zeigt, gefolgt von den Kaskadierungen mit K=5 Frames mit je N=1200 Ressourcenelementen sowie K=10 Frames mit je N=600, u.s.w. Bei den Kaskadierungsvarianten nach Fig. 46 bestimmt der Datensender (Endgerät) nach einem (pseudo-)Zufallsprinzip zuerst einen der K verfügbaren Kaskadenframes aus und wählt anschließend (pseudo-)zufällig eines der Sprungmuster aus. Der Detektionsalgorithmus wurde in Fig. 46 als idealisiert angenommen und die Zahl der zur Verfügung stehenden Sprungmuster M als genügend groß angenommen. Gerade Letzteres stellt für kleine Framegrößen ein Problem dar, da die Anzahl verschiedener Sprungmuster M, die auf einem Grundsprungmuster basieren, nie größer als die Länge N des Ressource- Frames werden kann, d.h. M<N. Wie sich trotzdem eine entsprechend großer Anzahl von Grundsprungmustern erreichen lässt, wird im nächsten Abschnitt erläutert. It turns out that the largest possible frame size with S = N = 6000 resource elements (without cascading, i.e. K = 1) shows the lowest packet error rate (PER), followed by the cascading with K = 5 frames with N = 1200 resource elements each and K = 10 frames with N = 600 each, etc. In the cascading variants according to FIG. 46, the data transmitter (terminal) first selects one of the K available cascade frames according to a (pseudo) random principle and then selects one of the jump patterns (pseudo) randomly. The detection algorithm was assumed to be idealized in FIG. 46 and the number of available jump patterns M was assumed to be sufficiently large. The latter in particular poses a problem for small frame sizes, since the number of different jump patterns M based on a basic jump pattern can never be greater than the length N of the resource frame, i.e. M <N. How a correspondingly large number of basic jump patterns can nevertheless be achieved is explained in the next section.
Eine geeignete Wahl von N wird von vielen Parametern beeinflusst: Anzahl der Datensender 106_1 bis 106_n (z.B. Endgeräte) im Kommunikationssystem 102, verfügbare Rechen- und Speicherkapazität im Datenempfänger 104 (z.B. Basisstation), geforderte Latenzzeiten, Anzahl der gleichzeitig zu empfangenden Frequenzen, um nur einige zu nennen. Falls die Framegrößen N aufgrund einer der obigen Restriktionen nicht den Wünschen entsprechend groß gewählt werden kann, kann eine Kaskadierung der Ressource-Frames erfolgen. Diese Kaskadierung kann sowohl in Frequenz- wie auch in Zeitrichtung geschehen. Dabei können verschiedene Varianten des „konkurrenzbasierten Zugriffsverfahrens“ zum Einsatz kommen: a) Ein „vollständiges konkurrenzbasiertes Zugriffverfahren“ (engl fully contention based access) wie bei Fig. 46 angewandt. Der Datensender 106 (z.B. Endgerät) wählt den Ressource-Frame und das Sprungmuster aus dem jeweils verfügbaren Vorrat zufällig aus. b) Ein „partiell koordiniertes konkurrenzbasiertes Zugriffverfahren“ (engl partly coordinated contention based access). Hier weist entweder der Datenempfänger (z.B. Basisstation) 104 (beispielsweise bei der Registrierung des Datensenders 106 im System) dem Datensender 106 einen festen Ressource-Frame zu oder der Datensender 106 wählt entsprechend einer fest vergebenen ID-Nummer einen entsprechenden Ressource-Frame aus. Die Zuweisung des Sprungmusters erfolgt wie bei a) zufällig. c) Ein „voll koordiniertes konkurrenzbasiertes Zugriffverfahren“ (engl fully coordinated contention based access). Hier erfolgt sowohl die Ressource-Frame - wie auch Sprungmuster-Zuweisung entweder direkt durch den Datenempfänger (z.B. Basisstation) 104 oder via ID-Nummer oder einem vergleichbaren Identifikator. Da die Sprungmuster in der Regel nicht zueinander orthogonal sind, können trotzdem noch Übertragungskonflikte auf Ressource-Element-Ebene (daher immer noch konkurrenzbasiert) auftreten. A suitable choice of N is influenced by many parameters: number of data transmitters 106_1 to 106_n (for example terminals) in communication system 102, available computing and Storage capacity in the data receiver 104 (eg base station), required latency times, number of frequencies to be received at the same time, to name just a few. If the frame size N cannot be selected as large as required due to one of the above restrictions, the resource frames can be cascaded. This cascading can take place in both frequency and time directions. Different variants of the “competition-based access method” can be used: a) A “fully contention-based access method” as used in FIG. 46. The data transmitter 106 (eg terminal) randomly selects the resource frame and the jump pattern from the available supply. b) A “partially coordinated contention-based access process”. Here either the data receiver (eg base station) 104 (for example when registering the data transmitter 106 in the system) assigns a fixed resource frame to the data transmitter 106 or the data transmitter 106 selects a corresponding resource frame according to a fixed ID number. The assignment of the jump pattern is random as in a). c) A “fully coordinated contention based access”. Here, both the resource frame and the jump pattern are assigned either directly by the data receiver (eg base station) 104 or via an ID number or a comparable identifier. Since the jump patterns are usually not mutually orthogonal, transmission conflicts can still occur at the resource-element level (therefore still competition-based).
Gerade bei der Variante c) kann der Datenempfänger (z.B. Basisstation) 104 die Zuteilungen vorteilhaft steuern. Dem Datenempfänger 104 kann bekannt sein, welche Ressource-Frames belegt sind und welche Grundsprungmuster vergeben sind. Dieses Wissen kann der Datenempfänger (z.B. Basisstation) 104 auf Empfängerseite zur Aufwandsreduzierung vorteilhaft nutzen. Durch eine geschickte Zuteilung kann der Datenempfänger (z.B. Basisstation) 104 damit Paketfehler verhindern (zumindest bis zu einer bestimmten Last) oder minimieren. C.3.3 Verwendung von Sprungmustern basierend auf mehreren unterschiedlichenIn variant c) in particular, the data receiver (e.g. base station) 104 can advantageously control the assignments. The data receiver 104 can know which resource frames are occupied and which basic jump patterns have been assigned. The data receiver (e.g. base station) 104 on the receiver side can advantageously use this knowledge to reduce expenditure. The data receiver (e.g. base station) 104 can thus prevent packet errors (at least up to a certain load) or minimize them by means of a clever allocation. C.3.3 Use of jump patterns based on several different ones
Grundmustern Fig. 47 zeigt in einem Diagramm eine Paketfehlerrate für verschiedene Anzahlen M von Sprungmustern bei einer festen Größe des Ressource-Frames (N=576, M=100000; N=576, M=1728; N=576, M=1152; N=576, M=576;) aufgetragen über die Anzahl der im Ressource- Frame gleichzeitig aktiver Datensender (Endgeräte). Zum Vergleich ist in Fig. 47 noch die Paketfehlerrate bei slotted ALOHA gezeigt. Dabei beschreibt die Ordinate die Paketfehlerrate (PER) in Prozent und die Abszisse die Anzahl der im Ressource-Frame gleichzeitig aktiver Datensender (Endgeräte). Mit anderen Worten, Fig. 47 zeigt in einem Diagramm die Paketfehler-Performance in Abhängigkeit von der verwendeten Anzahl von Sprungmustern bei einer Framegröße von N = 576. Basic patterns 47 shows in a diagram a packet error rate for different numbers M of jump patterns with a fixed size of the resource frame (N = 576, M = 100000; N = 576, M = 1728; N = 576, M = 1152; N = 576, M = 576;) plotted against the number of simultaneously active data senders (end devices) in the resource frame. For comparison, FIG. 47 also shows the packet error rate with slotted ALOHA. The ordinate describes the packet error rate (PER) in percent and the abscissa describes the number of data transmitters (end devices) that are simultaneously active in the resource frame. In other words, FIG. 47 shows in a diagram the packet error performance as a function of the number of jump patterns used with a frame size of N = 576.
Fig. 47 zeigt also die Paketfehlerrate (PER) bei einer festen Framegröße von N=576 und der Verwendung einer unterschiedlichen Anzahl M von Sprungmustern. Dabei gilt es zwei Bereiche zu unterscheiden; oberhalb einer aktiven Endgeräteanzahl von etwa 26 (dies entspricht einer uncodierten Auslastung von 27%) in jedem Frame hat die Verwendung einer unterschiedlichen Anzahl von Sprungmustern wenig Einfluss auf die Fehlerrate. Für 26 aktive Datensender 106_1 bis 106_n (n=26) (z.B. Endgeräte) liegen alle Kurven in etwa bei einer Paketfehlerrate (PER) von 10%. Bei 26 aktiven Datensendern 106_1 bis 106_n (n=26) (z.B. Endgeräten) sind von den 576 vorhandenen Ressourcenelementen 486 (=26x18) Ressourcenelemente belegt. Es ist dabei naheliegend, dass einige Ressourcenelemente von mehreren Sprungmustern gleichzeitig belegt sind, bei 10% der Datensender (z.B. Endgeräte) sind sogar mindestens 12 der J=18 Teil-Datenpakete durch Doppel- oder Mehrfachbelegungen von Ressourcenelementen gestört und das jeweilige Teil-Datenpaket kann trotz z.B. 1/3-ratigem Faltungscode nicht mehr fehlerfrei dekodiert werden. Bei nur zwei aktiven Datensendern 106_1 bis 106_n (n=2) (z.B. Endgeräten), also einer vergleichsweise niedrigen Auslastung, ist hingegen die Anzahl M der verschiedenen Sprungmuster von entscheidender Bedeutung. Liegen nur M=N=576 Sprungmuster basierend auf einem Grundsprungmuster vor, so ist die Wahrscheinlichkeit einer Vollauslöschung (zwei Datensender besitzen identische Anfangsoffsets) exakt 1/576 = 0,174% (siehe auch Fig. 47). Liegen dagegen z.B. 3*576=1728 Sprungmuster vor, so sinkt diese Wahrscheinlichkeit um den Faktor drei auf 0,058% und bei 100.000 Sprungmustern sind es entsprechend nur noch 0,001%. Ausgehend von diesen minimalen Anfangswerten (bei genau zwei aktiven Datensendern 106_1 bis 106_n (n=2)) steigen die47 shows the packet error rate (PER) with a fixed frame size of N = 576 and the use of a different number M of jump patterns. There are two areas to be distinguished; Above an active number of devices of around 26 (this corresponds to an uncoded utilization of 27%) in each frame, the use of a different number of jump patterns has little influence on the error rate. For 26 active data transmitters 106_1 to 106_n (n = 26) (e.g. end devices), all curves are approximately at a packet error rate (PER) of 10%. With 26 active data transmitters 106_1 to 106_n (n = 26) (e.g. terminals), 486 (= 26x18) resource elements of the 576 available resource elements are occupied. It is obvious that some resource elements are occupied by several jump patterns at the same time, with 10% of the data senders (e.g. end devices) even at least 12 of the J = 18 partial data packets are disturbed by double or multiple assignments of resource elements and the respective partial data packet can despite, for example, a 1/3 rate convolutional code, they can no longer be decoded without errors. With only two active data transmitters 106_1 to 106_n (n = 2) (e.g. terminals), i.e. a comparatively low load, the number M of the different jump patterns is of decisive importance. If there are only M = N = 576 jump patterns based on a basic jump pattern, the probability of complete cancellation (two data transmitters have identical initial offsets) is exactly 1/576 = 0.174% (see also Fig. 47). If, on the other hand, there are e.g. 3 * 576 = 1728 jump patterns, this probability drops by a factor of three to 0.058% and with 100,000 jump patterns it is only 0.001%. Starting from these minimum initial values (with exactly two active data transmitters 106_1 to 106_n (n = 2)) the
Fehlerwahrscheinlichkeiten aufgrund linear wachsender Vollausiöschungswahrscheinlichkeiten mit zunehmender Zahl der aktiven Datensender (z.B. Endgeräte) an. Danach kommt ein Übergangsbereich, wo der Einfluss der reinen Vollauslöschungen auf die Gesamt-Paketfehlerrate abnimmt und die vergleichsweise große Anzahl von Datensendern zu immer mehr gegenseitigen Störungen führt, bis sie sich tangential der Referenzkurve für (hier: M = 100.000) annähern. Error probabilities due to the linearly increasing full extinction probabilities with an increasing number of active data transmitters (e.g. end devices). This is followed by a transition area, where the influence of the pure total deletions on the total packet error rate decreases and the comparatively large one Number of data senders leads to more and more mutual interference until they tangentially approach the reference curve for (here: M = 100,000).
Da der am meisten interessierende Arbeitsbereich in der Regel im Bereich einer 5 Paketfehlerrate zwischen 1 und 20% liegt, ist es wünschenswert, eine Gesamtanzahl von M>1024 verschiedenen Sprungmustern zu haben, und zwar unabhängig von der Größe des Ressource-Frames N. Wird der Ressource-Frame N entsprechend groß gewählt, beispielsweise zu N =2000, dann kann ein dafür optimales Grundsprungmuster entworfen werden, welches M=N mal entsprechend Abschnitt C.3.1 verschoben bzw. rotiert wird. Muss0 N kleiner gewählt werden, wie beispielsweise mit N=576 in Fig. 47, dann sollten mehrere Grundsprungmuster gewählt werden. Bei M=1728 sind es dann G=3 verschiedene Grundsprungmuster, die entsprechend der Framegröße jeweils 576-mal geschoben werden. Since the most interesting work area is usually in the area of a packet error rate between 1 and 20%, it is desirable to have a total of M> 1024 different jump patterns, regardless of the size of the resource frame N. If the Resource frame N selected to be appropriately large, for example at N = 2000, then an optimal basic jump pattern can be designed, which is shifted or rotated M = N times according to Section C.3.1. If 0 N has to be chosen smaller, as for example with N = 576 in Fig. 47, then several basic jump patterns should be chosen. With M = 1728 there are then G = 3 different basic jump patterns that are shifted 576 times each according to the frame size.
Durch die Wahl von G Grundsprungmustern mit G>1 (anstelle von nur einem) erhöht sich5 auch der Aufwand nach den Formeln (1) und (2) sowie obiger Tabelle aus Abschnitt C.3.2. Im Originalbereich geht der Faktor G direkt linear ein, während er im Spektralbereich nur zu etwa 60% eingeht, da dort die Flin-Transformation, unabhängig von G, immer nur einmal durchgeführt werden muss. 0 Beim Entwurf eines Grundsprungmusters SM1 nach Abschnitt C.3.1 sind folgende Aspekte zu beachten: Choosing G basic jump patterns with G> 1 (instead of just one) also increases the effort required according to formulas (1) and (2) and the table above from Section C.3.2. In the original range, the factor G is directly included in a linear manner, while in the spectral range it is only about 60%, because there the Flin transformation, independent of G, only ever has to be performed once. 0 When designing a basic jump pattern SM1 according to Section C.3.1, the following aspects must be taken into account:
1) Der Abstand zwischen zwei Sub-Datenpaketen sollte mindestens C Ressourcenelemente betragen. Dadurch wird sichergestellt, dass trotz Verschiebung5 des Grundsprungmusters immer nur ein Sub-Datenpaket pro Zeitschlitzindex auftritt, d.h. ein Datensender (z.B. Endgerät) nicht gleichzeitig auf zwei oder mehr Frequenzkanälen sendet. 1) The distance between two sub-data packets should be at least C resource elements. This ensures that, despite the shift5 of the basic hopping pattern, only one sub-data packet occurs per time slot index, i.e. a data transmitter (e.g. terminal) does not transmit on two or more frequency channels at the same time.
2) Die zyklische Pseudo-Autokorrelierte von SM1 sollte möglichst unkorreliert sein. Bis auf das grundsätzlich auftretende Maxim J sollten alle anderen AKF-2) The cyclic pseudo-autocorrelated of SM1 should be as uncorrelated as possible. With the exception of Maxim J, which always occurs, all other AKF
»0 Werte möglichst kleine Werte annehmen, wie beispielsweise für ein exemplarisch gewähltes Grundsprungmuster in Fig. 48 dargestellt, welche die resultierende AKF von Sprungmuster SM1 für eine Framegröße von N = 576 und einer Sprungmusterlänge von J=18 zeigt. Wenn das Grundsprungmuster SM1 J Elemente hat, dann treffen sich die Sprungmuster aufgrund der zyklischen Rotation von SM1 5 an genau J*J Positionen. Bei J=18 wären dies 342 „Treffer“. Diese 342 Treffer verteilen sich über N Positionen, in diesem Beispiel also 576 Stellen. Wenn man somit wie in Fig. 48 dargestellt, maximal Werte von zwei in den Nebenmaximas bekommt, dann ist das Sprungmuster sehr gut geeignet. Auch die anderen G-1 Grundsprungmuster SM2, .... SMG sollten ähnlich gute AKF-Eigenschaften haben. »0 values assume values that are as small as possible, as shown, for example, for a basic jump pattern selected as an example in FIG. 48, which shows the resulting AKF of jump pattern SM1 for a frame size of N = 576 and a jump pattern length of J = 18. If the basic jump pattern SM1 has J elements, then the jump patterns meet at exactly J * J positions due to the cyclic rotation of SM1 5. With J = 18 this would be 342 "hits". These 342 hits are distributed over N positions, in this example 576 positions. Thus, assuming as shown in Fig. 48, maximum values of two in the secondary maxima then the jump pattern is very suitable. The other G-1 basic jump patterns SM2, .... SMG should also have similarly good AKF properties.
3) Analog zu den G Autokorrelationsfunktionen sollten auch sämtliche Kreuzkorrelationskombinationen untereinander möglichst unkorreliert sein. 3) Analogously to the G autocorrelation functions, all cross-correlation combinations should also be as uncorrelated as possible with one another.
4) Den Grundsprungmustern kann in mehrfacher Hinsicht eine Zusatzinformation aufgeprägt werden. Beispielsweise ist es vorteilhaft, den in Punkt 1) angesprochenen Mindestabstand zwischen den J Teil-Datenpaketen nicht gleichabständig (äquidistant) zu verteilen, da es signifikante Nebenmaxima in Fig. 48 erzeugen würde. Sind beispielsweise alle J-1 Ressourcen-Abstände zwischen den Sub- Datenpaketen nach Fig. 45 mit jeweils verschiedenen zeitlichen Abständen vorgegeben, so kann (z.B. der Datenempfänger) schon anhand einiger weniger Sub- Datenpakete, an derer einzigartigen Abständen auf die anderen eventuell gestörten Pakete zurückschließen. Dies hilft Mehrdeutigkeiten aufzulösen, die durch Überlagerungen vieler Sub-Datenpakete entstehen. Insbesondere dann, wenn zur Performancesteigerung an interferenzreduzierende Verfahren wie SIC oder PIC gedacht wird, kann eine derartige Zusatzinformation sehr hilfreich sein. 4) Additional information can be impressed on the basic jump pattern in several ways. For example, it is advantageous not to distribute the minimum spacing mentioned in point 1) between the J partial data packets equally spaced (equidistant), since it would generate significant secondary maxima in FIG. 48. If, for example, all J-1 resource intervals between the sub-data packets according to FIG. 45 are specified with different time intervals, then (e.g. the data receiver) can already use a few sub-data packets at which unique intervals to the other possibly disturbed packets close back. This helps to resolve ambiguities that arise from the overlapping of many sub-data packets. Additional information of this kind can be very helpful, particularly if you are thinking of interference-reducing methods such as SIC or PIC in order to increase performance.
C.3.4 Übermittlung von Zusatzinformation über das angewandte Sprungmuster C.3.4 Transmission of additional information about the jump pattern used
In der Regel ist es dem Datenempfänger (z.B. Basisstation) 104 nicht bekannt, welche Datensender (z.B. Endgeräte) 106_1 bis 106_n mit welchen Sprungmustern im Ressource- Frame auf den Funkkanal zugreifen. Besonders bei einem großen Vorrat an möglichen Sprungmustern, welche den Datensendern 106_1 bis 106_n zur Verfügung stehen, kann es in dem Datenempfänger 104 eine verarbeitungs- und damit energieintensive Aufgabe sein, die gesendeten Datenpakete anhand ihrer bei der Übertragung der Teil-Datenpakete eingesetzten Sprungmuster zu detektieren. Bei einer Ressource-Framegröße von beispielsweise N =1200 senden bei einer Paketfehlerrate (PER) von 10% 54 Datensender 106_1 bis 106_n (n=54) gleichzeitig innerhalb eines einzigen Ressource-Frames, wodurch insgesamt 972 Sub-Datenpakete (oder Teil-Datenpakete) ausgesendet werden. Bei derartig vielen Datensendern 106_1 bis 106_n kommt es zunehmend zu Mehrdeutigkeiten bei der Zuordnung der Sprungmuster während der Detektion. Um diese Mehrdeutigkeiten leichter auflösen zu können ist es hilfreich, noch weitere Zusatzinformationen während der Aussendung der Sprungmuster mit zu übertragen. As a rule, the data receiver (e.g. base station) 104 does not know which data transmitters (e.g. terminals) 106_1 to 106_n access the radio channel with which jump patterns in the resource frame. Particularly when there is a large supply of possible jump patterns available to the data transmitters 106_1 to 106_n, it can be a processing and therefore energy-intensive task in the data receiver 104 to detect the data packets sent based on their jump patterns used in the transmission of the partial data packets . With a resource frame size of, for example, N = 1200 send 54 data transmitters 106_1 to 106_n (n = 54) simultaneously within a single resource frame with a packet error rate (PER) of 10%, resulting in a total of 972 sub-data packets (or partial data packets) be sent out. With so many data transmitters 106_1 to 106_n, there is increasing ambiguity in the assignment of the jump patterns during the detection. In order to be able to resolve these ambiguities more easily, it is helpful to transmit further additional information while the jump pattern is being sent out.
Bei Ausführungsbeispielen kann (z.B. von dem Datensender 106_1 dem Sendesignal 122) ein dedizierter Frequenzoffset aufgeprägt werden. Beispielsweise kann dem Sendesignal 122 vom jeweiligen Datensender 106_1 bewusst ein vom jeweiligen Sprungmuster abhängiger, dedizierter Frequenzoffset von beispielsweise
Figure imgf000094_0001
ufgebracht werden. Der Datenempfänger 104 ist typischerweise so ausgebildet, dass der Datenempfänger 104 den Frequenzoffset des empfangenen Signals schätzen kann. Aus der Abfolge der Schätzwerte des Frequenzoffsets kann dann eine Information über das Sprungmuster bzw. das einzelne Teil-Datenpaket im Ressource-Frame gewonnen werden.
In exemplary embodiments, a dedicated frequency offset can be impressed (for example by the data transmitter 106_1 on the transmission signal 122). For example, the transmission signal 122 from the respective data transmitter 106_1 can consciously have a dedicated frequency offset of, for example, dependent on the respective jump pattern
Figure imgf000094_0001
be brought up. The data receiver 104 is typically designed such that the data receiver 104 can estimate the frequency offset of the received signal. Information about the jump pattern or the individual partial data packet in the resource frame can then be obtained from the sequence of the estimated values of the frequency offset.
Bei Ausführungsbeispielen kann (z.B. von dem Datensender 106_1 dem Sendesignal 122) eine dedizierte Zeitverschiebung aufgeprägt werden. In exemplary embodiments, a dedicated time shift can be impressed (e.g. by the data transmitter 106_1 on the transmission signal 122).
Beispielsweise kann entsprechend der Aufbringung eines Frequenzoffsets dem Sendesignal 122 vom jeweiligen Datensender (z.B. Datensender 106_1) bewusst eine vom jeweiligen Sprungmuster (z.B. Sprungmuster 116) abhängige, dedizierte Zeitverschiebung Atded zugefügt werden. Diese kann z.B. in der Größenordnung von einzelnen Symbolintervallen liegen. For example, according to the application of a frequency offset, a dedicated time shift Atded dependent on the respective jump pattern (e.g. jump pattern 116) can be deliberately added to the transmission signal 122 from the respective data transmitter (e.g. data transmitter 106_1). This can, for example, be in the order of magnitude of individual symbol intervals.
Bei Ausführungsbeispielen können unterschiedliche Präambeln verwendeten werden. Different preambles can be used in exemplary embodiments.
Beispielsweise kann das Signal (Sendesignal 122) eine vom jeweiligen Sprungmuster (z.B. von dem Sprungmuster 116) abhängige Präambel (auch Referenz-, Trainings- oder Pilotsequenz genannt) enthalten, um eine eventuelle Signalüberlagerung der Teil- Datenpakete mehrerer Datensender 106_1 bis 106_n in einem Ressourcenelement zu erkennen. Diese Präambeln sollten zueinander möglichst orthogonal sein, damit eine möglichst gute Trennung bei der Detektion möglich ist. For example, the signal (transmission signal 122) can contain a preamble (also called reference, training or pilot sequence) that is dependent on the respective jump pattern (e.g. jump pattern 116) in order to avoid a possible signal overlay of the partial data packets of several data transmitters 106_1 to 106_n in a resource element to recognize. These preambles should be as orthogonal to one another as possible so that the best possible separation is possible during detection.
Bei Ausführungsbeispielen kann eine Kombination obiger Merkmale erfolgen, z.B. eine Kombination von zumindest zwei aus (1) der Aufprägung eines dedizierten Frequenzoffsets, (2) der Aufprägung einer dedizierten Zeitverschiebung, und (3) der Verwendung unterschiedlicher Präambeln. In exemplary embodiments, a combination of the above features can occur, e.g. a combination of at least two of (1) the application of a dedicated frequency offset, (2) the application of a dedicated time shift, and (3) the use of different preambles.
Beispielsweise können die o.g. Merkmale auch beliebig miteinander kombiniert werden, um für die Detektion mit einem möglichst hohen Informationsgehalt hinsichtlich des verwendeten Sprungmusters bereitzustellen. For example, the above-mentioned features can also be combined with one another as desired in order to provide the detection with the highest possible information content regarding the jump pattern used.
Das Aufprägen einer derartigen Zusatzinformation verursacht aber einen gewissen Mehraufwand auf Seiten der Detektion. Der Einsatz von beispielsweise drei verschiedenen Präambeln erfordert sowohl bei den Pilotsequenz-Korrelationen in den einzelnen (Teil- Patenpaketen einen dreifachen Aufwand und auch beim zweiten Schritt, bei der Sprungmuster-Korrelation, muss dieser Schritt für jede verwendete Präambel getrennt durchgeführt werden. Insofern sollte zuerst das System mit der Framegröße N und der Grundsprungmusteranzahl M entworfen werden und erst dann, wenn dieThe imprinting of such additional information causes a certain additional effort on the part of the detection. The use of, for example, three different Preambles require a threefold effort for the pilot sequence correlations in the individual (partial sponsorship packages) and also for the second step, the jump pattern correlation, this step must be carried out separately for each preamble used. In this respect, the system with the frame size N should first be carried out and the number of basic jump patterns M and only when the
Detektionsperformance durch zu viele Mehrdeutigkeiten schlechter wird, sollte über die Einführung von Zusatzinformation nachgedacht werden. If detection performance deteriorates due to too many ambiguities, the introduction of additional information should be considered.
C.4 Unipolare Binärfolgen mit gutem periodischen Korrelationsverhalten C.4 Unipolar binary sequences with good periodic correlation behavior
Bei den hier betrachteten Kanalzugriffsverfahren kommen die sogenannten „konkurrenzbasierten Zugriffsverfahren“ (engl contention based access) zum Einsatz. Hierbei stehen den Teilnehmern 106_1-106_n (z.B. Endgeräten) desThe so-called “contention-based access” are used for the channel access methods considered here. The subscribers 106_1-106_n (e.g. terminals) of the
Kommunikationssystems 102 keine exklusiv zugewiesenen Ressourcen zur Verfügung, sondern mehrere Teilnehmer 106_1-106_n greifen eigeninitiativ auf ein gemeinsames Angebot an Funkressourcen (= von dem Kommunikationssystem 102 verwendbare Ressourcenelemente 112) zu. Dadurch kann es zu Zugriffskonflikten kommen, d.h. zur gleichzeitigen Belegung von Ressourcenelementen durch zwei oder mehr Teilnehmer. Bei den „konkurrenzbasierten Zugriffsverfahren“ kann grob zwischen den folgenden Varianten unterschieden werden: a) Bei einer rein unidirektionalen Datenübertragung von Teilnehmer (z.B. Endgerät) zu Basisstation sendet dieser seine Nachricht entsprechend einer zyklischen Taktung (dem Duty-Cycle) aus. Da die Basisstation die verschiedenen Sendezeitpunkte der einzelnen Teilnehmer nicht kennt, empfängt diese fortlaufend. Da zudem keine Koordination der Teilnehmer vorliegt, erfolgen die Kanalzugriffe asynchron (engl „unslotted“) mit beliebiger zeitlicher Granularität. b) Die Variante a) kann um eine einfache bidirektionale Schnittstelle erweitert werden. Empfängt die Basisstation erfolgreich ein Datenpaket eines Teilnehmers, so kann die Basisstation unmittelbar nach Ende dieser Übertragung dem Teilnehmer eine Nachricht (engl „immediate feedback“, „ACK/NACK“) zukommen lassen. Zum Empfangen dieses Rückkanals schaltet der Teilnehmer seinen Empfänger nur für ein sehr kurzes Zeitintervall ein. c) Die Basisstation fungiert hier als koordinierende Instanz (Master), indem sie beispielsweise periodisch ein Beacon-Signal (dt. Baken-Signal) oder andere Referenzsignale aussendet. Die Teilnehmer können sich darauf synchronisieren und greifen anschließend eigeninitiativ im Wettbewerbsverfahren (unkoordiniert und unabhängig voneinander) auf ein zeitlich begrenztes Angebot an Funkressourcen (= von dem Kommunikationssystem 102 verwendbare Ressourcenelemente 112, z.B. einem sog. Ressourcenrahmen (engl, ressource frame)) zu. Die Taktung der Zugriffsversuche erfolgt hierbei synchronisiert („slotted“) in Zeitschlitzen (sog. Ressourcenblöcken) und jeder Teilnehmer darf nur am jeweiligen Beginn eines Zeitschlitzes eines seiner Teil-Datenpakete aussenden. Communication system 102 does not have any exclusively allocated resources available, but rather several subscribers 106_1-106_n access a common range of radio resources (= resource elements 112 that can be used by communication system 102) on their own initiative. This can lead to access conflicts, ie to the simultaneous occupancy of resource elements by two or more participants. With the “competition-based access method”, a rough distinction can be made between the following variants: a) In the case of a purely unidirectional data transmission from the subscriber (e.g. terminal) to the base station, the latter sends its message according to a cyclical cycle (the duty cycle). Since the base station does not know the different transmission times of the individual subscribers, it receives them continuously. Since there is also no coordination of the participants, the channel accesses are asynchronous (unslotted) with any time granularity. b) Variant a) can be expanded to include a simple bidirectional interface. If the base station successfully receives a data packet from a subscriber, the base station can send the subscriber a message (“immediate feedback”, “ACK / NACK”) immediately after the end of this transmission. To receive this return channel, the subscriber only switches his receiver on for a very short time interval. c) The base station acts here as a coordinating entity (master), for example by periodically sending a beacon signal or other Sends reference signals. The participants can synchronize with it and then take the initiative in the competitive process (uncoordinated and independent of one another) on a time-limited range of radio resources (= resource elements 112 usable by the communication system 102, e.g. a so-called resource frame). The clocking of the access attempts is synchronized ("slotted") in time slots (so-called resource blocks) and each participant is only allowed to send out one of its partial data packets at the beginning of a time slot.
In [6], [7] und [8] wird der Entwurf von Sprungmustern für die obigen Varianten a) und b) behandelt, während das grundlegende Design für die Variante c) als linear geschobene und in Zeitrichtung zyklisch rotierte zweidimensionale Sprungmuster oben in Abschnitt C.1 und speziell in Abschnitt C.3 beschrieben ist. In [6], [7] and [8] the design of jump patterns for the above variants a) and b) is dealt with, while the basic design for variant c) as linearly shifted and cyclically rotated two-dimensional jump patterns in section above C.1 and specifically described in Section C.3.
Die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele beziehen sich auf den Entwurf der Grundsprungmuster für den synchronen Fall (Variante c)). The exemplary embodiments described below relate to the design of the basic jump pattern for the synchronous case (variant c)).
Ausgangspunkt dafür sind unipolare Barker-Folgen, die mit den sog. Golomb-Linealen (engl. Golomb-Rulers) identisch sind [9, Seite 120]. Diese sind binäre Folgen mit Elementen e {0,1}, deren Autokorrelationsfunktionen (AKF) nur Nebenwerte l e {0,1} aufweisen. Im Folgenden wird beispielhaft davon ausgegangen, dass eine „1“ in der Binärfolge der Aussendung eines Teil-Datenpakets durch ein Teilnehmer (z.B. Endgerät) entspricht. Bei einer „0“ wird kein Teil-Datenpaket gesendet. Dadurch stören sich zwei Telegramme, die beide das gleiche Grund-Sprungmuster verwenden, entweder gar nicht (bei l = 0) oder es kollidieren im schlimmsten Falle (bei 2 = 1) lediglich zwei Teil-Datenpakete miteinander. The starting point for this are unipolar Barker sequences, which are identical to the so-called Golomb rulers [9, page 120]. These are binary sequences with elements e {0,1} whose autocorrelation functions (AKF) only have secondary values l e {0,1}. In the following it is assumed as an example that a "1" in the binary sequence corresponds to the transmission of a partial data packet by a participant (e.g. terminal). With a "0", no partial data packet is sent. As a result, two telegrams that both use the same basic jump pattern either do not interfere at all (with l = 0) or in the worst case (with 2 = 1) only two partial data packets collide with one another.
Natürlich kann bei Ausführungsbeispielen auch davon ausgegangen werden, dass eine „0“ in der Binärfolge der Aussendung eines Teil-Datenpakets durch einen Teilnehmer (z.B. Endgerät) entspricht, während bei einer „1“ kein Teil-Datenpaket gesendet wird. Of course, in the case of exemplary embodiments, it can also be assumed that a "0" in the binary sequence corresponds to the transmission of a partial data packet by a subscriber (e.g. terminal), while with a "1" no partial data packet is sent.
Die Theorie der Golomb-Lineale sowie die benötigten Begrifflichkeiten wie periodische AKF, Fläche eine AKF oder Haupt-Nebenmaxima-Verhältnis (HNV) werden nachfolgend kurz beschrieben. Die detaillierte Beschreibung der darauf aufbauenden Ausführungsbeispiele, insbesondere die Anwendung auf die synchrone (engl „slotted“) Übertragung erfolgt in den Abschnitten C.4.1-C.4.4. In der Mathematik ist ein Golomb-Lineal (benannt nach Solomon W. Golomb) ein Satz von nicht negativen ganzen Zahlen oder Markierungen, bei denen kein Paar der Zahlen die gleiche Differenz (Abstand) zueinander aufweist. Golomb-Lineale werden anhand ihrer „Ordnung“ und ihrer „Länge“ kategorisiert, wobei die Ordnung E durch die Anzahl der Markierungen und die Länge N durch die größte auftretende Markierung definiert ist. Ein Golomb-Lineal der Ordnung £= 5 und Länge A/=12 ist in Fig. 49 dargestellt. The theory of the Golomb rulers and the necessary terms such as periodic AKF, area an AKF or main-secondary maxima ratio (HNV) are briefly described below. A detailed description of the exemplary embodiments based on this, in particular the application to synchronous (“slotted”) transmission, is given in Sections C.4.1-C.4.4. In mathematics, a Golomb ruler (named after Solomon W. Golomb) is a set of non-negative integers or marks where no pair of numbers is the same difference (distance) from one another. Golomb rulers are categorized according to their “order” and their “length”, with the order E being defined by the number of marks and the length N by the largest occurring marking. A Golomb ruler of order £ = 5 and length A / = 12 is shown in FIG. 49.
Wie in Fig. 49 zu erkennen ist, umfasst das Golomb-Lineal 300 E= 5 Markierungen 302_1- 302_5, wobei eine erste Markierung 302_1 bei der ganzzahligen Zahl Eins, eine zweite Markierung 302_2 bei der ganzzahligen Zahl Drei, eine dritte Markierung 302_3 bei der ganzzahligen Zahl Acht, eine vierte Markierung 302_4 bei der ganzzahligen Zahl Neun und eine fünfte Markierung 302_5 bei der ganzzahligen Zahl Zwölf gesetzt ist. As can be seen in FIG. 49, the Golomb ruler 300 includes E = 5 markings 302_1-302_5, a first marking 302_1 for the integer number one, a second marking 302_2 for the integer number three, and a third marking 302_3 for the integer number eight, a fourth marking 302_4 for the integer number nine and a fifth marking 302_5 for the integer number twelve.
Bei Betrachtung der Abstände der ersten Markierung 302_1 zu den anderen vier Markierungen 302_2-302_5, resultieren die vier Abstände {2,7,8,11} . Die zweite Markierung 302_2 hat zu den verbleibenden drei rechten Markierungen 302_3-302_5 die drei Abstände {5,6,9} und bei der dritten Markierung 302_3 ergeben sich die Differenzen {1,4} als Abstände. Der letzte Abstand zwischen der vierten Markierung 302_4 und der fünften Markierung 302_5 ist die {3}. Abhängig von der Ordnung E ergeben sich Sb=i b verschiedene Abstände, in dem in Fig. 49 gezeigten Beispiel also zehn verschiedene Abstände. In steigender Reihenfolge ergibt dies die Differenz-Zahlenreihe {1,2,3,4,5,6,7,8,9,11} für alle Markierungsabstände. Es wird deutlich, dass in der Differenz- Zahlenreihe keine Abstände doppelt auftreten. When considering the distances between the first marking 302_1 and the other four markings 302_2-302_5, the result is the four distances {2,7,8,11}. The second marking 302_2 has the three distances {5,6,9} to the remaining three right markings 302_3-302_5 and the differences {1,4} result as distances for the third marking 302_3. The last distance between the fourth marking 302_4 and the fifth marking 302_5 is {3}. Depending on the order E, there are S b = i b different distances, that is to say ten different distances in the example shown in FIG. 49. In increasing order this results in the difference series of numbers {1,2,3,4,5,6,7,8,9,11} for all marking distances. It becomes clear that no spaces occur twice in the difference series of numbers.
Das in Fig. 49 gezeigte Golomb-Lineal G = {1,3,8,9,12} kann als binäre unipolare nichtperiodische (oder aperiodische) Folge mit Elementen e {0,1} interpretiert werden, wobei die Zahlen der fünf Markierungen 302_1-302_5 die mit Eins besetzten Stellen im Bereich 1 < n < N angeben (und die anderen Zahlen die mit Null besetzten Stellen (alternativ können natürlich genauso die Zahlen der fünf Markierungen 302_1-302_5 die mit Null besetzten Stellen im Bereich 1 < n < N angeben und die anderen Zahlen die mit Eins besetzten Stellen)). Hierbei wird eine Binärfolge als unipolar bezeichnet, wenn diese nur aus den Elementen e {0,1} besteht, während eine Binärfolge mit den Elementen e {-1,1} als bipolar bezeichnet wird. Damit ergibt sich für das in Fig. 49 gezeigte Beispiel eine Folge s(n ) der Länge N=12 in folgender Form:
Figure imgf000097_0001
Golomb-Anordnungen zeichnen sich dadurch aus, dass ihre Autokorrelationsfunktion (AKF) nur Nebenwerte l
Figure imgf000098_0004
{ , } ufweisen. Die AKF ist für s(n) definiert als
Figure imgf000098_0003
wobei das ‘-Zeichen die Konjugiert-Komplex-Operation charakterisiert. Im Fall von reellwertigen Folgen (von denen hierin ausgegangen wird) kann diese Operation weggelassen werden. Der Ausdruck S bedeutet die Summierung über alle n, für die das
Figure imgf000098_0005
Argument (·) nicht verschwindet. Die Breite der AKF beläuft sich auf 2N-1 und das AKF- Hauptmaximum beträgt immer Bei der AKF-Berechnung gilt noch zu
Figure imgf000098_0006
berücksichtigen, dass für binäre Folgen mit den Elementen e {0,1} die Multiplikation in Gleichung (2) durch die UND-Verknüpfung (oft auch als logische Multiplikation bezeichnet) zu realisieren ist. Eine derartige AKF wird in der englischsprachigen Literatur häufig auch als „Thumbtack AKF“ („Reißnagel-AKF“) bezeichnet [10]
The Golomb ruler G = {1,3,8,9,12} shown in FIG. 49 can be interpreted as a binary unipolar non-periodic (or aperiodic) sequence with elements e {0,1}, where the numbers of the five markings 302_1 -302_5 indicate the positions occupied with one in the range 1 <n <N (and the other numbers the positions occupied with zero (alternatively, of course, the numbers of the five markings 302_1-302_5 can also indicate the positions occupied with zero in the range 1 <n <N and the other numbers the digits filled with one)). A binary sequence is referred to as unipolar if it only consists of the elements e {0,1}, while a binary sequence with the elements e {-1,1} is referred to as bipolar. This results in a sequence s (n) of length N = 12 in the following form for the example shown in Fig. 49:
Figure imgf000097_0001
Golomb arrangements are characterized by the fact that their autocorrelation function (AKF) only has secondary values l
Figure imgf000098_0004
{,} uf show. The AKF is defined for s (n) as
Figure imgf000098_0003
where the 'character characterizes the conjugate complex operation. In the case of real-valued sequences (which are assumed here) this operation can be omitted. The term S means the summation over all n for which the
Figure imgf000098_0005
Argument (·) does not go away. The width of the AKF is 2N-1 and the main AKF maximum is always. When calculating the AKF, the following applies
Figure imgf000098_0006
take into account that for binary sequences with the elements e {0,1} the multiplication in equation (2) is to be realized by the AND operation (often also referred to as logical multiplication). Such an AKF is often referred to in the English-language literature as a "Thumbtack AKF"("thumbtackAKF") [10]
Die AKF der Folge s(n) aus Gleichung (1) berechnet sich gemäß Gleichung (2) zu
Figure imgf000098_0001
The AKF of the sequence s (n) from equation (1) is calculated according to equation (2)
Figure imgf000098_0001
Sämtliche Nebenwerte der AKF aus Gleichung (3) besitzen die Größe Eins („1“), außer an den beiden Positionen für m = +10. Der Grund hierfür ist, dass der Abstand Zehn in der obigen Differenz-Zahlenreihe {1,2,3,4,5,6,7,8,9,11} fehlt. Golomb-Anordnungen, deren AKF- Nebenwerte ausschließlich Eins enthalten, werden perfekte Golomb-Lineale genannt. Allerdings existieren diese nur bis zu einer Ordnung E=4 und einer Länge N=7 [9] Für größere Längen N nimmt die Zahl der verschwindenden Nebenwerte immer mehr zu. Bei „Thumbtack AKFs“ von binären unipolaren und nichtperiodischen Folgen mit Elementen e {0,1} gilt nach [9] für die „Fläche“ der AKF
Figure imgf000098_0002
All secondary values of the AKF from equation (3) have the size one ("1"), except for the two positions for m = +10. The reason for this is that the distance ten is missing in the above difference number series {1,2,3,4,5,6,7,8,9,11}. Golomb arrangements whose APF minor values contain only one are called perfect Golomb rulers. However, these only exist up to an order E = 4 and a length N = 7 [9] For longer lengths N, the number of vanishing secondary values increases more and more. For “thumbtack AKFs” of binary unipolar and non-periodic sequences with elements e {0,1}, according to [9], the “area” of the AKF applies
Figure imgf000098_0002
Für das Beispiel aus Gleichung (3) bedeutet dies einen Flächenwert von E 2 = 25, was genau der Summe vo
Figure imgf000098_0008
E und sämtlichen AKF-Nebenwerten m 1 entspricht. Ein
Figure imgf000098_0007
perfektes Golomb-Lineal der Ordnung E=5 kann somit nur eine Länge von N=11 besitzen, wenn es denn existieren würde. Für die nachfolgenden Anwendungen ist noch das Gütemaß von Haupt-Nebenmaximums- Verhältnis (HNV) gemäß der Definition
Figure imgf000099_0001
bedeutsam. Das HNV bewertet die impulsförmige Eigenstörung durch die AKF-Nebenwerte. Für Golomb-Lineale gilt immer HNV = E. Es ist noch zu erwähnen, dass es sich bei dem Beispiel aus Fig. 49 um ein sogenanntes „Optimales Golomb-Lineal (engl. Ruler)“ ( OGR ) handelt. Ein OGR besitzt immer die kürzeste Länge N bei gegebener Ordnung E. Die höchste bekannte Ordnung eines Optimalen Golomb-Lineals beträgt momentan E-27 (mit N=554, wenn die Markierung bei Eins („1“) beginnt). Handelt es sich um kein OGR, so werden diese als „nicht-optimale Golomb-Lineale“ oder unipolare Barker-Folgen [9] bezeichnet.
For the example from equation (3) this means an area value of E 2 = 25, which is exactly the sum of vo
Figure imgf000098_0008
E and all AKF minor values m 1 corresponds. On
Figure imgf000098_0007
perfect Golomb ruler of order E = 5 can only have a length of N = 11, if it existed. For the following applications, the quality measure of the main-secondary maximum ratio (HNV) is still according to the definition
Figure imgf000099_0001
significant. The HNV assesses the impulsive self-interference from the AKF secondary values. HNV = E always applies to Golomb rulers. It should also be mentioned that the example from Fig. 49 is a so-called “optimal Golomb ruler” (OGR). An OGR always has the shortest length N for a given order E. The highest known order of an optimal Golomb ruler is currently E-27 (with N = 554 if the marking starts at one ("1"). If it is not an OGR, it is referred to as “non-optimal Golomb rulers” or unipolar Barker sequences [9].
Die bisherigen Betrachtungen wurden ausschließlich für ein aperiodisches Korrelationsverhalten durchgeführt. Werden Sprungmuster (engl hopping pattern) betrachtet, die wie in Abschnitt C.3 zyklisch rotiert werden, dann sollte auch noch das periodische Korrelationsverhalten von unipolaren periodischen Binärfolgen s(n) e {0,1} untersucht werden. Hierfür sei die periodische Folge s(n) betrachtet mit der Eigenschaft
Figure imgf000099_0002
The previous considerations were carried out exclusively for an aperiodic correlation behavior. If hopping patterns are considered, which are rotated cyclically as in Section C.3, then the periodic correlation behavior of unipolar periodic binary sequences s (n) e {0,1} should also be examined. For this purpose, consider the periodic sequence s (n) with the property
Figure imgf000099_0002
Die periodische Autokorrelationsfunktion (PAKF) lautet dann
Figure imgf000099_0003
wobei die PAKF zur aperiodischen AKF der Grundperiode s(n) der Folge nach Gleichung (2) in folgender Beziehung steht:
Figure imgf000099_0004
The periodic autocorrelation function (PAKF) is then
Figure imgf000099_0003
where the PAKF to the aperiodic AKF of the basic period s (n) of the sequence according to equation (2) is in the following relationship:
Figure imgf000099_0004
Aperiodische Golomb-Lineale können jedoch nicht so einfach als unipolare periodische Binärfolgen verwendet werden, da diese dann auch AKF-Nebenwe aufweisen würden. (Unipolare periodische Binärfolgen, deren PAKF nur Nebenwerte mit besitzen, behalten diese AKF-Eigenschaft auch bei der Verwendung als unipolare aperiodische Binärfolge, aber nicht umgekehrt). Aperiodic Golomb rulers, however, cannot be used as simply as unipolar periodic binary sequences, since these would then also have AKF ancillary values. (Unipolar periodic binary sequences whose PAKF only has secondary values with retain this ACF property even when used as a unipolar aperiodic binary sequence, but not vice versa).
Das Problem bei unipolaren periodischen Binärfolgen s(n) e {0,1}, deren PAKF ausschließlich Nebenwerte von l = 1 oder l e {0,1} enthalten sollen, besteht darin, dass diese in Abhängigkeit von ihrer Ordnung E (also der Anzahl von Einsen in s nur für ganz
Figure imgf000100_0007
bestimmte Periodenlängen N gelten. Nach [9] gilt für p-näre m-Folgen der Zusammenhang
Figure imgf000100_0006
wobei hier nur PAKF-Nebenwerte von l - l auftreten. Werden bei den p-nären m-Folgen PAKF-Nebenwerte von l e {0,1} erlaubt, so gilt nach [9] der Zusammenhang zwischen E und N:
Figure imgf000100_0005
wobei für die Ordnung E hier nur eine Primzahlpotenz (Primzahlen und deren Potenzen) erlaubt ist.
The problem with unipolar periodic binary sequences s (n) e {0,1}, whose PAKF should only contain secondary values of l = 1 or le {0,1}, is that they depend on their order E (i.e. the number of ones in s only for whole
Figure imgf000100_0007
certain period lengths N apply. According to [9], the relationship holds for p-ary m-sequences
Figure imgf000100_0006
where only PAH minor values of 1 - 1 occur here. If PAKF secondary values of le {0,1} are allowed for the p-nary m-sequences, then according to [9] the relationship between E and N applies:
Figure imgf000100_0005
where only one prime power (prime numbers and their powers) is allowed for order E.
Bei den p-nären m-Folgen handelt es sich um Galois-Felder p-ter Ordnung und 2-ten Grades mit entsprechend primitiven Polynomen, wobei p prim zu sein hat [9] Damit ergeben sich für
Figure imgf000100_0004
und für
Figure imgf000100_0003
The p-ary m-sequences are Galois fields of the pth order and 2nd degree with correspondingly primitive polynomials, where p has to be prime [9]
Figure imgf000100_0004
and for
Figure imgf000100_0003
Nachfolgend ein Beispiel fü
Figure imgf000100_0002
Figure imgf000100_0001
Da in der zyklischen Differenz-Zahlenreihe {1,2, 3, 5, 6, 7} der Wert Vier fehlt, ist die PAKF an dieser Stelle Null. Die „Fläche“ der PAKF ist nach [9] gegeben durch:
Figure imgf000101_0003
wobei zu beachten ist, dass die PAKF-Breite nur der Länge N einer Periode entspricht, während die AKF nach Gleichung (4) eine Breite von 2N-1 aufweist. Es sei bereits an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass eine zyklische Verschiebung von s(n) um n0 (entsprechend
Figure imgf000101_0007
wie auch eine Spiegelung (also riviale Invarianz-Operationen bei
Figure imgf000101_0006
periodischen (wie auch aperiodischen) Folgen sind und daher keine Auswirkungen auf die PAKF-Werte haben. Das Beispiel nach Gleichung (13) mit wird als periodische Grundfolge bezeichnet, da für den ersten Wert
Figure imgf000101_0005
gilt. Eine zyklische Verschiebung um sechs Stellen ergibt dann die Folge Diese besitzt
Figure imgf000101_0004
eine zu Gleichung (14) identische PAKF und wird nachfolgend bei Ausführungsbeispielen als eine der N möglichen geschobenen Sprungmuster der Grundfolge bezeichnet. Auch die zu Gleichung (13) gespiegelte Variante mit besitzt eine zu Gleichung (14) identische PAKF und wird
Figure imgf000101_0008
entsprechend als äquivalente (oder spiegelbildliche) Grundfolge oder auch Spiegelbild bezeichnet.
Below is an example for
Figure imgf000100_0002
Figure imgf000100_0001
Since the value four is missing in the cyclic difference number series {1,2, 3, 5, 6, 7}, the PAKF is zero at this point. According to [9], the "area" of the PAKF is given by:
Figure imgf000101_0003
It should be noted that the PAKF width only corresponds to the length N of one period, while the AKF according to equation (4) has a width of 2N-1. It should already be pointed out at this point that a cyclic shift of s (n) by n 0 (corresponding to
Figure imgf000101_0007
as well as a mirroring (i.e. rivial invariance operations at
Figure imgf000101_0006
are periodic (as well as aperiodic) consequences and therefore have no effect on the PAKF values. The example according to equation (13) with is referred to as a periodic basic sequence because for the first value
Figure imgf000101_0005
applies. A cyclical shift by six places then results in the sequence This has
Figure imgf000101_0004
a PAKF identical to equation (14) and is referred to below in exemplary embodiments as one of the N possible shifted jump patterns of the basic sequence. The variant mirrored in equation (13) also has a PAKF which is identical to equation (14) and becomes
Figure imgf000101_0008
accordingly referred to as an equivalent (or mirror image) basic sequence or mirror image.
Abschließend noch eine wichtige Schranke [9] für die betrachteten unipolaren periodischen Grundfolgen:
Figure imgf000101_0001
bzw. nach N aufgelöst:
Figure imgf000101_0002
Finally, an important limit [9] for the unipolar periodic sequences under consideration:
Figure imgf000101_0001
or resolved for N:
Figure imgf000101_0002
Gleichung (17) gibt an, wie groß die Periodenlänge N bei vorgegebener Ordnung E mindestens zu sein hat. Equation (17) indicates how long the period length N has to be at least for a given order E.
Bei den Folgen nach Gleichung (9) (ausschließlich mit PAKF-Nebenwerten von l = 1) gilt jeweils das Gleichheitszeichen, bei den Folgen nach Gleichung (10) (PAKF-Nebenwerte mit l e {0,1}) gilt das Größer- bzw. Kleinerzeichen. Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispieie zeigen wie unipolare periodische Binärfolgen mit verbessertem (z.B. gutem) periodischen Korrelationsverhalten
Figure imgf000102_0005
und möglichst variabler Periodenlänge N erzeugt werden können und wie von diesem das in den Abschnitten C.1 und C.3 verwendete Grundsprungmuster, auf dem die unterschiedlichen zur Datenübertragung verwendeten Sprungmuster basieren, abgleitet werden kann.
For the sequences according to equation (9) (exclusively with PAKF secondary values of l = 1), the equal sign applies in each case, for the sequences according to equation (10) (PAKF secondary values with le {0,1}) the greater or Lowercase sign. The exemplary embodiments described below show how unipolar periodic binary sequences with improved (eg good) periodic correlation behavior
Figure imgf000102_0005
and period length N which is as variable as possible can be generated and how the basic jump pattern used in sections C.1 and C.3, on which the different jump patterns used for data transmission are based, can be derived from this.
Verbesserte Korrelationseigenschaften zeichnen sich dabei durch ein verbessertes (z.B. maximales) HNV (Haupt-Nebenmaximums-Verhältnis) aus. Da das Hauptmaximum bei unipolaren Binärfolgen immer gleich der Ordnung E ist, wird dies gern. Ausführungsbeispielen durch eine Verringerung der PAKF-Nebenwerte erreicht. Improved correlation properties are characterized by an improved (e.g. maximum) HNV (main-secondary maximum ratio). Since the main maximum in unipolar binary sequences is always equal to the order E, this will be appreciated. Embodiments achieved by reducing the PAKF secondary values.
Bei den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird dabei davon ausgegangen, dass eine logische Eins („1“) in der Binärfolge der Aussendung eines Teil-Datenpakets durch einen Teilnehmer (z.B. Endpunkt) entspricht und bei einer logischen Null („0“) kein Teil- Datenpaket gesendet wird. Natürlich sind die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele in entsprechender Weise anwendbar, wenn eine logische Null („0“) in der Binärfolge der Aussendung eines Teil-Datenpakets durch einen Teilnehmer (z.B. Endpunkt) entspricht und bei einer logischen Eins („1“) kein Teil-Datenpaket gesendet wird. In the exemplary embodiments described below, it is assumed that a logical one (“1”) in the binary sequence corresponds to the transmission of a partial data packet by a participant (e.g. end point) and a logical zero (“0”) does not correspond to a partial data packet is sent. Of course, the exemplary embodiments described below can be used in a corresponding manner if a logical zero ("0") in the binary sequence corresponds to the transmission of a partial data packet by a subscriber (e.g. end point) and a logical one ("1") does not correspond to a partial Data packet is sent.
Ferner wird bei den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen von unipolaren periodischen Binärfolgen ausgegangen, die auf einer Grundfolge mit einem Wert von
Figure imgf000102_0004
Figure imgf000102_0002
auf Position Eins basieren. Durch ein entsprechendes zyklisches Verschieben können die jV möglichen Sprungmuster dieser Grundfolge erhalten werden. Zu jeder Grundfolge
Figure imgf000102_0003
es immer ein Spiegelbild mit identischen PAKF- Eigenschaften.
Figure imgf000102_0001
Furthermore, in the exemplary embodiments described below, it is assumed that unipolar periodic binary sequences are based on a basic sequence with a value of
Figure imgf000102_0004
Figure imgf000102_0002
based on position one. The jV possible jump patterns of this basic sequence can be obtained by a corresponding cyclical shifting. For every basic sequence
Figure imgf000102_0003
there is always a mirror image with identical PAKF properties.
Figure imgf000102_0001
Des Weiteren wird bei den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen von einer synchronen Übertragung ausgegangenen, bei der die Basisstation ein Raster aus Zeitschlitzen (engl slots) für die Kanalzugriffe vorgibt. Jeder Zeitschlitz hat eine bestimmte Länge, die in unserem Falle mindestens der Länge eines Teil-Datenpakets (aus Trainingsund Datensymbolen bestehend) entspricht. Den Teilnehmer (z.B. Endgeräten) stehen keine exklusiv zugewiesenen Ressourcen zu Verfügung, sondern ein gemeinsames Angebot an M Funkressourcen (= von dem Kommunikationssystem verwendbaren Ressourcenelemente, z.B. sog. Ressourcenrahmen 112 (engl ressource frame), siehe z.B. Fig. 26 und Fig. 41), welches in C diskrete Frequenzkanäle und T Zeitschlitze unterteilt ist. In Summe stehen damit in einem . Ressourcenrahmen 112 M = T*C Ressourcenblöcke oder Ressourcenelemente (bzw. Zeitschlitze oder Zeit-Frequenz-Ressourcen) zur Verfügung. In den Abschnitten C.1 und C.3 wurde gezeigt, dass ausgehend von einem Grundsprungmuster, welches L verschiedene Zeitschlitze für die L Teil-Datenpakete aufweist, dieses durch M unterschiedliche Anfangsoffsets gleichmäßig im Ressourcenrahmen 112 verteilt werden kann. Wird ein Zeitschlitz über den „rechten“ Framerand hinausgeschoben, so erfolgt über eine Modulo-Operation eine Spiegelung in die „linke“ Seite zurück in den gültigen Ressourcenbereich (siehe Abschnitt C.3). Dadurch existieren M verschiedene Sprungmuster mit gleicher Grundform. Furthermore, in the exemplary embodiments described below, a synchronous transmission is assumed, in which the base station specifies a grid of time slots for the channel accesses. Each time slot has a certain length, which in our case corresponds at least to the length of a partial data packet (consisting of training and data symbols). The subscribers (e.g. terminals) have no exclusively allocated resources at their disposal, but rather a common supply of M radio resources (= resource elements that can be used by the communication system, e.g. so-called resource frame 112, see e.g. Fig. 26 and Fig. 41) , which is divided into C discrete frequency channels and T time slots. All in all, they are all in one. Resource frame 112 M = T * C resource blocks or Resource elements (or time slots or time-frequency resources) are available. In Sections C.1 and C.3 it was shown that starting from a basic hop pattern which has L different time slots for the L partial data packets, this can be evenly distributed in the resource frame 112 by M different initial offsets. If a time slot is shifted beyond the "right" frame edge, a modulo operation is used to mirror it to the "left" side back into the valid resource area (see Section C.3). This means that there are M different jump patterns with the same basic shape.
C.4.1 Empfänger mit einem Frequenzkanal (C=1) und M=T Zeitschlitzen je Ressourcenrahmen C.4.1 Receiver with one frequency channel (C = 1) and M = T time slots per resource frame
Besonders einfach ist der Fall, wenn pro Zeitschlitz nur ein Frequenzkanal unterstellt wird, also C=1. Es ergibt sich dann die in Fig. 50 beispielhaft dargestellte Situation. The case is particularly simple if only one frequency channel is assumed per time slot, that is, C = 1. The situation shown by way of example in FIG. 50 then results.
Im Detail zeigt Fig. 50 eine schematische Darstellung einer beispielhaften durch drei Sprungmuster 116, 117 und 131 unterschiedlicher Teilnehmer 106_1 , 106_2 und 106_3 angegebenen Belegungen von Ressourcenelementen 118_1 bis 118_4, 119_1 bis 119_4 und 133_1 bis 133_4 der von dem Kommunikationssystem 102 verwendbaren Ressourcenelemente 112, wobei die drei Sprungmuster 116, 117 und 131 von dem gleichen Grundsprungmuster basierend auf einer zyklischen Verschiebung des Grundsprungmusters in der Zeit und/oder Frequenz abgeleitet sind. Dabei beschreibt in Fig. 50 die Ordinate die Frequenz in Frequenzkanälen (Frequenzindizes) und die Abszisse die Zeit in Zeitschlitzen (Zeitschlitzindizes). In detail, Fig. 50 shows a schematic representation of an exemplary allocation of resource elements 118_1 to 118_4, 119_1 to 119_4 and 133_1 to 133_4 of the resource elements 112 usable by the communication system 102, indicated by three jump patterns 116, 117 and 131 of different participants 106_1, 106_2 and 106_3, wherein the three hopping patterns 116, 117 and 131 are derived from the same basic hopping pattern based on a cyclical shift of the basic hopping pattern in time and / or frequency. In FIG. 50, the ordinate describes the frequency in frequency channels (frequency indices) and the abscissa the time in time slots (time slot indices).
Mit anderen Worten, Fig. 50 zeigt ein beispielhaftes Szenario mit drei Sprungmustern 116, 117 und 131 (M=T=40, C=1 und L=E=4), wobei alle drei Sprungmuster 116, 117 und 131 auf einem identischen Grundsprungmuster (Grundfolge) basieren und nur unterschiedliche Anfangsoffsets aufweisen. In other words, FIG. 50 shows an exemplary scenario with three jump patterns 116, 117 and 131 (M = T = 40, C = 1 and L = E = 4), with all three jump patterns 116, 117 and 131 on an identical basic jump pattern (Basic sequence) and only have different initial offsets.
Das Sprungmuster 116 des Teilnehmers 106_1, welches zum Grundsprungmuster mit L=4 identisch ist (keine Verschiebung), belegt in Fig. 50 beispielhaft die Zeitschlitze {1, 10, 21 , 32} und die anderen beiden Teilnehmer 106_2 und 106_3 (engl user) senden mit Sprungmustern 117 und 131, die lediglich dem um vier bzw. 27 Zeitschlitze verschobenen Grundmuster entsprechen. Da das Sprungmuster 131 des Teilnehmers 106_3 den rechten Framerand erreicht, werden die Zeitschlitze der beiden Teil-Datenpakete 133_3 und 133_4 basierend auf einer Modulo Operation über den linken Framerand in den Bereich der verfügbaren Ressourcenelemente 112 (Ressourcenrahmen) herein rotiert. Werden - entsprechend der obigen Darstellung - die vier benutzten Zeitschlitze 118_1 bis 118_4 des Grundsprungmusters (bzw. der Grundfolge) mit einer logischen Eins und alle 36 anderen ungenutzten Elemente mit einer logischen Null besetzt, dann ergibt dies eine unipolare periodische Binärfolge eren Kollisionsverhalten sich anhand einer PAKF
Figure imgf000104_0001
nach Gleichung (7) berechnen lässt. Die Anzahl der L Teil-Datenpakete einer Nachricht entspricht dabei der dort erwähnten Ordnung E.
The jump pattern 116 of the subscriber 106_1, which is identical to the basic jump pattern with L = 4 (no shift), occupies the time slots {1, 10, 21, 32} and the other two subscribers 106_2 and 106_3 (English user) in FIG. send with jump patterns 117 and 131, which only correspond to the basic pattern shifted by four or 27 time slots. Since the jump pattern 131 of the subscriber 106_3 reaches the right frame edge, the time slots of the two partial data packets 133_3 and 133_4 are based on a modulo operation over the left frame edge into the range of available resource elements 112 (resource frame) rotated in. If - according to the above illustration - the four used time slots 118_1 to 118_4 of the basic jump pattern (or the basic sequence) are filled with a logical one and all 36 other unused elements with a logical zero, then this results in a unipolar periodic binary sequence PAKF
Figure imgf000104_0001
can be calculated according to equation (7). The number of L partial data packets in a message corresponds to the order E mentioned there.
Die Verwendung periodischer Binärfolgen als Grundsprungmuster, deren PAKF ausschließlich Nebenwerte von aufweisen, sind für diese
Figure imgf000104_0002
Problemstellung ideal. Senden zwei Teilnehmer in den vom Kommunikationssystem 102 verwendbaren Ressourcen 112 (z.B. Ressourcenrahmen) mit unterschiedlichen
The use of periodic binary sequences as a basic jump pattern, whose PAKF only have secondary values of, are for this
Figure imgf000104_0002
Problem definition ideal. Send two participants in the resources 112 (for example resource frames) that can be used by the communication system 102 with different ones
Sprungmustern, so kann maximal nur ein Teil-Datenpaket je Teilnehmer miteinander kollidieren. Damit 50% der Teil-Datenpakete eines Teilnehmers verloren gehen, bedarf es schon mindestens L/2 Teilnehmer (die Benutzung identischer Sprungmuster wird hier ausgeschlossen). In der Regel werden solche Paketverluste jedoch noch von der Kanalkodierung aufgefangen. Jump patterns, a maximum of only one partial data packet per participant can collide with one another. In order for 50% of the partial data packets of a participant to be lost, at least L / 2 participants are required (the use of identical jump patterns is excluded here). As a rule, however, such packet losses are still absorbed by the channel coding.
Die optimalen m- bzw. Galois-Folgen nach [9] mit PAKF-Nebenwerte von l = 1 bzw. {0,1} haben allerdings einen großen Nachteil. Die Anzahl M an verfügbaren Ressourcen (z
Figure imgf000104_0007
.B. Größe M des Ressourcenrahmen 112) muss für ein gewähltes L (=E) genau der einzig möglichen festen Periodenlänge N (entweder aus Gleichung (11) oder (12)) entsprechen. Ein zusätzliches Ressourcenelement mehr und die PAKF-Nebenwerte würden auch Werte l > 1 annehmen.
The optimal m or Galois sequences according to [9] with PAKF secondary values of l = 1 or {0.1} have a major disadvantage, however. The number M of available resources (e.g.
Figure imgf000104_0007
.B. Size M of the resource frame 112) must correspond exactly to the only possible fixed period length N (either from equation (11) or (12)) for a selected L (= E). An additional resource element and the PAKF secondary values would also assume values l> 1.
Bei Ausführungsbeispielen wird daher von aperiodischen „Optimalen Golomb-Lineaien“ ausgegangen, von denen bekannt ist, dass diese am dichtesten gepackt sind [9] (d.h. kürzest mögliche Länge N bei gegebener Ordnung E, siehe dazu auch zweite Spalte der nachfolgenden Tabelle 1) und die hinsichtlich ihres aperiodischen Korrelationsverhaltens nur AKF-Nebenwerte von } aufweisen. Wird nun eine derartige aperiodische Folge
Figure imgf000104_0006
s(n) um eine bestimmte Anzahl von Nullen erweitert, zu einer neuen, jetzt periodischen Binärfo
Figure imgf000104_0008
lge {0,1} mit den in der nachfolgenden Tabelle angegebenen neuen Mindest- P i d lä en
Figure imgf000104_0005
, dann besitzen diese die geforderte PAKF-Eigenschaft mit Nebenwerten vo Diese PAKF-Eigenschaft wird sogar auch beibehalten, wenn für die
Figure imgf000104_0004
Periodenlänge N e in größerer Wert gewählt wird. Beispielsweise werden bei der neuen Folge mit Ordnung E=8 insgesamt 34 Nullen nach der letzten Markierung (hier 35) eingefügt, damit sich eine Periodenlänge vo 69 ergibt. Werden 40 Nullen eingefügt, dann resultiert eine
Figure imgf000104_0003
neue Periodenlänge von N wobei die PAKF-Nebenwerte nach wie vor Werte von l e {0,1} aufweisen. Deshalb wird in der nachfolgenden Tabelle auch das >-Zeichen in der dritten Spalte angegeben. Oben wurde bereits erwähnt, dass es für jedes aperiodische OGR ein Spiegelpaar (also s(n) sowie s(-n)) gibt. Dieses Paar ist exemplarisch in der nachfolgenden Tabelle in der ersten Zeile für die Ordnung E=8 aufgeführt. Bei Ausführungsbeispielen ist es belanglos, welches der beiden Spiegelbilder für die verschiedenen Ordnungen verwendet wird.
Figure imgf000105_0005
In embodiments, aperiodic “optimal Golomb lines” are assumed, which are known to be most densely packed [9] (ie shortest possible length N for a given order E, see also the second column in Table 1 below) and which have only secondary AKF values of} in terms of their aperiodic correlation behavior. Now becomes such an aperiodic sequence
Figure imgf000104_0006
s (n) extended by a certain number of zeros, to a new, now periodic binary form
Figure imgf000104_0008
length {0,1} with the new minimum P id specified in the table below
Figure imgf000104_0005
, then they have the required PAKF property with secondary values from This PAKF property is even retained if for the
Figure imgf000104_0004
Period length N e is selected in a larger value. For example, in the new sequence with order E = 8, a total of 34 zeros are inserted after the last marking (here 35) so that a period length of 69 results. Inserting 40 zeros results in one
Figure imgf000104_0003
new period length of N where the PAKF secondary values still have values of le {0.1}. This is why the> symbol is also shown in the third column of the table below. It was already mentioned above that there is a mirror pair (i.e. s (n) and s (-n)) for every aperiodic OGR. This pair is listed as an example in the following table in the first line for the order E = 8. In exemplary embodiments, it is irrelevant which of the two mirror images is used for the different orders.
Figure imgf000105_0005
Die obige Tabelle zeigt neue unipolare periodische Binärfolgen für verschiedene
Figure imgf000105_0003
Ordnung und Periodenlängen N, basierend auf den mit Eins besetzten Stellen der optimalen Golomb-Lineale mit Ursprungslänge N.
The table above shows new unipolar periodic binary sequences for various
Figure imgf000105_0003
Order and period lengths N, based on the positions occupied by one of the optimal Golomb rulers with original length N.
Fig. 51 zeigt in einem Diagramm eine Ordnung E bzw. Anzahl L an Teil-Datenpaketen aufgetragen über die Periodenlängen bzw. Anzahl M an verfügbaren
Figure imgf000105_0001
Ressourcenelementen 112 für verschiedene periodische unipolare Binärfolgen.
51 shows in a diagram an order E or number L of partial data packets plotted over the period lengths or number M of available ones
Figure imgf000105_0001
Resource elements 112 for various periodic unipolar binary sequences.
Bei Ausführungsbeispielen kann eine unipolare periodische Binärfolge mit Mindestperiodenlänge N durch Anfügen von N-1 Nullen an ein optimales Golomb-Lineal oder eines der Spiegelbilder eines optimalen Golomb-Lineals der Ordnung E und Länge N erzeugt werden. Eine so ermittelte Folge mit PAKF-Nebenwerten von ausschließlich l {0 1} fungiert dann als Grundfolg N verschiedener Sprungmuster, die aus s (n)
Figure imgf000105_0004
durch zyklisches Rotieren innerhalb der von dem Kommunikationssystem ver
Figure imgf000105_0002
wendbaren Ressourcenelemente 112 (z.B. Ressourcenrahmen) hervorgehen. Alternativ ist auch die Verwendung des jeweiligen Spiegelbildes möglich.
In embodiments, a unipolar periodic binary sequence with minimum period length N can be generated by adding N-1 zeros to an optimal Golomb ruler or one of the mirror images of an optimal Golomb ruler of order E and length N. A sequence determined in this way with PAKF secondary values of exclusively l {0 1} then functions as a basic sequence of N different jump patterns, which are derived from s (n)
Figure imgf000105_0004
by rotating cyclically within the ver
Figure imgf000105_0002
reversible resource elements 112 (for example resource frames) emerge. Alternatively, the respective mirror image can also be used.
C.4.2 Empfänger mit mehreren Frequenzkanälen (C>1) und M=C*T Zeitschlitzen je Ressource-Frame C.4.2 Receiver with several frequency channels (C> 1) and M = C * T time slots per resource frame
Kann der Empfänger der Basisstation 104 pro Zeitschlitz mehrere Frequenzkanäle gleichzeitig empfangen, so wird in Abschnitt C.3 gezeigt, dass das dann eigentliche zweidimensionale Problem in ein eindimensionales Problem transformiert werden kann, wie dies in Fig. 52 gezeigt ist. If the receiver of the base station 104 can receive several frequency channels simultaneously per time slot, then section C.3 shows that the actual The two-dimensional problem can be transformed into a one-dimensional problem as shown in FIG.
Im Detail zeigt Fig. 52 eine auf eine virtuelle ein-dimensionale Ebene transformierte Darstellung der verfügbaren Ressourcenelemente 112 des Kommunikationssystems 102 sowie die durch drei Sprungmuster 116, 117 und 131 dreier Teilnehmer 106_1 , 106_2 und 106_3 definierte Belegung der verfügbaren Ressourcenelemente 112. In Fig. 52 wurden die verfügbaren Ressourcenelemente 112 mit den durch die drei Sprungmuster 116, 117 und 131 belegten Ressourcenelementen 118_1 bis 118_4, 119_1 bis 119_4 und 133_1 bis 133_4 zeitschlitzweise/zeitindexweise (=spaltenweise) auf eine virtuelle ein-dimensionale Ebene projiziert und die so projizierten Versionen der Zeitschlitze/Zeitindexe in Zeitrichtung aneinandergereiht. In detail, FIG. 52 shows a representation of the available resource elements 112 of the communication system 102, transformed to a virtual one-dimensional level, as well as the occupancy of the available resource elements 112 defined by three jump patterns 116, 117 and 131 of three participants 106_1, 106_2 and 106_3. 52, the available resource elements 112 with the resource elements 118_1 to 118_4, 119_1 to 119_4 and 133_1 to 133_4 occupied by the three jump patterns 116, 117 and 131 were projected onto a virtual one-dimensional plane in a time slot / time index (= column by column) and the versions projected in this way the time slots / time indices strung together in the time direction.
Mit anderen Worten, Fig. 52 zeigt ein beispielhaftes Szenario mit drei Sprungmustern 116, 117 und 131 (M=T*C=40, T=5 und C=8 und L=4) basierend auf einem einzigen Grundsprungmuster. Hierbei wird davon ausgegangen, dass jeder Teilnehmer 106_1, 106_2 und 106_3 höchstens einen Zeitschlitz je (Frequenz-) Cluster nutzen darf. In other words, FIG. 52 shows an exemplary scenario with three jump patterns 116, 117 and 131 (M = T * C = 40, T = 5 and C = 8 and L = 4) based on a single basic jump pattern. It is assumed here that each subscriber 106_1, 106_2 and 106_3 may use a maximum of one time slot per (frequency) cluster.
Wie in Fig. 52 zu erkennen ist, können die C Frequenzkanäle in Frequenzrichtung also durch „Umklappen“ der ursprünglichen zweidimensionalen Matrix in einen Vektor aufgelöst werden. Dabei bilden die C Frequenzkanäle jeweils ein Cluster, bei denen zu beachten ist, dass ein Sprungmuster höchstens ein Ressourcenblock aus den C möglichen Elementen eines Clusters belegen darf, da der Sender eines Teilnehmers in der Regel nicht auf zwei Frequenzen gleichzeitig senden kann oder soll. Fig. 52 zeigt hierbei beispielhaft einen Ressourcenrahmen 112 mit 40 Elementen, wobei C=8 parallele Frequenzkanäle pro Zeitschlitz im Empfänger der Basisstation empfangen werden können, wodurch sich fünf Cluster ergeben, in denen die drei im Beispiel dargestellten Teilnehmer dann ihre L=4 Teil- Datenpakete platzieren. As can be seen in FIG. 52, the C frequency channels in the frequency direction can thus be resolved into a vector by “folding over” the original two-dimensional matrix. The C frequency channels each form a cluster, in which it should be noted that a hop pattern may occupy at most one resource block from the C possible elements of a cluster, since the sender of a participant usually cannot or should not transmit on two frequencies at the same time. 52 shows an example of a resource frame 112 with 40 elements, with C = 8 parallel frequency channels per time slot being able to be received in the receiver of the base station, resulting in five clusters in which the three subscribers shown in the example then have their L = 4 subscribers. Place data packets.
Bei Ausführungsbeispielen wird von aperiodischen optimalen Golomb-Linealen ausgegangen (wie bei Abschnitt C.4.1), wobei die AKF-Nebenwerte erneut ausschließlich Werte von l £ {0,1} besitzen. Anschließend werden die E-1 verschiedenen Abstände aller benachbarten Markierungen berechnet und diejenigen Markierungen gestrichen, deren Differenz zu anderen Markierungen kleiner als die gewählte Clustergröße C (= Anzahl an Frequenzkanälen bzw. Ressourcenelemente in Frequenzrichtung) ist. Dadurch wird ein Mindestabstand von C zwischen allen Markierungen untereinander erzielt, was die Voraussetzung für die Anwendung von Abschnitt C.3 ist. Beispielsweise hat das OGR aus der Tabelle aus Abschnitt C.4.1 mit Ordnung E=12 die zwölf Markierungen {1 3 7 25 30 41 44 56 69 76 77 86}. Wird ein Differenzabstand von mindestens C-6 gefordert, so können z.B. die Markierungen 3, 44 und 77 herausfallen. Alternativ können auch die Markierungen 3, 41 und 76 oder eine Mischform davon gestrichen werden. Final kann eine Markierungskombination gewählt werden, bei der die wenigsten Nullen eingefügt werden müssen, damit die kleinste PeriodenlängelV resultiert bei der die PAKF-Eigenschaft mit Nebenwerten von l e {0,1} erstmalig auftritt. Bei Entfall der Markierungen 3, 44 und 77 ergibt sich eine zyklische Mindestperiodenlänge von N = 127, bei Weglassen von 3, 41 und 77 würde sich eine Mindestperiodenlänge von N = 133 ergeben. In der nachfolgenden Tabelle sind beispielhaft die mit Eins besetzten Stellen im Bereich von 1 < n < N mit unterschiedlichen Ordnungen sowie Anzahl von parallelen Frequenzkanälen C aufgeführt. In exemplary embodiments, aperiodic optimal Golomb rulers are assumed (as in Section C.4.1), with the secondary AKF values again exclusively having values of £ {0.1}. Then the E-1 different distances of all neighboring markings are calculated and those markings are deleted whose difference to other markings is smaller than the selected cluster size C (= number of frequency channels or resource elements in the frequency direction). This achieves a minimum distance of C between all markings, which is a prerequisite for the application of Section C.3. For example, the OGR has made the table from Section C.4.1 with order E = 12 the twelve markings {1 3 7 25 30 41 44 56 69 76 77 86}. If a difference distance of at least C-6 is required, the markings 3, 44 and 77, for example, can fall out. Alternatively, the markings 3, 41 and 76 or a mixed form thereof can also be deleted. Finally, a marking combination can be selected in which the fewest zeros have to be inserted so that the smallest period lengthV results in which the PAKF property with secondary values of le {0,1} occurs for the first time. If the markings 3, 44 and 77 are omitted, there is a cyclical minimum period length of N = 127; if 3, 41 and 77 are omitted, a minimum period length of N = 133 would result. In the table below, the positions occupied by one in the range of 1 <n <N with different orders and the number of parallel frequency channels C are listed as an example.
Die konkrete Bestimmung der in der nachfolgenden Tabelle angegebenen Binärfolgen hängt stark von der gewünschten Clustergröße C ab. Je größer C gewählt wird, desto mehr Markierungen sind aus den ursprünglichen OGR zu streichen. Insgesamt steht momentan in der Literatur eine Maximalordnung von E=27 bei einer Länge von N=554 zur Verfügung. The specific determination of the binary sequences given in the table below depends heavily on the desired cluster size C. The larger C is chosen, the more markings are to be deleted from the original OGR. Overall, a maximum order of E = 27 with a length of N = 554 is currently available in the literature.
Werden in der Tabelle aus Abschnitt C.4.1 und in der nachfolgenden Tabelle jeweils die gleiche Ordnung miteinander verglichen, so wird deutlich, dass die Mindestperiodenlänge N in der nachfolgenden Tabelle durch die Clustereinführung, d.h. C>1, deutlich angewachsen ist. Das in der nachfolgenden Tabelle in der dritten Spalte angegebene >-Zeichen gilt zudem nicht gänzlich durchgehend wie in der Tabelle aus Abschnitt C.4.1.
Figure imgf000107_0001
Die obige Tabelle zeigt neue unipolare periodische Binärfolgen mit Periodenlänge N, basierend auf den mit Eins besetzten Stellen der optimalen Golomb-Lineale mit verschiedenen Cluster-Maximalabständen.
If the same order is compared in the table from Section C.4.1 and in the table below, it becomes clear that the minimum period length N in the table below has increased significantly due to the introduction of the cluster, ie C> 1. In addition, the> symbol in the third column of the table below does not apply entirely throughout, as in the table from Section C.4.1.
Figure imgf000107_0001
The above table shows new unipolar periodic binary sequences with period length N, based on the positions occupied by one of the optimal Golomb rulers with different maximum cluster distances.
Bei Ausführungsbeispielen kann eine unipolare periodische Binärfolge der Länge N mit Mindestabständen zwischen zwei benachbarten Markierungen von der Größe einer Clusterlänge C (= Anzahl an verwendbaren Frequenzkanälen bzw. Anzahl an verwendbarenIn embodiments, a unipolar periodic binary sequence of length N with minimum distances between two adjacent markings of the size of a cluster length C (= number of usable frequency channels or number of usable ones
Ressourcenelementen in Frequenzrichtung) erzeugt werden. Verwendet werden dazu optimale Golomb-Lineale mit einer höheren Ordnung als E mit entsprechender Ausdünnung, derart, dass durch Anhängen einer möglichst geringen Anzahl von Nullen eine Binärfolge mit PAKF-Nebenwerten von ausschließlich entsteht. Diese Grundfolge s bzw. das
Figure imgf000108_0007
Figure imgf000108_0004
davon abgeleitete Grundsprungmuster ist dann wieder die Basis für verschiedene
Figure imgf000108_0005
Sprungmuster die aus durch zyklisches Rotieren innerhalb der von dem
Figure imgf000108_0006
Kommunikationssystem 102 verwendbaren Ressourcenelemente 112 (Ressourcenrahmen) hervorgehen.
Resource elements in frequency direction) are generated. Are used for this optimal Golomb rulers with a higher order than E with corresponding thinning, in such a way that a binary sequence with PAKF secondary values of exclusively is created by appending the smallest possible number of zeros. This basic sequence s or that
Figure imgf000108_0007
Figure imgf000108_0004
The basic jump pattern derived from this is then again the basis for various
Figure imgf000108_0005
Jump pattern made by rotating cyclically within that of the
Figure imgf000108_0006
Communication system 102 usable resource elements 112 (resource frame) emerge.
C.4.3 Empfänger mit einem Frequenzkanal (C=1) und vergleichsweise kleiner Anzahl an verwendbaren Ressourcenelementen (kleiner Ressourcenrahmen) C.4.3 Receiver with one frequency channel (C = 1) and a comparatively small number of usable resource elements (small resource frame)
Batteriebetriebene und/oder sehr kostengünstige Basisstationen mit wenigen Teilnehmern (z.B. Knoten) in ihrem Netzwerk verfügen in der Regel über eine geringe Rechenleistung und wenig Speicherkapazität. Große Periodenlängen N wie in den vorangegangenen beiden Abschnitten C.4.1 und C.4.2 sind somit nicht realisierbar und PAKF-Eigenschaft mit Nebenwerten von l e {0,1} sind dann nur bei sehr niedriger Ordnung E möglich. Eine Binärfolge der Länge N = 57 mit PAKF-Nebenwerten A — 1 ist z.B. nur für E - 8 (und somit L = 8 Teil-Datenpaketen) darstellbar [10]. Es stellt sich daher die Frage wie optimale periodische Binärfolgen mit deutlich größerer Ordnung E bei derartigen Ressource-Frame- Größen von beispielsweise N = 57 auszusehen haben und welche Beurteilungskriterien es hierfür gibt. Battery-operated and / or very inexpensive base stations with few participants (e.g. nodes) in their network usually have little computing power and little storage capacity. Large period lengths N as in the previous two sections C.4.1 and C.4.2 are therefore not feasible and PAKF properties with secondary values of l e {0.1} are then only possible with a very low order E. A binary sequence of length N = 57 with PAKF secondary values A - 1, for example, can only be represented for E - 8 (and thus L = 8 partial data packets) [10]. The question therefore arises as to how optimal periodic binary sequences with a significantly larger order E should look for such resource frame sizes of, for example, N = 57 and what assessment criteria are there for this.
Aus Gleichung (15) ist ersichtlich, dass eine über N diskrete Stützstellen verteilte PAKF immer einen Flächenwert von E 2 besitzt, wobei an der PAKF-Position m = 0 der Wert <pss( 0) = E gilt. Für die N — 1 PAKF-Nebenwerte einer unipolaren periodischen Binärfolge ergibt sich dann nach [9] ein ganzzahliger Wert von
Figure imgf000108_0003
From equation (15) it can be seen that a PAKF distributed over N discrete support points always has an area value of E 2 , with the value <p ss (0) = E at the PAKF position m = 0. For the N - 1 PAKF secondary values of a unipolar periodic binary sequence, an integer value of is obtained according to [9]
Figure imgf000108_0003
Werden in Gleichung (18) die Werte für E = 8 und N = 57 eingesetzt, dann ergibt sich ein PAKF-Nebenwert von l = 1, was nur mit der einzigen unipolaren periodischen Binärfolge mit den acht Markierungen an den Stellen D={1 6 7 9 19 38 42 49} erfüllt wird [10] Diese Form einer sogenannten „zyklischen Differenzmenge D“ wurde erstmals von Baumert [10] eingeführt. Eine Differenzmeng enthält die E ganzen Zahlen, deren Differenzen mod N
Figure imgf000108_0002
Figure imgf000108_0001
jeden Wert 1,2, ...,N - 1 genau 2 -mal annehmen [10]. Das obige Beispiel ist also eine Differenzmenge D1 mit den Parametern: N = 57, E = 8 und 2 = 1.
If the values for E = 8 and N = 57 are used in equation (18), the result is a secondary PAKF value of l = 1, which is only possible with the single unipolar periodic binary sequence with the eight markings at the points D = {1 6 7 9 19 38 42 49} is fulfilled [10] This form of a so-called “cyclical difference set D” was first introduced by Baumert [10]. A difference set contains the E integers whose differences are mod N
Figure imgf000108_0002
Figure imgf000108_0001
Assume every value 1,2, ..., N - 1 exactly 2 times [10]. The above example is therefore a difference set D 1 with the parameters: N = 57, E = 8 and 2 = 1.
Soll eine größere Ordnung, beispielsweise mit E = 18 Teil-Datenpaketen und näherungsweise gleicher Periodenlänge entworfen werden, dann würde sich anhand von Gleichung (18) eine Differenzmenge D2 mit Nci.(i8) = 52, E = 18 und konstantem l = 6 ergeben. Da der Wert N = 52 jedoch nicht in der Folge von A^aus Gleichung (1) auftritt, gibt es diese Folge D2 auch nicht [9,10]. Baumert [10] hat bis zu Jv = 901 mit ( E = 225 und l = 56) eine ausführliche Untersuchung zur Konstruktion von Differenzmengen durchgeführt. Für die vorliegende Problemstellung kann diese Differenzmenge D2 mit l = 6 und E = 18 jedoch als Untergrenze der realistisch benötigten Periodenlängen von N angesehen werden. If a larger order is to be designed, for example with E = 18 partial data packets and approximately the same period length, then using equation (18) a difference set D 2 with Nci. (i8) = 52, E = 18 and constant l = 6 result. However, since the value N = 52 does not appear in the sequence of A ^ from equation (1), this sequence D 2 does not exist either [9,10]. Baumert [10] carried out a detailed investigation of the construction of difference sets up to Jv = 901 with (E = 225 and l = 56). For the present problem, however, this difference set D 2 with l = 6 and E = 18 can be viewed as the lower limit of the realistically required period lengths of N.
Differenzmengen nach Gleichung (18) liefern für alle PAKF-Nebenwerte einen konstanten Wert l. Wenn überhaupt existent, so gibt es nach [10] zumeist nur eine einzige unipolare periodische Binärfolge, die Gleichung (18) erfüllen kann. Da die Anzahl an verwendbaren Ressourcenelementen 112 relativ gering ist (z.B. die Periodenlänge des Ressourcenrahmens relativ kurz ist) und dadurch (bei zufälliger, freier Auswahl der Sprungmuster durch die Teilnehmer) nach Abschnitt C.3 die Wahrscheinlichkeit einer Vollkollision relativ groß wird, werden bei Ausführungsbeispielen mehrere unterschiedliche Grundsprungmuster verwendet, d.h. Binärfolgen (siehe auch Abschnitt C.4.4), damit eine geforderte Schwelle für eine Vollkollisionswahrscheinlichkeit unterschritten wird. Da in der Regel also mehrere Grund-Sprungmuster benötigt werden, kann Gleichung (18) mit seinen Differenzmengen nicht direkt verwendet werden, da in Gleichung (18) die Ordnung E und die PAKF-Nebenwerte l (integer) vorgegeben sind. Daraus folgt nur ein mögliches N. (Häufig existiert dann keine Lösung). Differential amounts according to equation (18) provide a constant value l for all PAHF secondary values. If it exists at all, according to [10] there is usually only one single unipolar periodic binary sequence that can satisfy equation (18). Since the number of usable resource elements 112 is relatively small (e.g. the period length of the resource frame is relatively short) and as a result (with random, free selection of the jump pattern by the participants) according to Section C.3, the probability of a full collision is relatively high, in exemplary embodiments several different basic jump patterns are used, ie binary sequences (see also Section C.4.4), so that a required threshold for a full collision probability is not reached. Since, as a rule, several basic jump patterns are required, equation (18) with its difference quantities cannot be used directly, since the order E and the PAKF secondary values l (integer) are specified in equation (18). From this only a possible N follows (often there is no solution).
Deshalb wird bei Ausführungsbeispielen Gleichung (18) modifiziert zu max = ceil (( E 2 - E)/(ß - 1)), (20) mit der Aufrundungsfunktion „ceil“, die die nächste ganze Zahl angibt, die größer oder gleich der in der Klammer angegebenen (üblicherweise reellen) Zahl ist. Der PAKF einer Binärfolge wird nun also erlaubt, dass sie durchaus verschiedene PAKF-Nebenwerte l e [0,1, ...,Amax:} annehmen darf. Damit ist die entstehende Binärfolge nach Gleichung (20) allerdings keine zyklische Differenzmenge mehr im Sinne von G9]. Je näher sich dem Wert = 52 von oben angenähert wird, desto schwieriger wird das Finden von Binärfolgen mit lmax =
Figure imgf000110_0001
Beispielsweise konnte im Bereich 52 < N < 55 keine einzige Binärfolge mit lmax = 6 und E = 18 gefunden werden. Für N = 57 liegt die Auftrittswahrscheinlichkeit solcher Binärfolgen (gesucht mittels einer Monte-Carlo Simulation) bei nd für N bei
Figure imgf000110_0004
Figure imgf000110_0003
Figure imgf000110_0002
Therefore, equation (18) is modified in exemplary embodiments to max = ceil ((E 2 - E) / (ß - 1)), (20) with the rounding function "ceil", which specifies the next integer that is greater than or equal to is the (usually real) number given in brackets. The PAKF of a binary sequence is now allowed to have different PAKF secondary values le [0,1, ..., A max: }. However, the resulting binary sequence according to equation (20) is no longer a cyclic difference set in the sense of G9]. The closer to the value = 52 of is approximated above, the more difficult it is to find binary sequences with l max =
Figure imgf000110_0001
For example, not a single binary sequence with l max = 6 and E = 18 could be found in the range 52 <N <55. For N = 57, the probability of occurrence of such binary sequences (searched using a Monte Carlo simulation) is nd for N.
Figure imgf000110_0004
Figure imgf000110_0003
Figure imgf000110_0002
Im Gegensatz zu Gleichung (18), bei der keine Vergrößerung von N zulässig ist, da l integer sein muss, lässt Gleichung (20) eine Vergrößerung von N zu, da die ceil-Funktion zu integer aufrundet. Für größere N ist es dann viel wahrscheinlicher, dass eine Lösung existiert. Dies kann beispielsweise durch Probieren gesucht werden ob lmax erfüllt wird. Falls diese immer noch nicht der Fall ist, kann /V weiter vergrößert werden. In contrast to equation (18), in which no enlargement of N is permitted, since l must be an integer, equation (20) allows an enlargement of N, since the ceil function rounds up to integer. For larger N it is then much more likely that a solution exists. This can be sought, for example, by trying to determine whether l max is met. If this is still not the case, / V can be increased further.
Differenzmengen nach Gleichung (18) mit konstantem l bei allen PAKF-Nebenwerten gibt es nur für wenige einzelne Kombinationen von E und (siehe hierzu auch Gleichung (9)). Uni
Figure imgf000110_0005
polare periodische Binärfolgen, die gemäß Ausführungsbeispielen die Gleichung (20) mit ihren verschiedenen PAKF-Nebenwerten erfüllen, gibt es für alle
Figure imgf000110_0006
Kombinationen von E und N. Derartige Binärfolgen mit dem kleinstmöglichen lmax liefern Grundmuster mit der niedrigstmöglichen Kollisionsrate. Grundmuster sind alle Binärfolgen (sowie ihre Spiegelbilder), die aufgrund ihrer zyklischen Verschiebungsinvarianz derart geschoben sind, dass die kleinste Markierung mit auf Position Eins platziert ist.
Figure imgf000110_0007
Difference sets according to equation (18) with constant l for all PAHF secondary values only exist for a few individual combinations of E and (see also equation (9)). University
Figure imgf000110_0005
polar periodic binary sequences which, according to exemplary embodiments, satisfy equation (20) with their various secondary PAKF values, exist for all
Figure imgf000110_0006
Combinations of E and N. Such binary sequences with the smallest possible l max provide basic patterns with the lowest possible collision rate. Basic patterns are all binary sequences (as well as their mirror images) which, due to their cyclic shift invariance, are shifted in such a way that the smallest marking is also placed in position one.
Figure imgf000110_0007
Fig. 53 zeigt in einem Diagramm ein minimales Haupt-Nebenmaximum-Verhältnis (HNV) nach Gleichung (20) für verschiedene Ordnungen E in Abhängigkeit von der Periodenlänge N. 53 shows in a diagram a minimum major / minor maximum ratio (HNV) according to equation (20) for different orders E as a function of the period length N.
Wie in Fig. 53 gezeigt ist, erlaubt Gleichung (20) auch Rückschlüsse auf das Verhältnis vonAs shown in FIG. 53, equation (20) also allows conclusions to be drawn about the ratio of
Haupt- zu Nebenmaximum {HNV, siehe Gleichung (5)) in Abhängigkeit von der Ordnungen E und der verwendeten Periodenlänge N. Ein hoher Wert des HNV entspricht einem niedrigenMain to secondary maximum {HNV, see equation (5)) depending on the order E and the period length N used. A high HNV value corresponds to a low one
Wert von Xmax und ist für eine sichere Übertragung anzustreben. Bei einem N = 60 undValue of X max and should be aimed for for safe transmission. With an N = 60 and
Verwendung von E = 18 Sub-Datenpaketen je Sprungmuster, liegt lmax bei einem maximalen Wert von Sechs, wodurch sich ein HNV von Drei ergibt. Wollen zwei Teilnehmer gleichzeitig in den von dem Kommunikationssystem 102 verwendbarenUsing E = 18 sub-data packets per jump pattern, l max is at a maximum value of six, resulting in an HNV of three. If two subscribers want to be used by the communication system 102 at the same time
Ressourcenelementen 112 (Ressourcenrahmen) senden, so stören sich die beidenResource elements 112 (resource frames) send, the two disturb each other
Teilnehmer bei bis zu sechs Sub-Datenpaketen gegenseitig. Sendet noch ein dritterParticipants with up to six sub-data packets mutually. Sends a third one
Teilnehmer, so liegt die mittlere Anzahl von Kollisionen von Sub-Datenpaketen proParticipants, the average number of collisions of sub-data packets per
Teilnehmer schon bei zehn und im schlimmsten Fall können einer oder sogar zweiParticipants as early as ten and in the worst case one or even two
Teilnehmer nicht mehr fehlerfrei dekodiert werden, obwohl ein 1/3-ratiger Faltunascode als Fehlerschutz verwendet wird. Würde bei gleichem Fehlerschutz die Ordnung auf E = 12 verringert werden, wodurch der Wert von HNVmin auf Vier ansteigt, dann würden sich bei zwei Teilnehmern nur noch drei Sub-Datenpakete stören und es könnten gleichzeitig durchaus vier bis fünf Teilnehmer verkraftet werden, ohne dass die Einzelausfallwahrscheinlichkeit signifikant ansteigen würde. Participants can no longer be decoded without errors, although a 1/3 rate Faltuna code is used as a Error protection is used. If the order were reduced to E = 12 with the same error protection, whereby the value of HNV min increases to four, then only three sub-data packets would interfere with two participants and four to five participants could be handled at the same time without this the individual failure probability would increase significantly.
Bei Ausführungsbeispielen kann, sofern die Anzahl M = N der von dem Kommunikationssystem verwendbaren Ressourcenelemente 112 (z.B. Größe des Ressourcenrahmens) aufgrund einer zu geringen Speicherkapazität limitiert ist, die bei gegebener Paketausfallrate zulässige Anzahl der gleichzeitig aktiven Teilnehmer in der verwendbaren Ressourcenelementen 112 (Ressourcenrahmen) mittels Gleichung (20) abgeschätzt werden. Soll aufgrund bestimmter Anwendungsfälle eine höhere Anzahl gleichzeitig aktiver Teilnehmer pro Ressourcenrahmen zugelassen werden, dann wird bei Ausführungsbeispielen die verwendete Anzahl der Sub-Datenpakete pro Telegramm (bzw. die Ordnung E) deutlich reduziert. Bei gleichem Fehlerschutz bedeutet dies eine Reduzierung der ursprünglichen Telegrammlänge. Die dann im jeweiligen Sub-Datenpaket verbliebene Anzahl von Datensymbolen sollte jedoch noch immer ausreichend sein, wichtige initiale Informationen wie User-ID, Authentifizierung oder andere wichtige Information an die Basisstation zu übermitteln. Der Ressourcenrahmen kann somit als Teil der sog. „contention access period (CAP)“ nach [2] oder auch als eine Art Aktivierungsbereich nach [12] angesehen werden. Anschließend kann die Basisstation bei der nächsten Bake einen ACK (Empfangsbestätigung) an den Teilnehmer mit zusätzlicher Information senden, damit eine konfliktfreie Übertragung innerhalb der nächsten „contention free period (CFP) [2]“ erfolgen kann. In exemplary embodiments, if the number M = N of the resource elements 112 that can be used by the communication system (e.g. size of the resource frame) is limited due to insufficient storage capacity, the number of simultaneously active participants in the usable resource elements 112 (resource frame) for a given packet failure rate can be achieved by means of Equation (20) can be estimated. If a higher number of simultaneously active subscribers per resource frame is to be permitted due to certain applications, the number of sub-data packets used per telegram (or the order E) is significantly reduced in the exemplary embodiments. With the same error protection, this means a reduction in the original telegram length. The number of data symbols then remaining in the respective sub-data packet should, however, still be sufficient to transmit important initial information such as user ID, authentication or other important information to the base station. The resource framework can thus be viewed as part of the so-called “contention access period (CAP)” according to [2] or as a kind of activation area according to [12]. The base station can then send an ACK (confirmation of receipt) to the subscriber with additional information at the next beacon, so that a conflict-free transmission can take place within the next “contention free period (CFP) [2]”.
Batteriebetriebene Basisstationen sollten aus Gründen des Energieverbrauchs ihr Empfangsfenster möglichst klein dimensionieren. Diese Größe hängt im wesentlichem von der Anzahl der im Netzwerk vorhandenen Teilnehmer (z.B. Sensorknoten) und deren Signalisierungsverhalten (duty-cycle, Nachrichtengröße) ab. Im Normalbetrieb lässt sich das Verkehrsaufkommen entsprechend einer Binomial- oder Poisson-Verteilung abschätzen. Tritt ein außergewöhnliches Ereignis (z.B. Sturm, Überschwemmung, Katastrophe) ein, welches ein deutlich höheres Verkehrsaufkommen zur Folge hat, so kann der Teilnehmer (z.B. Sensor) selbstständig eine kürzere Telegrammlänge mit entsprechend niedriger Ordnung E aussenden, mit den weiter oben beschriebenen CAP und CFP-Mechanismen. Alternativ kann die Basisstation sog. „contention prevention methods“ anwenden, um eine Überlast auf in der CAP zu reduzieren. Bei Ausführungsbeispielen können durch alle Sprungmuster stets gemeinsam genutzte Ressourcenelemente, sog. Signalisierungsressourcenelemente (engl common ressource elements / common ressource blocks (RCE)), zur Energieeinsparung verwendet werden. For reasons of energy consumption, battery-operated base stations should have their reception window as small as possible. This size essentially depends on the number of users present in the network (eg sensor nodes) and their signaling behavior (duty cycle, message size). In normal operation, the traffic volume can be estimated according to a binomial or Poisson distribution. If an extraordinary event occurs (e.g. storm, flood, catastrophe) which results in a significantly higher volume of traffic, the subscriber (e.g. sensor) can independently send a shorter telegram length with a correspondingly lower order E using the CAP and CFP described above Mechanisms. Alternatively, the base station can use so-called “contention prevention methods” to reduce overload in the CAP. In exemplary embodiments, resource elements that are used jointly, so-called signaling resource elements (common resource elements / common resource blocks (RCE)), can always be used to save energy due to all jump patterns.
Hat die Einsparung von Energie auf Seiten der Basisstation höchste Priorität, so kann (vorteilhaft) am Anfang eines jeden Ressourcenrahmens 112 eine bestimmte Anzahl von Ressourcenelementen (z.B. Zeitschlitzen) vergeben werden, die von allen Sprungmustern gemeinsam genutzt werden, sog. Signalisierungsressourcenelemente. Dadurch ist es der Basisstation (z.B. durch eine Energieauswertung in den Signalisierungsressourcenelementen) vergleichsweise einfach möglich, zu erkennen, ob einer oder mehrere Teilnehmer innerhalb der von dem Kommunikationssystem verwendbaren Ressourcenelemente 112 (Ressourcenrahmen) senden. Befindet sich keine Energie in den XCRE Signalisierungsressourcenelemente, so kann die Basisstation darauf verzichten, die verbleibenden N Zeitschlitze nach Teilnehmern abzusuchen und kann ihren Empfänger sofort nach dem Empfang und der Auswertung der Signalisierungsressourcenelemente abschalten. Die Periodenlänge N sowie die Rotation des Grundsprungmusters bleiben davon unberührt, die XCRE Signalisierungsressourcenelemente werden lediglich den verwendbaren Ressourcenelementen 112 (Ressourcenrahmen) zugeschlagen, also M = XCRE + N. If saving energy on the part of the base station has the highest priority, a certain number of resource elements (e.g. time slots) can (advantageously) be allocated at the beginning of each resource frame 112, which are shared by all hopping patterns, so-called signaling resource elements. As a result, it is comparatively easy for the base station (for example by means of an energy evaluation in the signaling resource elements) to recognize whether one or more subscribers are transmitting within the resource elements 112 (resource frames) that can be used by the communication system. If there is no energy in the X CRE signaling resource elements, the base station can dispense with searching the remaining N time slots for subscribers and can switch off its receiver immediately after receiving and evaluating the signaling resource elements. The period length N and the rotation of the basic jump pattern remain unaffected, the X CRE signaling resource elements are only added to the usable resource elements 112 (resource frame), i.e. M = X CRE + N.
Fig. 54 zeigt in einem Diagramm die durch die drei Sprungmuster 116, 117 und 131 aus Fig. 51 angegebene Belegungen von Ressourcenelementen 118_1 bis 118_4, 119_1 bis 119_4 und 133_1 bis 133_4 der von dem Kommunikationssystem 102 verwendbaren Ressourcenelemente 112, wobei den verwendbaren Ressourcenelementen 112 Signalisierungsressourcenelemente 310 vorangestellt sind, in denen die Teilnehmer 106_1, 106_2 und 106_3 jeweils ein Signalisierungssignal senden können, das eine nachfolgende Übertragung anzeigt. 54 shows in a diagram the occupancy of resource elements 118_1 to 118_4, 119_1 to 119_4 and 133_1 to 133_4 of the resource elements 112 usable by the communication system 102, the usable resource elements 112 Signaling resource elements 310 are placed in front of them, in which the subscribers 106_1, 106_2 and 106_3 can each send a signaling signal that indicates a subsequent transmission.
Mit anderen Worten, Fig. 54 zeigt ein beispielhaftes Szenario mit drei Sprungmustern 116, 117 und vorangestellten
Figure imgf000112_0001
In other words, FIG. 54 shows an exemplary scenario with three jump patterns 116, 117 and preceding
Figure imgf000112_0001
Signalisierungsressourcenelementen 310. Signaling resource elements 310.
Die XCRE Signalisierungsressourcenelemente 310 können dabei Bestandteil der L Teil- Datenpakete sein und ebenso kodierte Dateninformation wie die anderen L - XCRE Teil- Datenpakete enthalten. Dann folgt für die Ordnung des Grundsprungmusters: E = L - XCRE. Der Entwurf der Binärfolge mit reduzierter Ordnung E und Periodenlänge N kann wie oben beschrieben erfolgen. Sendet ein zweiter Teilnehmer innerhalb der verwendbaren Ressourcenelemente 112, so kollidieren die jeweiligen Sub-Datenpakete der beiden Teilnehmer in den XCRE Signalisierungsressourcenelementen 310. The X CRE signaling resource elements 310 can be part of the L partial data packets and also contain encoded data information like the other L-X CRE partial data packets. Then follows for the order of the basic jump pattern: E = L - X CRE . The binary sequence with reduced order E and period length N can be designed as described above. Sends a second participant within the usable Resource elements 112, the respective sub-data packets of the two subscribers collide in the X CRE signaling resource elements 310.
Wie bereits oben beschrieben, sollten batteriebetriebene Basisstationen ihr Empfangsfenster aus Energiegründen möglichst klein halten, wobei die Anzahl an verwendbaren Ressourcenelemente 112 (z.B. Größe des Ressourcenrahmens) von der Anzahl der vorhandenen Teilnehmer (z.B. Sensorknoten) und deren Signalisierungshäufigkeit abhängt. Wenn das binomialverteilte Verkehrsaufkommen im Normalbetrieb die Aussage liefert, dass sehr häufig kein Teilnehmer sendet, dann kann die Basisstation nach der energetischen Analyse der Signalisierungsressourcenelemente 310 darauf verzichten, die restlichen N Ressourcenelemente (z.B. Zeitschlitze) nach Teilnehmern abzusuchen, wenn sich keine Energie in den XCRE Signalisierungsressourcenelementen 310 befindet. As already described above, battery-operated base stations should keep their reception window as small as possible for energy reasons, the number of usable resource elements 112 (e.g. size of the resource frame) depending on the number of subscribers present (e.g. sensor nodes) and their signaling frequency. If the binomial traffic volume in normal operation provides the statement that very often no subscriber is transmitting, then after the energetic analysis of the signaling resource elements 310 the base station can dispense with searching the remaining N resource elements (e.g. time slots) for subscribers if there is no energy in the X. CRE signaling resource elements 310 are located.
C.4.4 Empfänger mit mehreren Grundsprungmustern zur Minimierung der Vollkollisions-Wahrscheinlichkeit C.4.4 Receiver with several basic jump patterns to minimize the full collision probability
Gerade bei einer kleinen Anzahl an verwendbaren Ressourcenelementen 112 (z.B. kurzen Länge /V des Ressourcenrahmens) liegt die Wahrscheinlichkeit der zufälligen Auswahl desselben Sprungmusters, d.h. Vollkollision
Figure imgf000113_0004
Nutzung eines einzigen Grundsprungmusters bei zwei Teilnehmern mit in einem nicht mehr tolerierbaren
Figure imgf000113_0005
Bereich. Auch bei kleinen Periodenlängen wie beispielsweise N = 60 sollte der Wert von Pvoiicoii möglichst deutlich kleiner als 1% sein. Abhilfe schafft hier die Nutzung mehrerer Grundsprungmuster anstelle von nur einem, die dann jeweils zyklisch durch die verwendbaren Ressourcenelemente 112 (z.B. Ressourcenrahmen) rotiert werden und die Vollkollisionswahrscheinlichkeit auf reduziert, wenn K die Anzahl der
Figure imgf000113_0003
Grundsprungmuster ist. Derartige Familien von K Binärfolgen sollten neben den bisher angesprochenen guten PAKF-Eigenschaften mit möglichst niedrigem nach Gleichung
Figure imgf000113_0006
(20) auch gute Eigenschaften bei der periodische Kreuzkorrelationsfunktion (PKKF) besitzen. Die PKKF lautet in Verallgemeinerung von Gleichung (7)
Figure imgf000113_0001
wobei angenommen wird, dass die Perioden der beiden periodischen Folgen (n) und sj(n) gleich N sind. Wird eine Familie von K Grundbinärfolgen betrachtet, so ist die PKKF nach Gleichung (21) für alle S =ί & möglichen Kombinationen der Grundsprungmuster durchzuführen, also für alle Permutationen . Da die
Figure imgf000113_0002
„Fläche“ der PKKF identisch mit der PAKF (Gleichung (15)) ist, ergibt sich in Analogie zu Gleichung (20) jetzt die Beziehung
Figure imgf000114_0001
für die Oberschranke aller PKKF-Kombinationen. In [9] wird gezeigt, dass es keine Familie von Folgen gibt, die sowohl eine perfekte PAKF wie auch perfekte PKKFen besitzen. Dies geht immer nur im gegenseitigen Austausch, d.h. insbesondere wenn K > 2 gilt, müssen die Verbesserungen bei den PAKFen durch eine Verschlechterung bei den PKKFen
Figure imgf000114_0002
Figure imgf000114_0003
erkauft werden und umgekehrt. Es gibt jedoch immer bestimmte Bereiche von N, bei denen sich eine Art Gleichgewicht einstellt.
It is precisely with a small number of usable resource elements 112 (for example short length / V of the resource frame) that the probability of the random selection of the same jump pattern, ie full collision, lies
Figure imgf000113_0004
Use of a single basic jump pattern with two participants with one that is no longer tolerable
Figure imgf000113_0005
Area. Even with short period lengths such as N = 60, the value of Pvoiicoii should be as clearly as possible less than 1%. The remedy here is to use several basic jump patterns instead of just one, which are then rotated cyclically through the usable resource elements 112 (eg resource frames) and the full collision probability is reduced to if K is the number of
Figure imgf000113_0003
Basic jump pattern is. Such families of K binary sequences should, in addition to the previously mentioned good PAKF properties, with the lowest possible according to equation
Figure imgf000113_0006
(20) also have good properties for the periodic cross-correlation function (PKKF). The PKKF reads in a generalization of equation (7)
Figure imgf000113_0001
where it is assumed that the periods of the two periodic sequences (n) and s j (n) are equal to N. If a family of K basic binary sequences is considered, the PKKF is to be carried out according to equation (21) for all S = ί & possible combinations of the basic jump patterns, i.e. for all permutations. Since the
Figure imgf000113_0002
"Area" of the PKKF is identical to the PAKF (equation (15)), the relationship now results in analogy to equation (20)
Figure imgf000114_0001
for the upper barrier of all PKKF combinations. In [9] it is shown that there is no family of sequences that have both perfect PAKF and perfect PKKFs. This is only possible in mutual exchange, ie especially if K> 2, the improvements in the PAKFs have to result from a deterioration in the PKKFs
Figure imgf000114_0002
Figure imgf000114_0003
be bought and vice versa. However, there are always certain areas of N where some kind of equilibrium is established.
Wie in Fig. 55 gezeigt ist, wird die gleiche Obergrenze der Nebenmaxima bei Gleichung (22) erst bei einer größeren Periodenlänge
Figure imgf000114_0021
als bei Gleichung (20) erreicht. Als Grund kann das PAKF-Hauptmaximum mit angesehen werden, welches bei einer PKKF nicht
Figure imgf000114_0022
existiert und dort dann zusätzlich über die anderen
Figure imgf000114_0006
Nebenmaxima verschmiert wird. Bisher wurde keine einzige Binärfolge mit bei gefunden
Figure imgf000114_0007
Figure imgf000114_0005
[9], auch nicht bei
Figure imgf000114_0009
sondern erst bei
Figure imgf000114_0008
wo entsprechend der nachfolgenden Tabelle sogar zwei Binärfolgen mit gefunden wurden. Allerding ist
Figure imgf000114_0004
für diese Binärfolgen mit einem maximalen Wert von Zehn extrem groß. Auch die
Figure imgf000114_0010
jeweiligen Spiegelbilder der beiden Binärfolgen für besitzen unveränderte PAKF-
Figure imgf000114_0011
Werte mit
Figure imgf000114_0012
Daher könnten alle vier Folgen als eventuelle Grundsprungmuster verwendet werden. Allerdings müssen alle sechs möglichen PKKF-Kombinationen getestet werden, da die Spiegelungsinvarianz nicht für die PKKF gilt. Anhand der nachfolgenden Tabelle wird deutlich, dass das erste Spiegelpaar PKKF-Nebenmaxima von
Figure imgf000114_0013
besitzt, während dieser Wert beim zweiten Spiegelpaar au 2 ansteigt. Sollen drei
Figure imgf000114_0014
Grundsprungmuster verwendet werden = 0.595%), so sollten die ersten drei
Figure imgf000114_0023
Binärfolgen aus der nachfolgenden Tabelle verwendet werden, weil dort für alle drei PKKFen
Figure imgf000114_0015
gilt. Falls die vierte Folge zusätzlich hinzukäme oder eine der ersten drei ersetzen würde, so würd auf einen Wert von Zwölf anwachsen.
Figure imgf000114_0016
As shown in FIG. 55, the same upper limit of the secondary maxima in equation (22) only becomes the same with a greater period length
Figure imgf000114_0021
than achieved in equation (20). The main PAKF maximum can be seen as the reason, which is not the case with PKKF
Figure imgf000114_0022
exists and there then additionally over the others
Figure imgf000114_0006
Secondary maxima is smeared. So far not a single binary sequence has been found with at
Figure imgf000114_0007
Figure imgf000114_0005
[9], not even with
Figure imgf000114_0009
but only at
Figure imgf000114_0008
where according to the following table even two binary sequences were found. Thing is
Figure imgf000114_0004
extremely large for these binary strings with a maximum value of ten. Also the
Figure imgf000114_0010
respective mirror images of the two binary sequences for have unchanged PAKF-
Figure imgf000114_0011
Values with
Figure imgf000114_0012
Therefore, all four sequences could be used as possible basic jump patterns. However, all six possible PKKF combinations must be tested, since the reflection invariance does not apply to the PKKF. The table below clearly shows that the first pair of mirrors PKKF secondary maxima of
Figure imgf000114_0013
possesses, while this value increases in the second pair of mirrors au 2. Should be three
Figure imgf000114_0014
Basic jump pattern should be used = 0.595%), so should the first three
Figure imgf000114_0023
Binary sequences from the table below are used because there for all three PKKFs
Figure imgf000114_0015
applies. If the fourth episode was added or replaced one of the first three, it would increase to a value of twelve.
Figure imgf000114_0016
Bei Betrachtung der nächsten Zeilen der nachfolgenden Tabelle wird deutlich, dass erst bei einem Wert von
Figure imgf000114_0020
0 die ersten beiden Binärfolgen ei 7 besitzen und bei
Figure imgf000114_0017
Verwendung von drei Binärfolgen sich ein Wert vo
Figure imgf000114_0018
8 einstellt. Der Einsatz der drei äquivalenten Spiegelbilder bringt für die beiden Fäll keine
Figure imgf000114_0019
Verbesserung der PKKF-Nebenwerte. Im Fall von jV
Figure imgf000115_0001
müsste mit deutlich größeren PKKF-Nebenwerten gerechnet werden, würde auf Werte von bis zu Elf ansteigen.
Figure imgf000115_0002
When looking at the next lines of the table below, it becomes clear that only with a value of
Figure imgf000114_0020
0 have the first two binary sequences ei 7 and at
Figure imgf000114_0017
Using three binary sequences get a value of vo
Figure imgf000114_0018
8 sets. The use of the three equivalent mirror images brings no result for the two cases
Figure imgf000114_0019
Improvement of the PKKF small cap stocks. In the case of jV
Figure imgf000115_0001
if significantly larger PKKF small caps would have to be expected, this would increase to values of up to eleven.
Figure imgf000115_0002
Die ersten beiden Binärfolgen mit l stellen sich erst bei N ein. Bei
Figure imgf000115_0003
Figure imgf000115_0004
Verwendung eines 1/3-ratigen Faltungscodes sollten hier nach [12] immer drei Teilnehmer erfolgreich dekodiert werden können, da in der schlimmsten Konstellation bei den Teilnehmern maximal zwölf Teil-Datenpakete gestört sein können.
Figure imgf000115_0016
The first two binary sequences with l do not appear until N is reached. At
Figure imgf000115_0003
Figure imgf000115_0004
Using a 1/3 rate convolutional code should always be able to successfully decode three participants according to [12], since in the worst constellation a maximum of twelve partial data packets can be disturbed by the participants.
Figure imgf000115_0016
Die obige Tabelle zeigt periodische Grund-Binärfolgen
Figure imgf000115_0012
und und
Figure imgf000115_0006
mit verschiedenen Periodenlängen iV d daraus
Figure imgf000115_0014
Figure imgf000115_0013
folgende minimalen Werten von
Figure imgf000115_0005
The table above shows periodic basic binary sequences
Figure imgf000115_0012
and and
Figure imgf000115_0006
with different period lengths iV d from it
Figure imgf000115_0014
Figure imgf000115_0013
the following minimum values of
Figure imgf000115_0005
Ausführungsbeispiele schaffen Familien von periodischen Grundmuster-Binärfolgen (0,1), 1 < k < K mit gegebener Ordnung E und verbesserten (oder sogar minimalem) nach der Gleichung (20) mit verbesserten (z.B. guten) Kreuzkorrelationseigenschaf
Figure imgf000115_0007
ten bzgl. all ihren Nebenmaxima
Figure imgf000115_0008
Gemäß Ausführungsbeispielen wird werden hierzu die Periodenlänge
Figure imgf000115_0011
N so groß gewählt, dass
Figure imgf000115_0010
nach Gleichung (22) schon einen um eins reduzierten Wert aller Nebenmaxima einnimmt. Als Grundmuster werden alle Binärfolgen (wie auch ihre Spiegelbilder) bezeichnet, die aufgrund ihrer zyklischen Verschiebungsinvarianz derart geschoben sind, dass die kleinste Markierung m auf Position Eins liegt.
Figure imgf000115_0009
Embodiments create families of periodic basic pattern binary sequences (0,1), 1 <k <K with a given order E and improved (or even minimal) according to equation (20) with improved (eg good) cross-correlation properties
Figure imgf000115_0007
ten with respect to all of their secondary maxima
Figure imgf000115_0008
According to exemplary embodiments, the period length is used for this purpose
Figure imgf000115_0011
N chosen so large that
Figure imgf000115_0010
according to equation (22) already assumes a value of all secondary maxima reduced by one. All binary sequences (as well as their mirror images) that are shifted due to their cyclic displacement invariance in such a way that the smallest marking m is at position one are referred to as the basic pattern.
Figure imgf000115_0009
Ausführungsbeispiele ermöglichen eine Erzeugung von einer oder mehreren Binärfolgen 1 mit guten PAKF und PKKF-Eigenschaften, wobei
Figure imgf000115_0015
sämtliche lmax möglichst gleiche Wert annehmen. Gemäß Ausführungsbeispielen ist dies dann der Fall, wenn Gleichung (22) als Ergebnis einen um eins reduzierten Wert von lmax liefert, als eigentlich gewünscht. Beispielsweise ist dies für# = 18 und Xmax = 6 ab
Figure imgf000116_0001
er Fall. Gleichung (22) liefert dort erstmalig einen Wert von Xmax = 5. Ein weiterer Freiheitsgrad die Anzahl K der gesuchten Grund-Binärfolgen zu vergrößern ist die Verifizierung und eventuelle Einbeziehung sämtlicher Spiegelbilder.
Embodiments enable the generation of one or more binary sequences 1 with good PAKF and PKKF properties, wherein
Figure imgf000115_0015
all l max assume the same value as possible. According to exemplary embodiments, this is the case when equation (22) supplies a value of l max reduced by one as a result than is actually desired. For example, this is for # = 18 and X max = 6 onwards
Figure imgf000116_0001
he case. Equation (22) provides a value of X max = 5 for the first time there. Another degree of freedom to increase the number K of the basic binary sequences sought is the verification and possible inclusion of all mirror images.
D. Detektion der Signale von Funkteilnehmern in einem synchronisierten System D. Detection of signals from radio users in a synchronized system
Bevor Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der Figuren 56 bis 70 näher beschrieben werden, wird zunächst ein beispielhaftes Kommunikationssystem beschrieben, in dem Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung Anwendung finden können. Ausführungsbeispiele sind jedoch nicht auf das im Folgenden beschriebene Kommunikationssystem beschränkt. Vielmehr können Ausführungsbeispiele allgemein in synchronisierten Kommunikationssystemen zum Einsatz kommen, in denen zur Übertragung von Daten ein Satz von verwendbaren Ressourcen zur Verfügung steht, auf den basierend auf dem Datenempfänger bekannten Sprungmustern zugegriffen werden kann. Before exemplary embodiments of the present invention are described in more detail with reference to FIGS. 56 to 70, an exemplary communication system is first described in which exemplary embodiments of the present invention can be used. However, exemplary embodiments are not restricted to the communication system described below. Rather, exemplary embodiments can generally be used in synchronized communication systems in which a set of usable resources are available for the transmission of data, which can be accessed based on the jump patterns known from the data receiver.
Beispielhaftes Kommunikationssystem Exemplary communication system
Im Folgenden wird von einem Kommunikationssystem 102 zur funkbasierten Datenübertragung ausgegangen, das mehrere Teilnehmer aufweist, die auf gemeinsam genutzte Ressourcen (z.B. Funkressourcen) unter Verwendung von einem sog. konkurrenzbasierten Zugriffsverfahren (engl „contention based access“) zugreifen. In the following, a communication system 102 for radio-based data transmission is assumed which has several participants who access shared resources (e.g. radio resources) using what is known as a contention-based access method.
Hierbei wird im Folgenden davon ausgegangen, dass zu übertragende Daten gemäß einem Sprungmuster (z.B. (relativen) Kanalzugriffsmuster) in mehreren unterschiedlichen Ressourcen (z.B. Zeit-/Frequenzressourcen) des Kommunikationssystems 102 (z.B. Übertragungssystems) verteilt übertragen werden. In the following, it is assumed that data to be transmitted are transmitted in a distributed manner according to a hop pattern (e.g. (relative) channel access pattern) in several different resources (e.g. time / frequency resources) of the communication system 102 (e.g. transmission system).
Beispielsweise kann es sich bei den zu übertragenden Daten um Daten eines Direktzugriffskanals (engl. Random Access Channel, RACH [14]) handeln oder um ein Datenpaket, welches nach dem sog. Telegrammaufteilungsverfahrens (engl. Telegram Splitting Multiple Access, TSMA) übertragen wird [1] Hierbei wird ein zu übertragendes Datenpaket in mehrere Teil-Datenpakete aufgeteilt, die gemäß einem Sprungmuster (z.B. (relativen) Kanalzugriffsmuster) in mehreren unterschiedlichen ZeiWFrequenzressourcen ausgesendet werden. Unabhängig davon, ob z.B. ein Datenpaket nach dem TSMA- Verfahren gesendet wird oder ob z.B. die Aussendung einer über mehrere Zeit- /Frequenzressourcen verteilten RACH-Nachricht erfolgt, werden im Folgenden die zugehörigen Aussendungen ohne Einschränkung der Allgemeingültigkeit als „Teil- Datenpakete“ bezeichnet. For example, the data to be transmitted can be data from a random access channel (RACH [14]) or a data packet that is transmitted according to the so-called telegram splitting method (Telegram Splitting Multiple Access, TSMA) [ 1] Here, a data packet to be transmitted is divided into several partial data packets, which are sent out according to a jump pattern (eg (relative) channel access pattern) in several different ZeiW frequency resources. Regardless of whether, for example, a data packet according to the TSMA Method is sent or whether, for example, the transmission of a RACH message distributed over several time / frequency resources takes place, in the following the associated transmissions are referred to as “partial data packets” without restricting their general validity.
Ferner wird im Folgenden davon ausgegangen, dass in dem Kommunikationssystem 102 zur Übertragung von Daten (z.B. pro Zeitabschnitt mehrerer aufeinanderfolgender Zeitabschnitte) ein Satz von verwendbaren Ressourcen zur Verfügung steht. Bei den Ressourcen kann es sich um Ressourcenelemente oder um Ressourcenblöcke, z.B. mit jeweils einem oder mehreren Ressourcenelementen, handeln. Furthermore, it is assumed in the following that a set of usable resources is available in the communication system 102 for the transmission of data (e.g. per time segment of several successive time segments). The resources can be resource elements or resource blocks, e.g. each with one or more resource elements.
Beispielsweise kann der Satz von verwendbaren Ressourcen (= ein Vorrat von Funkressourcen) von einer koordinierenden Instanz des Kommunikationssystems 102 vorgegeben sein, wie z.B. von einer Basisstation des Kommunikationssystems 102 (z.B. Funkübertragungssystems), bei der es sich beispielsweise um einen sog. PAN Coordinator [2] (dt. PAN Koordinator) handeln kann. For example, the set of usable resources (= a supply of radio resources) can be specified by a coordinating entity of the communication system 102, such as a base station of the communication system 102 (e.g. radio transmission system), which is, for example, a so-called PAN coordinator [2 ] (dt. PAN coordinator) can act.
Zum Beispiel kann der Satz von verwendbaren Ressourcen ein sog. Ressource Frame [2] (dt. Ressourcenrahmen) sein. Der Ressourcenrahmen kann beispielsweise in einzelne Ressourcenelemente (REs) mit jeweils bekannter Zeit- und Frequenzlage unterteilt sein, so dass es sich bei dem Kommunikationssystem 102 um ein Kommunikationssystem mit synchronisierter Datenübertragung handeln kann, wie dies beispielsweise in Abschnitt B beschrieben ist. For example, the set of usable resources can be a so-called resource frame [2]. The resource frame can, for example, be divided into individual resource elements (REs) each with a known time and frequency position, so that the communication system 102 can be a communication system with synchronized data transmission, as is described in section B, for example.
Natürlich kann der Satz von verwendbaren Ressourcen auch ein Satz von verwendbaren Ressourcenblöcken sein. Die Ressourcenblöcke können jeweils ein oder mehrere Ressourcenelemente aufweisen. Beispielsweise kann es sich bei den Ressourcenblöcken um die in [14] definierten Ressourcenblöcke handeln. Of course, the set of usable resources can also be a set of usable resource blocks. The resource blocks can each have one or more resource elements. For example, the resource blocks can be the resource blocks defined in [14].
Der Satz von verwendbaren Ressourcen steht den Teilnehmern zur Übertragung von Daten zur Verfügung. Wie bereits erwähnt, können die Daten hierbei auf eine Mehrzahl (J) von Teil- Datenpaketen aufgeteilt werden, wobei die Aufteilung der J Teil-Datenpakete auf die zur Übertragung verfügbaren M Ressourcen des Satzes von verwendbaren Ressourcen durch Sprungmuster (z.B. (relative) Kanalzugriffsmuster) erfolgt, wobei die Anzahl an M verfügbaren Ressourcen größer als die Anzahl an J Teil-Datenpaketen ist, M>J. Der Entwurf der Sprungmuster wird in Abschnitt C ausführlich erläutert. Des Weiteren wird im Folgenden davon ausgegangen, dass ein Vorrat von Sprungmustern existiert, aus dem die Teilnehmer bei der Aussendung von Daten selbst eines auswählen. Dem Datenempfänger ist vorab nicht bekannt, ob ein Teilnehmer in einem bestimmten Satz von verwendbaren Ressourcen sendet und - falls ja - welches Sprungmuster er aus dem ihm zur Verfügung stehenden Vorrat ausgewählt hat. (Der Vorrat an zulässigen Sprungmustern kann ggf. von Teilnehmer zu Teilnehmer oder von Teilnehmer-Gruppe zu Teilnehmer-Gruppe unterschiedlich sein.) Es liegt insofern eine unkoordinierte Übertragung vor. Dieses Merkmal trifft z.B. typischerweise auch beim Direktzugriffskanal RACH [14] in Mobilfunksystemen zu. The set of usable resources is available to the participants for the transfer of data. As already mentioned, the data can be divided into a plurality (J) of partial data packets, the distribution of the J partial data packets to the M resources of the set of usable resources available for transmission using jump patterns (e.g. (relative) channel access patterns) takes place, the number of M available resources being greater than the number of J partial data packets, M> J. The design of the jump patterns is explained in detail in Section C. Furthermore, it is assumed in the following that there is a stock of jump patterns from which the participants themselves select one when sending data. The data receiver does not know in advance whether a subscriber is sending in a certain set of usable resources and - if so - which jump pattern he has selected from the stock available to him. (The stock of permissible jump patterns may differ from participant to participant or from participant group to participant group.) In this respect, there is an uncoordinated transmission. This feature typically also applies to the RACH [14] random access channel in mobile radio systems, for example.
Bei mehreren Teilnehmern in einem Kommunikationssystem 102 (z.B. Funksystem) ist dem Empfänger somit nicht bekannt, If there are several participants in a communication system 102 (e.g. radio system), the recipient does not know
- wie viele Teilnehmer innerhalb des Satzes von verwendbaren Ressourcen senden, und - how many participants are sending within the set of usable resources, and
- welche Sprungmuster von den Teilnehmern verwendet werden und dementsprechend welche Ressourcen durch die jeweiligen Sprungmuster belegt werden. - which jump patterns are used by the participants and, accordingly, which resources are occupied by the respective jump patterns.
In einem Kommunikationssystem 102 (z.B. Funksystem) mit obigen Eigenschaften kann die Aufgabe des Empfängers stark vereinfachend in zwei Bereiche unterteilt werden. Erstens die Detektion von gesendeten Daten (z.B. Datenpaketen) und zweitens die nachfolgende Demodulation des Signals sowie Dekodierung der Daten. In einem Kommunikationssystem 102 mit vielen Teilnehmern, von denen nur wenige gleichzeitig (d.h. in einem Satz von verwendbaren Ressourcen) aktiv sind, kommt der Detektion eine zentrale Aufgabe zu. Nicht detektierte (gesendete) Daten (z.B. Datenpakete) gehen verloren und fälschlicherweise detektierte Daten (z.B. Datenpakete) beaufschlagen den Empfänger (für Demodulation und Dekodierung) mit unnötiger Rechenlast und damit Energieverbrauch. In a communication system 102 (e.g. radio system) with the above properties, the task of the receiver can be divided into two areas in a highly simplified manner. Firstly, the detection of transmitted data (e.g. data packets) and, secondly, the subsequent demodulation of the signal and decoding of the data. In a communication system 102 with many participants, of whom only a few are active at the same time (i.e. in a set of usable resources), detection has a central task. Undetected (sent) data (e.g. data packets) are lost and incorrectly detected data (e.g. data packets) impose an unnecessary computational load on the receiver (for demodulation and decoding) and thus energy consumption.
Es ist daher wünschenswert, die innerhalb eines betrachteten Satzes von verwendbaren Ressourcen zur Datenübertragung aktiv verwendeten Sprungmuster durch Auswertung der entsprechenden Empfangssignale möglichst gut zu detektieren. (Hier ist zwischen „aktiven Teilnehmern“ und „verwendeten Sprungmustern“ zu unterscheiden, da die Detektion eines verwendeten Sprungmusters für sich noch keinen unmittelbaren Rückschluss auf den zugehörigen Teilnehmer zulässt. Dieser ist i.d.R. erst nach Demodulation und Dekodierung der gesendeten Daten bekannt.) It is therefore desirable to detect the jump patterns actively used for data transmission within a set of usable resources under consideration by evaluating the corresponding received signals. (A distinction must be made here between "active participants" and "jump patterns used", as the detection of a jump pattern used does not yet allow any direct conclusions to be drawn about the associated participant. This is usually only known after the data sent has been demodulated and decoded.)
Die Qualität der o.g. Detektion ist dabei durch zwei Größen gekennzeichnet: eine Verpasserwahrscheinlichkeit (engl misdetection probability), die die Wahrscheinlichkeit angibt, die (mit einem Sprungmuster) gesendeten Daten (z.B. ein Datenpaket) nicht zu detektieren, und The quality of the above detection is characterized by two parameters: a misdetection probability, which indicates the probability of not detecting the data sent (with a jump pattern) (eg a data packet), and
- eine Vortäuschungswahrscheinlichkeit (engl, false alarm probability), die die Wahrscheinlichkeit angibt, (nicht gesendete) Daten (z.B. ein Datenpaket) fälschlicherweise zu detektieren. - a false alarm probability, which indicates the probability of falsely detecting (unsent) data (e.g. a data packet).
Detektion Detection
Generell bezeichnet der Begriff „Detektion“ im Kontext der Nachrichtenübertragung das Auffinden eines Signals, eines Teilsignals oder einer Menge von mehreren Signalen in einem vorgegebenen Suchbereich. Im Folgenden werden zunächst die Bedingungen beschrieben, unter welchen die Detektion im Kontext von Aussendungen von Teil-Datenpaketen erfolgt und eine herkömmliche Detektion dazu erläutert. Dies wird im Folgenden am Beispiel einer TSMA-basierten Übertragung ausgeführt. In general, the term “detection” in the context of message transmission denotes the finding of a signal, a partial signal or a set of several signals in a given search area. In the following, the conditions are first described under which the detection takes place in the context of transmissions of partial data packets and a conventional detection is explained for this. This is explained below using the example of a TSMA-based transmission.
Satz von verwendbaren Ressourcen in einem synchronisierten Übertragunqssystem Set of usable resources in a synchronized transmission system
Wie bereits erwähnt wird von einem synchronisierten Kommunikationssystem 102 (z.B. Übertragungssystem) ausgegangen, d.h. Datensender und Datenempfänger sind hinsichtlich Zeit und Frequenz miteinander synchronisiert. As already mentioned, a synchronized communication system 102 (e.g. transmission system) is assumed, i.e. the data transmitter and data receiver are synchronized with one another in terms of time and frequency.
In einem solchen synchronisierten Kommunikationssystem wird zur Übertragung von Daten ein Satz von verwendbaren Ressourcen genutzt. Der Satz von verwendbaren Ressourcen kann beispielsweise ein Satz von verwendbaren Ressourcenelementen (z.B. ein Ressourcenrahmen) sein. Alternativ kann der Satz von verwendbaren Ressourcen ein Satz von verwendbaren Ressourcenblöcken sein, wobei die Ressourcenblöcke jeweils ein oder mehrere Ressourcenelemente aufweisen können. Im Folgenden wird zur Veranschaulichung von einem Satz von verwendbaren Ressourcenelementen (Ressourcenrahmen in [1]) ausgegangen. Die nachfolgende Beschreibung ist jedoch genauso anwendbar, wenn zur Übertragung von Daten ein Satz von verwendbaren Ressourcenblöcken zum Einsatz kommt, wie dies beispielsweise in [14] üblich ist. In such a synchronized communication system, a set of usable resources is used for the transmission of data. The set of usable resources can be, for example, a set of usable resource elements (e.g. a resource frame). Alternatively, the set of usable resources can be a set of usable resource blocks, wherein the resource blocks can each have one or more resource elements. In the following, a set of usable resource elements (resource frame in [1]) is assumed for illustration. However, the following description is just as applicable if a set of usable resource blocks is used for the transmission of data, as is customary, for example, in [14].
Fig. 56 zeigt eine schematische Ansicht eines Satzes 112 von verwendbaren Ressourcenelementen 212_1-212_R (z.B. eines Ressourcenrahmens), wobei beispielhaft vier der Ressourcenelemente 212_1-212_R durch J = 4 Teil-Datenpakete belegt sind. Der in Fig. 56 gezeigte Satz 112 von verwendbaren Ressourcenelementen (z.B. Ressourcenrahmen) weist beispielhaft R=24 Ressourcenelemente 212_1 -212_R auf. Diese Ressourcenelemente 212_1-212_R stellen einen diskreten Vorrat an Funkübertragungsressourcen dar, welche für eine Übertragung von Teil-Datenpaketen genutzt werden können. Die einzelnen Ressourcenelemente 212_1-212_R werden in einem realen Kommunikationssystem 102 (z.B. Übertragungssystem) durch eine Zeit- und Frequenzposition sowie eine (meist konstante) zeitliche Dauer und Frequenzbandbreite definiert. In der Indizierung direkt aufeinanderfolgende Ressourcenelemente 212_1-212_R können in einem realen Kommunikationssystem 102 durch Zeit-/und oder Frequenzabstände getrennt sein, wie dies z.B. in Abschnitt A beschrieben ist. 56 shows a schematic view of a set 112 of usable resource elements 212_1-212_R (for example a resource frame), four of the resource elements 212_1-212_R being occupied by J = 4 partial data packets by way of example. The set 112 of usable resource elements (eg resource frames) shown in FIG. 56 has, for example, R = 24 resource elements 212_1-212_R. These resource elements 212_1-212_R represent a discrete supply of radio transmission resources which can be used for the transmission of partial data packets. The individual resource elements 212_1-212_R are defined in a real communication system 102 (eg transmission system) by a time and frequency position as well as a (mostly constant) time duration and frequency bandwidth. Resource elements 212_1-212_R which follow one another directly in the indexing can be separated in a real communication system 102 by time and / or frequency intervals, as is described in section A, for example.
Unterschiedliche Ressourcenelemente 212_1-212_R können beispielsweise gleiche Zeitpositionen und Längen aufweisen und im Frequenzbereich benachbart angeordnet sein. Die genaue Anordnung der Ressourcenelemente 212_1-212_R im Zeit-/Frequenzraster spielt für die folgenden Betrachtungen keine Rolle, es ist jedoch in einem realen Übertragungssystem davon auszugehen, dass keine Überlappungen zwischen den einzelnen Ressourcenelementen 212_1-212_R in Zeit und/oder Frequenz bestehen (Wahrung der Orthogonalität). Different resource elements 212_1-212_R can, for example, have the same time positions and lengths and be arranged adjacent in the frequency range. The exact arrangement of the resource elements 212_1-212_R in the time / frequency grid is irrelevant for the following considerations, however, in a real transmission system it can be assumed that there are no overlaps between the individual resource elements 212_1-212_R in terms of time and / or frequency (safeguard of orthogonality).
In Fig. 56 ist in Form von vier belegten Ressourcenelementen 212_5, 212_8, 212_15 und 212_20 zudem symbolisch eine Übertragung eines Datenpakets dargestellt, welches beispielsweise J=4 Teil-Datenpakete umfasst. Diese werden im obigen Beispiel in den Ressourcenelementen 212_5, 212_8, 212_15 und 212_20 mit den Indizes {5, 8, 15, 20} übertragen. Diese Indizes definieren das sog. Sprungmuster, über welches die Zuordnung der Teil-Datenpakete zu den für die Übertragung verfügbaren Ressourcenelementen 212_1 - 212_R erfolgt. In FIG. 56, a transmission of a data packet is also shown symbolically in the form of four occupied resource elements 212_5, 212_8, 212_15 and 212_20, which includes, for example, J = 4 partial data packets. In the example above, these are transmitted in the resource elements 212_5, 212_8, 212_15 and 212_20 with the indices {5, 8, 15, 20}. These indices define the so-called jump pattern via which the partial data packets are assigned to the resource elements 212_1-212_R available for transmission.
Die Belegung eines Ressourcenelements mit einem Teil-Datenpaket erfolgt in Form der Aussendung eines Signals in der dem Ressourcenelement zugehörigen physikalischen Zeit- /Frequenzressource. Ein solches Signal wird oftmals in der Literatur als „Burst“ bezeichnet. Dieser kann z.B. kürzer als die Länge des Ressourcenelements sein oder/und im Frequenzbereich eine andere Bandbreite beanspruchen als durch das Ressourcenelement definiert. The allocation of a resource element with a partial data packet takes place in the form of the transmission of a signal in the physical time / frequency resource associated with the resource element. Such a signal is often referred to in the literature as a “burst”. This can e.g. be shorter than the length of the resource element and / or use a different bandwidth in the frequency range than defined by the resource element.
Synchronisationssequenz / Präambel als Bestandteil der Teil-Datenpakete Zum Zweck der Detektion und/oder der Synchronisation und/oder Kanalschätzung ist es in Funkübertragungssystemen weit verbreitet, ein sog. Synchronisationssignal basierend z.B. auf einer Synchronisationssequenz in den (Teil-)Datenpaketen zu übertragen. Diese Sequenz wird oft auch wahlweise als Referenzsequenz, Trainingssequenz oder Präambel bezeichnet (wobei der Begriff „Präambel“ hier unabhängig von der Anordnung der Präambelsymbole innerhalb der gesamten Symbolsequenz verwendet wird, d.h. es kann sich um eine Präambel, Midambel, Postambel oder Kombination derselben handeln). Die Synchronisationssequenz ist dem Empfänger (im Gegensatz zu den übertragenen Datensymbolen) vorab bekannt, sodass zum Auffinden eines Signals z.B. eine Korrelation des Empfangssignals mit der Synchronisationssequenz erfolgen kann. Synchronization sequence / preamble as part of the partial data packets For the purpose of detection and / or synchronization and / or channel estimation, it is widespread in radio transmission systems to transmit a so-called synchronization signal based, for example, on a synchronization sequence in the (partial) data packets. This sequence is often optionally referred to as a reference sequence, training sequence or preamble (the term "preamble" being used here regardless of the arrangement of the preamble symbols within the entire symbol sequence, ie it can be a preamble, midamble, postamble or a combination of these) . The synchronization sequence is known to the receiver in advance (in contrast to the transmitted data symbols) so that, for example, a correlation of the received signal with the synchronization sequence can take place in order to find a signal.
Fig. 57 zeigt in einem Diagramm eine schematische Darstellung einer Übertragung eines Teil-Datenpakets 214 in einem Ressourcenelement 212_5, wobei das Teil-Datenpaket eine Präambel 216 umfasst. Mit anderen Worten, Fig. 57 zeigt eine schematische Darstellung eines mit einem Teil-Datenpaket (mit beinhalteter Präambel) belegten Ressourcenelements 212_5. 57 shows, in a diagram, a schematic illustration of a transmission of a partial data packet 214 in a resource element 212_5, the partial data packet including a preamble 216. In other words, FIG. 57 shows a schematic illustration of a resource element 212_5 occupied by a partial data packet (including a preamble).
Mit anderen Worten, Fig. 57 zeigt eine schematische Darstellung eines (belegten) Ressourcenelements 212_5, in welchem ein Teil-Datenpaket 214 übertragen wird, welches eine Präambel 216 beinhaltet. In realen Systemen verbleibt trotz Synchronisation ein restlicher Synchronisationsfehler, der dazu führt, dass das zum Teil-Datenpaket gehörende Signal eine verbleibende Abweichung in Zeit und/oder Frequenz relativ zu seiner Sollposition aufweist. Dies ist wird in Fig. 57 dadurch symbolisiert, dass das Ressourcenelement 212_5 und das Teil-Datenpaket 214 nicht konzentrisch angeordnet sind. Bei den Abweichungen handelt es sich i.d.R. um statistische Prozesse, in die auf der Empfängerseite auch der physikalische Übertragungskanal einfließen kann. In other words, FIG. 57 shows a schematic illustration of a (occupied) resource element 212_5, in which a partial data packet 214 is transmitted which contains a preamble 216. In real systems, despite synchronization, a residual synchronization error remains, which leads to the signal belonging to the partial data packet showing a remaining deviation in time and / or frequency relative to its setpoint position. This is symbolized in FIG. 57 by the fact that the resource element 212_5 and the partial data packet 214 are not arranged concentrically. The deviations are usually statistical processes in which the physical transmission channel can also flow on the recipient side.
Die Aufgabe der Detektion im Rahmen der beschriebenen Annahmen ist es grundsätzlich, ein basierend auf einem Sprungmuster in Teil-Datenpakete aufgeteiltes, z.B. gemäß TSMA- Verfahren übertragenes, Datenpaket zu detektieren. Die Detektion umfasst in der Regel die im Folgenden beschriebenen drei Schritte [13]. The task of detection within the framework of the assumptions described is basically to detect a data packet that has been divided into partial data packets based on a jump pattern, e.g. transmitted according to the TSMA method. The detection usually comprises the three steps described below [13].
In einem ersten Schritt wird (allgemein) für alle Zeit-/Frequenz-Positionen, an welchen Teil- Datenpakete (Bursts) prinzipiell auftreten können, eine Metrik bestimmt, welche in einem geeigneten Zusammenhang mit der Wahrscheinlichkeit für das Vorliegen eines Datenpaketes steht. Diese Metriken werden im Folgenden als Übertragungs-Metriken (z.B. Burst-Metriken) B bezeichnet. Die Bestimmung der Übertragungs-Metriken (Burst-Metriken) erfolgt (noch) unabhängig von den Sprungmustern. In a first step, a metric is determined (generally) for all time / frequency positions at which partial data packets (bursts) can in principle occur, which is suitably related to the probability of the presence of a data packet. These metrics are referred to below as transmission metrics (e.g. Burst Metrics) B denotes. The determination of the transmission metrics (burst metrics) takes place (still) independently of the jump patterns.
In einem zweiten Schritt wird auf Basis der Übertragungs-Metriken (Burst-Metriken) eine Sprungmuster-Metrik (oder Pattern-Metrik) P ermittelt. Hierfür werden die zum einem Datenpaket gehörigen Übertragungs-Metriken auf Basis des zugrundeliegenden Sprungmusters kombiniert. Eine besonders einfache und aufwandsgünstige Form der Kombination ist die Addition von Übertragungs-Metriken, d.h.
Figure imgf000122_0001
In a second step, a jump pattern metric (or pattern metric) P is determined on the basis of the transmission metrics (burst metrics). For this purpose, the transmission metrics belonging to a data packet are combined on the basis of the underlying jump pattern. A particularly simple and cost-effective form of combination is the addition of transmission metrics, ie
Figure imgf000122_0001
Hierbei ist P(s) die Sprungmuster-Metrik für das Sprungmuster s, Ms der Vektor der Länge J mit den Indizes der durch das Sprungmuster s belegten Ressourcenelemente, und J entsprechend die Länge des Sprungmusters bzw. die Anzahl an Teil-Datenpaketen eines Datenpakets. Here, P (s) is the jump pattern metric for the jump pattern s, M s is the vector of length J with the indices of the resource elements occupied by the jump pattern s, and J is the length of the jump pattern or the number of partial data packets of a data packet .
In einem dritten Schritt erfolgt die eigentliche Detektion durch einen Vergleich der Sprungmuster-Metriken P(s) für alle S (zum jeweiligen Zeitpunkt) zulässigen Sprungmuster, d.h. s e (1,2,...,5), mit einer festen Detektionsschwelle T, d.h. In a third step, the actual detection takes place by comparing the jump pattern metrics P (s) for all S (at the respective point in time) permissible jump patterns, i.e. se (1, 2, ..., 5), with a fixed detection threshold T, ie
Ps > T => Sprungmuster s wurde detektiert P s > T => jump pattern s was detected
Ps < T =» Sprungmuster s wurde nicht detektiert
Figure imgf000122_0002
P s <T = »Jump pattern s was not detected
Figure imgf000122_0002
Der Detektionsschwelle T kommt dabei besondere Bedeutung zu. Die Wahl der Detektionsschwelle T entscheidet über den Kompromiss (engl. „Tradeoff“) zwischen Verpasser- bzw. Vortäuschungswahrscheinlichkeit, wie dies bei Detektionsaufgaben typisch ist. Dies ist in Fig. 58 skizziert. The detection threshold T is of particular importance. The choice of the detection threshold T decides on the compromise (“tradeoff”) between the probability of missing or being faked, as is typical for detection tasks. This is sketched in FIG. 58.
Im Detail zeigt Fig. 58 in einem Diagramm eine schematische Darstellung von Verpasserund Vortäuschungswahrscheinlichkeit in Abhängigkeit von der gewählten Detektionsschwelle T. In detail, Fig. 58 shows in a diagram a schematic representation of the missed and fake probability as a function of the selected detection threshold T.
Die Wahl eines vergleichsweise großen Wertes von T führt zu einer Verringerung der Vortäuschungswahrscheinlichkeit, jedoch zu einem Anstieg der Verpasserwahrscheinlichkeit. Entsprechendes gilt umgekehrt. Choosing a comparatively large value for T leads to a reduction in the probability of being pretended to be, but to an increase in the probability of the missed person. The same applies vice versa.
Bestimmung der Übertragungs-Metriken Das Verfahren zur Berechnung der Übertragungs-Metriken (Burst-Metriken) selbst ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung, sodass an dieser Stelle nicht im Detail darauf eingegangen wird. Dem Sinn nach werden die Übertragungs-Metriken jedoch mit der Wahrscheinlichkeit, dass eine Übertragung (z.B. eines Teil-Datenpakets) an der betreffenden Position (für welche die Übertragungs-Metrik ermittelt wurde) stattgefunden hat, dergestalt in Verbindung stehen, dass größere Werte der Übertragungs-Metriken mit höheren Wahrscheinlichkeiten einhergehen, dass eine Übertragung stattgefunden hat. Wird die Übertragungs-Metrik so berechnet, dass sie (exakt oder näherungsweise) dem Logarithmus der Wahrscheinlichkeit für das Vorliegen einer Übertragung (z.B. eines Bursts) an der betreffenden Position entspricht, so entspricht die Addition der Übertragungs-Metriken (d.h. der logarithmierten Wahrscheinlichkeiten) einer Multiplikation der zugehörigen (linear dargestellten) Wahrscheinlichkeiten. Ein Bespiel für eine mögliche Berechnung von Übertragungs-Metriken findet sich z.B. in [13] unter dem Begriff „Präambel-Korrelation“. Determination of the transmission metrics The method for calculating the transmission metrics (burst metrics) itself is not the subject of the present invention, so that it will not be discussed in detail at this point. In terms of sense, however, the transmission metrics are related to the probability that a transmission (e.g. of a partial data packet) has taken place at the relevant position (for which the transmission metric was determined) in such a way that larger values of the transmission -Metrics are associated with higher chances that a transmission has taken place. If the transmission metric is calculated in such a way that it corresponds (exactly or approximately) to the logarithm of the probability of the occurrence of a transmission (e.g. a burst) at the relevant position, then the addition of the transmission metrics (ie the logarithmized probabilities) corresponds to a Multiplication of the associated (linearly represented) probabilities. An example of a possible calculation of transmission metrics can be found in [13] under the term “preamble correlation”.
Das oben beschriebene Verfahren zur Detektion von Datenpaketen, die in Teil-Datenpaketen basierend auf Sprungmustern übertragen werden, bietet eine sehr hohe Leistungsfähigkeit, wenn Datenpakete in einer vorwiegend durch Rauschen oder System-externe Interferenz gestörten Umgebung aufgefunden werden sollen. Bei Design des Empfängers wird eine geeignete, aber feste Detektionsschwelle T festgelegt, sodass sich ein gewünschter Arbeitspunkt hinsichtlich Verpasser- und Vortäuschungswahrscheinlichkeit einstellt. The method described above for the detection of data packets which are transmitted in partial data packets based on jump patterns offers a very high level of efficiency when data packets are to be found in an environment that is predominantly disturbed by noise or system-external interference. When designing the receiver, a suitable but fixed detection threshold T is established, so that a desired operating point is set with regard to the probability of missing and faking.
Diese Vorgehensweise ist jedoch nicht optimal, was im Folgenden erläutert wird. However, this approach is not optimal, which is explained below.
Einführung introduction
Wie bereits ausgeführt, wird ein Satz 112 von Ressourcenelementen (z.B. ein Ressourcenrahmen) durch eine Vielzahl von R Ressourcenelementen 212_1-212_R gebildet. Diese stellen einen diskreten Vorrat von Zeit-/Frequenzressourcen dar, der den Teilnehmern des Kommunikationssystems 102 zur Aussendung ihrer jeweiligen J Teil- Datenpakete belegen können. Die Belegung ist durch entsprechende Sprungmuster MS(J) mit j e (l, ... ,/}, s e {1,2, ... , 5} definiert. As already stated, a set 112 of resource elements (for example a resource frame) is formed by a multiplicity of R resource elements 212_1-212_R. These represent a discrete supply of time / frequency resources which the subscribers of the communication system 102 can allocate to the transmission of their respective J partial data packets. The assignment is defined by corresponding jump patterns M S (J) each with (l, ..., /}, se {1,2, ..., 5}.
Es wird davon ausgegangen, dass alle zulässigen Sprungmuster sowohl dem Sender als auch dem Empfänger bekannt sind, die in einem Satz 112 von verwendbaren Ressourcenelementen (z.B. einem Ressourcenrahmen) aktuell verwendeten Sprungmuster, mit welchen die Teilnehmer ihre Teil-Datenpakete auf die Ressourcenelemente 212_1~ 212_R verteilen, dem Empfänger vorab jedoch unbekannt sind. Ebenso ist dem Empfänger unbekannt, wie viele Teilnehmer jeweils auf einen Satz 112 von verwendbaren Ressourcen (z.B. ein Ressourcenrahmen) zugreifen. Die Teilnehmer sind untereinander in der Auswahl der verwendeten Sprungmuster unkoordiniert, d.h. ein von einem Teilnehmer verwendetes Sprungmuster lässt keinen Rückschluss auf von anderen Teilnehmern verwendete Sprungmuster zu. Es ist im ungünstigsten Fall möglich, dass zwei oder mehr Teilnehmer in einem Satz von verwendbaren Ressourcenelementen (z.B. einem Ressourcenrahmen) dasselbe Sprungmuster verwenden und sich somit ihre Teil-Datenpakete vollständig überlagern. It is assumed that all permitted jump patterns are known to both the sender and the receiver, the jump patterns currently used in a set 112 of usable resource elements (e.g. a resource frame) with which the subscribers transfer their partial data packets to the resource elements 212_1 ~ 212_R but are unknown to the recipient beforehand. Likewise is the recipient It is not known how many participants are each accessing a set 112 of usable resources (eg a resource frame). The participants are uncoordinated among themselves in the selection of the jump patterns used, ie a jump pattern used by one participant does not allow any conclusions to be drawn about jump patterns used by other participants. In the worst case, it is possible that two or more subscribers in a set of usable resource elements (eg a resource frame) use the same jump pattern and thus their partial data packets completely overlap.
Weiterhin wird im Folgenden angenommen, dass die Sprungmuster so gestaltet sind, dass unterschiedliche Sprungmuster auf dieselben Ressourcenelemente 212_1-212_R zugreifen können, d.h. dass es auch bei Verwendung von unterschiedlichen Sprungmustern zu Kollisionen von Teil-Datenpaketen verschiedener Teilnehmer in einem oder mehreren Ressourcenelementen 212_1-212_R kommen kann. It is also assumed in the following that the jump patterns are designed so that different jump patterns can access the same resource elements 212_1-212_R, that is, even when using different jump patterns, collisions of partial data packets from different participants in one or more resource elements 212_1-212_R can come.
Die Aufgabe des Empfängers besteht im Rahmen der Detektion darin, einen Satz 112 von verwendbaren Ressourcenelementen (z.B. einen Ressourcenrahmen) auf alle zulässigen Sprungmuster hin abzusuchen. (Das Identifizieren eines verwendeten Sprungmusters lässt i.d.R. noch keinen Rückschluss auf den zugehörigen Teilnehmer zu.) The task of the receiver within the scope of the detection is to search a set 112 of usable resource elements (e.g. a resource frame) for all permissible jump patterns. (The identification of a jump pattern used usually does not allow any conclusions to be drawn about the associated participant.)
Überlagerung von Teil-Datenpaketen bei hoher Last Overlay of partial data packets with high load
Fig. 59 zeigt eine schematische Ansicht eines Satzes 112 von verwendbaren59 shows a schematic view of a set 112 of usable
Ressourcenelementen 212_1-212_R sowie eine durch ein Sprungmuster 116 eines Teilnehmers 106_1 angegebene Belegung 118_1 -118_4 von Ressourcenelementen. Wie in Fig. 59 zu erkennen ist, werden durch die vom Sprungmuster 116 angegebene Belegung 118_1 -118_4 von Ressourcenelementen die Ressourcenelemente 212_4, 212_7, 212_14 und 212 _ 19 belegt. Resource elements 212_1-212_R and an allocation 118_1-118_4 of resource elements indicated by a jump pattern 116 of a subscriber 106_1. As can be seen in FIG. 59, the resource elements 212_4, 212_7, 212_14 and 212_19 are occupied by the allocation 118_1 -118_4 of resource elements indicated by the jump pattern 116.
Mit anderen Worten, Fig. 59 zeigt eine schematische Darstellung von Ressourcenelementen 212_1-212_R und ihrer Belegung mit Teil-Datenpaketen für einen Teilnehmer. Hierbei wird in einem oberen Teil von Fig. 59 das Sprungmuster 116 eines aktiven Teilnehmers gezeigt, während in einem unteren Teil von Fig. 59 der Satz 112 von verwendbarenIn other words, FIG. 59 shows a schematic illustration of resource elements 212_1-212_R and their assignment with partial data packets for a subscriber. Here, in an upper part of FIG. 59, the jump pattern 116 of an active participant is shown, while in a lower part of FIG. 59 the set 112 of usable
Ressourcenelementen 212_1-212_R (z.B. Ressourcenrahmen) mit R=24Resource elements 212_1-212_R (e.g. resource frame) with R = 24
Ressourcenelementen 212_1-212_R dargestellt ist, wobei die J=4 durch den Teilnehmer belegten Ressourcenelemente 212_4, 212_7, 212_14 und 212_19 hervorgehoben sind. R-J-20 Ressourcenelemente sind nicht belegt. Dieser Fall dient beispielhaft für eine Übertragung bei niedriger Last. Resource elements 212_1-212_R is shown, with the J = 4 occupied by the subscriber resource elements 212_4, 212_7, 212_14 and 212_19 being highlighted. RJ-20 resource elements are not used. This case serves as an example for a transmission with a low load.
Fig. 60 zeigt eine schematische Ansicht eines Satzes 112 von verwendbaren Ressourcenelementen 212_1-212_R sowie eine durch fünf Sprungmuster von fünf Teilnehmern 106_1-106_5 angegebene Belegungen von Ressourcenelementen. Beispielsweise können durch die von dem ersten Sprungmuster 116 des ersten Teilnehmers angegebene Belegung 118_1 -118_4 von Ressourcenelementen die Ressourcenelemente 212_3, 212_6, 212_13 und 212_18 belegt sein, während durch die von dem zweiten Sprungmuster 117 des zweiten Teilnehmers 106_2 angegebene Belegung 119_1 -119_4 von Ressourcenelementen die Ressourcenelemente 212_9, 212_12, 212_19 und 212_24 belegt sein können, während durch die von dem dritten Sprungmuster 131 des dritten Teilnehmers 106_3 angegebene Belegung 133_1-133_4 von Ressourcenelementen die Ressourcenelemente 212_6, 212_9, 212_16 und 212_21 belegt sein können, usw. Dies führt zu einer mehrfachen Belegung der Ressourcenelemente 212_6, 212_9 und 212_19. 60 shows a schematic view of a set 112 of usable resource elements 212_1-212_R as well as an allocation of resource elements indicated by five jump patterns of five participants 106_1-106_5. For example, the resource elements 212_3, 212_6, 212_13 and 212_18 can be occupied by the allocation 118_1 -118_4 of resource elements indicated by the first jump pattern 116 of the first participant, while the allocation 119_1-119_4 of resource elements indicated by the second jump pattern 117 of the second participant 106_2 the resource elements 212_9, 212_12, 212_19 and 212_24 can be occupied, while the resource elements 212_6, 212_9, 212_16 and 212_21 can be occupied by the resource element occupancy 133_1-133_4 indicated by the third jump pattern 131 of the third participant 106_3, etc. This leads to multiple occupancy of the resource elements 212_6, 212_9 and 212_19.
Mit anderen Worten, Fig. 60 zeigt eine schematische Darstellung von Ressourcenelementen 212_1-212_R und ihrer Belegung mit Teil-Datenpaketen durch fünf Teilnehmer 106_1- 106_5. Aus Fig. 60 wird ersichtlich, dass mit zunehmender Last ein zunehmend hoher Anteil der Ressourcenelemente 212_1-212_R belegt ist, sodass eine eindeutige Zuordnung der belegten Ressourcenelemente zu den vorrätigen Sprungmustern schwieriger wird. Es ist evident, dass bei einer vollständigen Belegung der Ressourcenelemente 212_1-212_R in einem Ressourcenrahmen 112 ein Rückschluss auf die aktiven Sprungmuster nicht mehr möglich ist, sofern keine weiteren Merkmale (außer der Belegung der Ressourcenelemente) herangezogen werden können. Die folgende Fig. 61 veranschaulicht die Problematik. In other words, FIG. 60 shows a schematic illustration of resource elements 212_1-212_R and their assignment with partial data packets by five users 106_1-106_5. It can be seen from FIG. 60 that as the load increases, an increasingly high proportion of the resource elements 212_1-212_R is occupied, so that an unambiguous assignment of the occupied resource elements to the available jump patterns becomes more difficult. It is evident that when the resource elements 212_1-212_R in a resource frame 112 are fully occupied, it is no longer possible to draw conclusions about the active jump patterns if no further features (apart from the occupancy of the resource elements) can be used. The following Fig. 61 illustrates the problem.
Im Detail zeigt Fig. 61 eine schematische Darstellung der in Fig. 60 gezeigten Belegungen von Ressourcenelementen des Satzes 212 von verwendbaren Ressourcenelementen 212_1-212_R, die mit einer durch drei inaktive Sprungmuster 137, 139 und 141 angegebenen Belegung von Ressourcenelementen teilweise übereinstimmt, was zu zu vermeidenden Fehldetektionen führen kann. In detail, FIG. 61 shows a schematic representation of the allocation of resource elements of the set 212 of usable resource elements 212_1-212_R shown in FIG. 60, which partially corresponds to an allocation of resource elements indicated by three inactive jump patterns 137, 139 and 141, which leads to avoidable false detections.
Mit anderen Worten, Fig. 61 zeigt eine schematische Darstellung von Ressourcenelementen 212_1-212_R und ihrer Belegung mit Teil-Datenpaketen sowie von inaktiven Sprungmustern 137, 139 und 141. Dargestellt ist die Situation bei hoher Last (fünf Teilnehmer, wie in Fig. 60). Zusätzlich zu den fünf Sprungmustern der aktiven Teilnehmer 106_1-106_5 in einem oberen Teil der Fig. 61 sind in einem unteren Teil der Fig. 61 beispielhaft drei nicht verwendete (inaktive) Sprungmuster 137, 139 und 141 dargestellt. Wird die Belegung der Ressourcenelemente 212_1-212_R ausgewertet, so zeigt sich, dass auch zwei Ressourcenelemente des inaktiven Sprungmusters A 137 belegt wurden, obwohl dieses Sprungmuster 137 nicht zur Datenübertragung verwendet wurde. Für das inaktive Sprungmuster C 141 ergeben sich sogar drei Übereinstimmungen (in den ersten drei Teil-Datenpaketen), nur das letzte der vier Ressourcenelemente von dem Sprungmuster C 141 ist nicht belegt. In other words, FIG. 61 shows a schematic illustration of resource elements 212_1-212_R and their allocation with partial data packets and of inactive jump patterns 137, 139 and 141. The situation is shown with a high load (five participants, as in Fig. 60). In addition to the five jump patterns of the active participants 106_1-106_5 in an upper part of FIG. 61, three unused (inactive) jump patterns 137, 139 and 141 are shown by way of example in a lower part of FIG. 61. If the occupancy of the resource elements 212_1-212_R is evaluated, it can be seen that two resource elements of the inactive jump pattern A 137 were also occupied, although this jump pattern 137 was not used for data transmission. For the inactive jump pattern C 141 there are even three matches (in the first three partial data packets), only the last of the four resource elements of the jump pattern C 141 is not occupied.
Gemäß Gleichung (23) würde im obigen Beispiel die Sprungmuster-Metrik für „Sprungmuster C“ lauten: According to equation (23) in the above example the jump pattern metric for "jump pattern C" would be:
P("Sprungmuster C") = B( 9) + B( 12) + B(16) + £(22) (25) P ("jump pattern C") = B (9) + B (12) + B (16) + £ (22) (25)
Obwohl keine Daten unter Verwendung von Sprungmuster C 141 übertragen wurden, beinhaltet die zugehörige Sprungmuster-Metrik mit den Summanden ß( 9), ß(12) und ß(16) drei erwartungsgemäß große Werte, da diese durch Sprungmuster anderer Teilnehmer tatsächlich belegt sind. Nur für die Übertragungs-Metrik ß( 22) ist ein niedriger Wert zu erwarten, da im zugehörigen Ressourcenelement kein Signal übertragen wurde. Although no data was transmitted using jump pattern C 141, the associated jump pattern metric with the summands ß (9), ß (12) and ß (16) contains three expected large values, since these are actually occupied by jump patterns of other participants. A low value can only be expected for the transmission metric β (22), since no signal was transmitted in the associated resource element.
Aus diesem Beispiel lassen sich u.a. folgende Schlüsse ziehen: The following conclusions can be drawn from this example:
- Mit zunehmender Last vergrößert sich systematisch die Sprungmuster-Metrik nicht aktiver (nicht gesendeter) Sprungmuster. Eine zuverlässige Abgrenzung zwischen im betrachteten Satz von verwendbaren Ressourcenelementen (z.B. Ressourcenrahmen) aktiven und inaktiven Sprungmustern wird dadurch zunehmend schwierig. - As the load increases, the jump pattern metric of non-active (not sent) jump patterns increases systematically. A reliable demarcation between active and inactive jump patterns in the set of usable resource elements (e.g. resource frames) under consideration is therefore becoming increasingly difficult.
Bei vergleichsweise niedriger Last (z.B. deutlich weniger als die Hälfte der Ressourcenelemente 212_1-212_R sind belegt) ist tendenziell die Position der belegten Ressourcenelemente von hoher Relevanz. With a comparatively low load (e.g. significantly less than half of the resource elements 212_1-212_R are occupied), the position of the occupied resource elements tends to be of high relevance.
Bei vergleichsweise hoher Last (deutlich mehr als die Hälfte der Ressourcenelemente 212_1-212_R sind belegt) ist tendenziell die Position der unbelegten Ressourcenelemente von hoher Relevanz. Anders als bei herkömmlichen Detektionsverfahren besteht bei gemeinsamer Belegung von Ressourcenelementen durch unterschiedliche Sprungmuster, d.h. dem Vorliegen von System-interner Interferenz, eine zusätzliche Anforderung. In the case of a comparatively high load (significantly more than half of the resource elements 212_1-212_R are occupied), the position of the unoccupied resource elements tends to be of high relevance. In contrast to conventional detection methods, there is an additional requirement when resource elements are allocated jointly due to different jump patterns, ie the presence of system-internal interference.
Gemäß der zusätzlichen Anforderung ist nicht nur zu detektieren, ob ein Sprungmuster in einem z.B. durch Rauschen gestörten Funkkanal gesendet wurde, sondern zusätzlich sind die verwendeten Sprungmuster (aktive Sprungmuster) von den nicht verwendeten Sprungmustern (inaktive Sprungmuster) möglichst zuverlässig zu unterscheiden. Dieser Sachverhalt wird im Folgenden durch Simulationsergebnisse veranschaulicht. According to the additional requirement, it is not only necessary to detect whether a jump pattern was sent in a radio channel that was disturbed by noise, for example, but also to differentiate as reliably as possible the jump patterns used (active jump patterns) from the jump patterns that are not used (inactive jump patterns). This fact is illustrated in the following by simulation results.
Statistische Auswertung der Sprungmuster-Metriken Statistical evaluation of the jump pattern metrics
Im Folgenden wird zur Veranschaulichung ein TSMA-basiertes Kommunikationssystem 102 (z.B. Funkübertragungssystem) mit folgenden Eigenschaften betrachtet In the following, a TSMA-based communication system 102 (e.g. radio transmission system) with the following properties is considered for illustration
System- und TSMA-Parameter: System and TSMA parameters:
R=60 Ressourcenelemente 212_1-212_R pro Ressourcenrahmen 112; R = 60 resource elements 212_1-212_R per resource frame 112;
J=18 Teil-Datenpakete pro Datenpaket, d.h. Sprungmusterlänge J=18; und S=120 verschiedene Sprungmuster verfügbar (vorrätig). J = 18 partial data packets per data packet, i.e. jump pattern length J = 18; and S = 120 different jump patterns available (in stock).
Modulation, Kanal- und Signaleigenschaften: Modulation, channel and signal properties:
MSK-Modulation (MSK = minimum shift keying, dt. eine Art der Frequenzumtastung); zufällige Frequenzabweichung des Sendesignals gleichverteilt im Bereich von ±5% der Sendesymbolrate; MSK modulation (MSK = minimum shift keying, dt. A type of frequency shift keying); Random frequency deviation of the transmission signal evenly distributed in the range of ± 5% of the transmission symbol rate;
- zufälliger Zeitoffset des Sendesignals aus Sollposition gleichverteilt im Bereich von ±3/8 Symbolintervalle; - Random time offset of the transmission signal from the target position evenly distributed in the range of ± 3/8 symbol intervals;
Präambel der Länge 16 Symbole (diese sind dem Empfänger bekannt), alle Teilnehmer verwenden dieselbe Präambel; Preamble of length 16 symbols (these are known to the recipient), all participants use the same preamble;
Kanal mit Rayleigh-Blockfading, d.h. für jedes Teildatenpaket eines Teilnehmers wird ein zufälliger komplexer Kanalkoeffizient (komplexes Basisband-Kanalmodell) gemäß einer Rayleigh-Verteilung bestimmt, Zeitinvarianz des Kanals innerhalb der Präambel liegt vor; Channel with Rayleigh block fading, i.e. a random complex channel coefficient (complex baseband channel model) is determined according to a Rayleigh distribution for each partial data packet of a subscriber; there is time invariance of the channel within the preamble;
- Additives, weißes Rauschen (AWGN, additive white Gaussian noise); und keine externen Störungen. - Additive white noise (AWGN, additive white Gaussian noise); and no external interference.
Parameter des Kommunikationssystems 102 sind das mittlere Es/No pro Teilnehmer und die Anzahl der aktiven Teilnehmer N pro Satz 112 von verwendbaren Ressourcenelementen (z.B. pro Ressourcenrahmen). Für die Simulation wird das Monte-Carlo-Verfahren angewandt. Alle Sprungmuster, Kanalkoeffizienten, Frequenzabweichungen und Zeitoffsets werden für jeden Satz 112 von verwendbaren Ressourcenelementen (z.B. jeden Ressourcenrahmen) entsprechend den statistischen Vorgaben pseudozufällig bestimmt. Es wird in der Simulation ausgeschlossen, dass aktive Teilnehmer eines Satzes 112 von verwendbaren Ressourcenelementen (z.B. eines Ressourcenrahmens) dasselbe Sprungmuster verwenden (Vollkollision zweier Teilnehmer). Parameters of the communication system 102 are the mean E s / No per subscriber and the number of active subscribers N per set 112 of usable resource elements (e.g. per resource framework). The Monte Carlo method is used for the simulation. All hopping patterns, channel coefficients, frequency deviations and time offsets are determined pseudo-randomly for each set 112 of usable resource elements (for example each resource frame) in accordance with the statistical specifications. It is excluded in the simulation that active participants of a set 112 of usable resource elements (for example a resource frame) use the same jump pattern (full collision of two participants).
Die Übertragungs-Metriken B(r) werden wie im Folgenden beschrieben ermittelt. The transmission metrics B (r) are determined as described below.
Innerhalb des Suchbereichs in Zeit und Frequenz, welcher durch die maximale zufällige Frequenzabweichung und den maximalen zufälligen Zeitoffset bestimmt ist, erfolgt in jedem Ressourcenelement eine Korrelation des geeignet aufbereiteten und abgetasteten Empfangssignals mit der konjugierten Präambelsequenz. Davon wird der Betrag gebildet. Anschließend erfolgt eine Normierung auf die Wurzel der mittleren Betragsquadrate der Empfangssignal-Abtastwerte. Dieses Vorgehen zur Berechnung der Übertragungs-Metriken wird z.B. in [13] detailliert erläutert. Within the search range in time and frequency, which is determined by the maximum random frequency deviation and the maximum random time offset, the suitably processed and sampled received signal is correlated with the conjugate preamble sequence in each resource element. The amount is formed from this. This is followed by normalization to the root of the mean squares of the absolute values of the received signal samples. This procedure for calculating the transmission metrics is explained in detail in [13], for example.
Für die im Folgenden gezeigten Simulationsergebnisse wurden die Übertragungs-Metriken für jede ausgewertete Abtastphase wie folgt berechnet:
Figure imgf000128_0001
wobei xn der zum n-ten Symbol der Synchronisationssequenz der Länge U gehörige Abtastwert des Empfangssignals ist und CDFT die diskrete Fouriertransformierte (DFT) des mit der konjugierten Synchronisationssequenz multiplizierten zugehörigen Empfangssignalabschnitts, ggf. zur Erhöhung der Frequenzauflösung mit einer Nullsequenz erweitert.
For the simulation results shown below, the transmission metrics for each evaluated sampling phase were calculated as follows:
Figure imgf000128_0001
where x n is the sample of the received signal belonging to the nth symbol of the synchronization sequence of length U and CDFT extends the discrete Fourier transform (DFT) of the associated received signal section multiplied by the conjugate synchronization sequence, possibly to increase the frequency resolution with a zero sequence.
Aus den R= 60 Übertragungs-Metriken werden durch Sprungmuster-basierte Kombination (z.B. durch Addition) von je J=18 Übertragungs-Metriken pro Sprungmuster gemäß Gleichung (23) die S=120 Sprungmuster-Metriken bestimmt. Für den Fall von N aktiven Teilnehmern (d.h. N gesendeten Sprungmustern) werden somit N Sprungmuster-Metriken zu aktiven Sprungmustern und (S-N) Sprungmuster-Metriken zu inaktiven Sprungmustern berechnet. Fig. 62 zeigt in einem Diagramm kumulative Verteilungsfunktionen von Sprungmuster- Metriken von aktiven und inaktiven Sprungmustern für einen und drei Teilnehmer für ein Es/N0=14 dB. Dabei beschreibt in Fig. 62 eine erste Kurve 230 eine kumulative Verteilungsfunktion der Sprungmuster-Metriken von aktiven Sprungmustern bei einem Teilnehmer, eine zweite Kurve 232 eine kumulative Verteilungsfunktion der Sprungmuster- Metriken von aktiven Sprungmustern bei drei Teilnehmern, eine dritte Kurve eine 234 kumulative Verteilungsfunktion der Sprungmuster-Metriken von inaktiven Sprungmustern bei drei Teilnehmern und eine vierte Kurve 236 eine kumulative Verteilungsfunktion der Sprungmuster-Metriken von inaktiven Sprungmustern bei einem Teilnehmer. From the R = 60 transmission metrics, the S = 120 jump pattern metrics are determined by a jump pattern-based combination (eg by addition) of J = 18 transmission metrics per jump pattern according to equation (23). For the case of N active participants (ie N sent jump patterns), N jump pattern metrics for active jump patterns and (SN) jump pattern metrics for inactive jump patterns are calculated. 62 shows in a diagram cumulative distribution functions of jump pattern metrics of active and inactive jump patterns for one and three participants for an E s / N 0 = 14 dB. In Fig. 62, a first curve 230 describes a cumulative distribution function of the jump pattern metrics of active jump patterns for one participant, a second curve 232 a cumulative distribution function of the jump pattern metrics of active jump patterns for three participants, a third curve 234 a cumulative distribution function of the Jump pattern metrics of inactive jump patterns for three participants and a fourth curve 236 shows a cumulative distribution function of the jump pattern metrics of inactive jump patterns for one participant.
Fig. 63 zeigt in einem Diagramm kumulative Verteilungsfunktionen von Sprungmuster- Metriken von aktiven und inaktiven Sprungmustern für einen und drei Teilnehmer für ein Es/No=4 dB. Dabei beschreibt in Fig. 62 eine erste Kurve 230 eine kumulative Verteilungsfunktion der Sprungmuster-Metriken von aktiven Sprungmustern bei einem Teilnehmer, eine zweite Kurve 232 eine kumulative Verteilungsfunktion der Sprungmuster- Metriken von aktiven Sprungmustern bei drei Teilnehmern, eine dritte Kurve eine 234 kumulative Verteilungsfunktion der Sprungmuster-Metriken von inaktiven Sprungmustern bei drei Teilnehmern und eine vierte Kurve 236 eine kumulative Verteilungsfunktion der Sprungmuster-Metriken von inaktiven Sprungmustern bei einem Teilnehmer. 63 shows in a diagram cumulative distribution functions of jump pattern metrics of active and inactive jump patterns for one and three participants for an E s / No = 4 dB. In Fig. 62, a first curve 230 describes a cumulative distribution function of the jump pattern metrics of active jump patterns for one participant, a second curve 232 a cumulative distribution function of the jump pattern metrics of active jump patterns for three participants, a third curve 234 a cumulative distribution function of the Jump pattern metrics of inactive jump patterns for three participants and a fourth curve 236 shows a cumulative distribution function of the jump pattern metrics of inactive jump patterns for one participant.
Mit anderen Worten, Fig. 62 und 63 zeigen die kumulative Verteilungsfunktion (engl cumulative distribution function) für aktive (verwendete) und inaktive (nicht verwendete) Sprungmuster für verschiedene Szenarien. In other words, Figs. 62 and 63 show the cumulative distribution function for active (used) and inactive (unused) jump patterns for different scenarios.
Der Zusammenhang zwischen den dargestellten Verteilungsfunktionen und Vortäuschungs- sowie Verpasserwahrscheinlichkeit ist wie im Folgenden beschrieben. The relationship between the distribution functions shown and the likelihood of pretending and missing is as described below.
Wird eine bestimmte Detektionsschwelle T=T0 (Bezugszeichen 240 in Fig. 62 und 63) gewählt, so entspricht die Verpasserwahrscheinlichkeit direkt dem Wert der kumulativen Verteilungsfunktion (Ordinate), ab dem die Kurve für aktive Sprungmuster (Kurven 230 und 232) den Wert T0 der Detektionsschwelle 240 überschreitet. In ähnlicher Weise bestimmt sich die Vortäuschungswahrscheinlichkeit aus der Kurve für inaktive Sprungmuster (Kurven 234 und 236). Es wird der Wert der kumulativen Verteilungsfunktion abgelesen, an welchem die Kurve 234 oder 236 für inaktive Sprungmuster die Detektionsschwelle T0 240 überschreitet. Dieser Ordinatenwert wird von Eins (1) subtrahiert und dadurch resultiert die Vortäuschungswahrscheinlichkeit. Die Vortäuschungswahrscheinlichkeit bezieht sich auf die Zahl der inaktiven Sprungmuster, d.h. bei S=120 Mustern und drei aktiven Sprungmustern verbleiben 120 - 3 = 117 inaktive Sprungmuster. Eine Vortäuschungswahrscheinlichkeit von z.B. 10% entspricht im Mittel 11 ,7 inaktiven Sprungmustern pro Satz 112 von verwendbaren Ressourcenelementen (z.B. pro Ressourcenrahmen), die über der Detektionsschwelle liegen und somit fälschlicherweise als verwendet (aktiv) detektiert werden. Die Verpasserwahrscheinlichkeit bezieht sich hingegen auf die Zahl der aktiven Sprungmuster (z.B. drei bei den in Fig. 62 und 63 gezeigten Beispielen). If a certain detection threshold T = T0 (reference number 240 in FIGS. 62 and 63) is selected, the miss probability corresponds directly to the value of the cumulative distribution function (ordinate) from which the curve for active jump patterns (curves 230 and 232) has the value T0 Detection threshold exceeds 240. In a similar way, the probability of pretense is determined from the curve for inactive jump patterns (curves 234 and 236). The value of the cumulative distribution function at which curve 234 or 236 for inactive jump patterns exceeds detection threshold T0 240 is read off. This ordinate value is subtracted from one (1) and this results in the probability of pretense. The probability of pretense relates to the number of inactive jump patterns, ie with S = 120 patterns and three active jump patterns 120 - 3 = 117 inactive jump patterns remain. A pretense probability of eg 10% corresponds to an average of 11.7 inactive jump patterns per set 112 of usable resource elements (eg per resource frame) which are above the detection threshold and are thus incorrectly detected as being used (active). The miss probability, on the other hand, relates to the number of active jump patterns (for example three in the examples shown in FIGS. 62 and 63).
Fig. 62 zeigt die kumulative Verteilungsfunktion der aktiven und inaktiven Muster für vergleichsweise gute Empfangsbedingungen, d.h. Es/N0=14 dB. Für geringe Last, d.h. einen Teilnehmer (Kurven 236 und 230), liegen alle Sprungmuster-Metriken der inaktiven Sprungmuster unter dem Wert 185, während alle Sprungmuster-Metriken des aktiven Sprungmusters über dem Wert 230 liegen. Die Entscheidungsschwelle T 240 gemäß Gleichung (24) könnte also im Bereich zwischen 185<T<230 gewählt werden, wobei sowohl Vortäuschungs- als auch Verpasserwahrscheinlichkeit bei Null liegen. Fig. 62 shows the cumulative distribution function of the active and inactive patterns for comparatively good reception conditions, i.e. Es / N0 = 14 dB. For a low load, i.e. one participant (curves 236 and 230), all jump pattern metrics of the inactive jump pattern are below the value 185, while all jump pattern metrics of the active jump pattern are above the value 230. The decision threshold T 240 according to equation (24) could therefore be selected in the range between 185 <T <230, with both the cheating and the missing probability being zero.
Sind hingegen drei Teilnehmer in einem Satz 112 von verwendbaren Ressourcenelementen (z.B. in einem Ressourcenrahmen) präsent (Kurven 232 und 234 in Fig. 62), so lässt sich keine Detektionsschwelle 240 mehr finden, bei der dies zutrifft. Wird eine Verpasserwahrscheinlichkeit von unter 1% angestrebt, so müsste eine Detektionsschwelle 240 von T=230 gewählt werden. Etwa 3% der Sprungmuster-Metriken der inaktiven Sprungmuster liegen jedoch oberhalb dieser Detektionsschweile 240. Damit ergibt sich entsprechend eine Vortäuschungswahrscheinlichkeit von 3%, was bei 117 ungenutzten Sprungmustern bereits im Mittel 3.5 vorgetäuschten (d.h. detektierten, aber nicht gesendeten) Sprungmustern und damit Teilnehmern entspricht. If, on the other hand, three participants are present in a set 112 of usable resource elements (e.g. in a resource frame) (curves 232 and 234 in FIG. 62), it is no longer possible to find a detection threshold 240 to which this applies. If a missed probability of less than 1% is sought, a detection threshold 240 of T = 230 would have to be selected. However, around 3% of the jump pattern metrics of the inactive jump patterns are above this detection threshold 240. This results in a corresponding pretense probability of 3%, which corresponds to an average of 3.5 simulated jump patterns (i.e. detected but not sent) jump patterns and thus participants with 117 unused jump patterns .
Fig. 63 betrachtet den Fall von schlechteren Empfangsbedingungen, d.h. beispielhaft für Es/N0=4 dB. Es zeigt sich, dass für den Fall eines aktiven Teilnehmers die mögliche Wahl einer Detektionsschwelle T 240 bereits gegenüber Fig. 62 eingeschränkt ist. Hier ist ein Wert 170£T<185 akzeptabel, um sowohl Vortäuschungs- als auch Verpasserwahrscheinlichkeit praktisch verschwinden zu lassen. Es fällt auf, dass dieser Bereich einer optimalen Detektionsschwelle praktisch keine Überdeckung mit dem gemäß Fig. 62 für einen Teilnehmer gefundenen Bereich hat. Noch kritischer wird die Situation für drei Teilnehmer (Fig. 63, Kurven 232 und 234). Für eine Verpasserwahrscheinlichkeit unter 1% müsste eine Detektionsschwelle 240 von T=192 gewählt werden. Nur etwa 80% der Sprungmuster- Metriken der inaktiven Sprungmuster liegen jedoch unterhalb dieses Wertes, was somit einer Vortäuschungswahrscheinlichkeit von etwa 20% von 117 Sprungmustern oder im Mittel etwa 23 Sprungmustern entspricht. Eine Zahl von 23 vorgetäuschten Teilnehmern bei tatsächlich nur drei aktiven Teilnehmern stellt kein befriedigendes Detektionsergebnis dar. 63 considers the case of poor reception conditions, ie for example for Es / N0 = 4 dB. It can be seen that, in the case of an active participant, the possible selection of a detection threshold T 240 is already restricted compared to FIG. 62. A value of 170 £ T <185 is acceptable here, in order to make both the fake and the miss probability practically disappear. It is noticeable that this area of an optimal detection threshold has practically no overlap with the area found for a subscriber in accordance with FIG. 62. The situation becomes even more critical for three participants (FIG. 63, curves 232 and 234). For a miss probability below 1%, a detection threshold 240 of T = 192 would have to be selected. However, only about 80% of the jump pattern metrics of the inactive jump patterns are below this value, which means a pretense probability of about 20% of 117 jump patterns or on average about 23 jump patterns. A number of 23 pretend participants with actually only three active participants does not represent a satisfactory detection result.
Aus den Simulationsergebnissen lassen sich zwei Folgerungen ableiten. Two conclusions can be drawn from the simulation results.
Erstens, für die ausgewählten Szenarien, die praxisrelevanten Arbeitspunkten eines realen Übertragungssystems entsprechen, wird nach dem oben beschriebenen herkömmlichen Detektionsverfahren kein zufriedenstellendes Detektionsergebnis erzielt. Firstly, for the selected scenarios, which correspond to the practice-relevant operating points of a real transmission system, no satisfactory detection result is achieved according to the conventional detection method described above.
Zweitens, für die Detektionsschwelle (niedrige Verpasserwahrscheinlichkeit bei gleichzeitig niedriger Vortäuschungswahrscheinlichkeit) kann kein konstanter Wert gefunden werden. Es ist aus den Kurven ersichtlich, dass die Detektionsschwelle 240 je nach Szenario unterschiedlich (adaptiv) zu wählen ist. Second, no constant value can be found for the detection threshold (low probability of missing the game while at the same time having a low probability of being pretended to be false). It can be seen from the curves that the detection threshold 240 is to be selected differently (adaptively) depending on the scenario.
Ausführungsbeispiele Embodiments
Fig. 64 zeigt eine schematische Ansicht eines synchronisierten Kommunikationssystems 102 mit einem Datenempfänger 104 und einer Mehrzahl von Datensendern 106_1-106_n gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 64 shows a schematic view of a synchronized communication system 102 with a data receiver 104 and a plurality of data transmitters 106_1-106_n according to an exemplary embodiment of the present invention.
Wie in Fig. 64 zu erkennen ist, steht in dem Kommunikationssystem 102 zur Übertragung von Daten ein Satz 112 von verwendbaren Ressourcen mit beispielhaft R=64 Ressourcen 212_1-212_R zur Verfügung, auf den die Datensender 106_1-106_n unter Verwendung von dem Datenempfänger 104 bekannten Sprungmustern zugreifen können. As can be seen in FIG. 64, a set 112 of usable resources with, for example, R = 64 resources 212_1-212_R, to which the data transmitters 106_1-106_n known from the data receiver 104, is available in the communication system 102 for the transmission of data Can access jump patterns.
Bei dem in Fig. 64 gezeigten Ausführungsbeispiel wird beispielhaft davon ausgegangen, dass drei der Teilnehmer 106_1-106_n auf den Satz 112 von verwendbaren Ressourcen zugreifen. Beispielsweise kann der Satz 112 von verwendbaren Ressourcen von einem Kanalzugriffsmuster vorgegeben sein, wie dies in Abschnitt A beschrieben ist. In the exemplary embodiment shown in FIG. 64, it is assumed by way of example that three of the subscribers 106_1-106_n access the set 112 of usable resources. For example, the set 112 of usable resources may be dictated by a channel access pattern, as described in Section A.
Zum Beispiel kann ein erster Teilnehmer 106_1 basierend auf einer durch ein erstes Sprungmuster 116 angegeben Belegung 118_1 -118_4 von Ressourcen auf den Satz 112 von verwendbaren Ressourcen zugreifen, während ein zweiter Teilnehmer 106_2 basierend auf einer durch ein zweites Sprungmuster 117 angegeben Belegung 119_1 -119_4 von Ressourcen auf den Satz 112 von verwendbaren Ressourcen zugreifen kann, und wobei ein dritter Teilnehmer 106_3 basierend auf einer durch ein drittes Sprungmuster 131 angegeben Belegung 133_1 -133_4 von Ressourcen auf den Satz 112 von verwendbaren Ressourcen zugreifen kann, wodurch es zu einer Doppelbelegung von einer oder mehreren Ressourcen des Satzes 112 von verwendbaren Ressourcen 212_1-212_R kommen kann, wie dies in Fig. 64 bedingt durch die angegebenen Belegungen 118J3 und 119_2 der ersten und zweiten Sprungmuster 116 und 117 angedeutet ist. Die Sprungmuster können beispielsweise von dem gleichen Grundsprungmuster abgeleitet sein, wie dies in Abschnitt C beschrieben ist. For example, a first participant 106_1 can access the set 112 of usable resources based on an occupancy 118_1 -118_4 of resources indicated by a first hop pattern 116, while a second participant 106_2 can access the set 112 of usable resources based on an occupancy 119_1-119_4 from Resources can access the set 112 of usable resources, and a third participant 106_3 based on an occupancy 133_1-133_4 of resources on the set 112 of usable resources indicated by a third hop pattern 131 which can lead to a double allocation of one or more resources of the set 112 of usable resources 212_1-212_R, as indicated in FIG. 64 due to the specified allocations 118J3 and 119_2 of the first and second jump patterns 116 and 117. The jump patterns can, for example, be derived from the same basic jump pattern as described in section C.
Um eine oder mehrere Datenübertragungen in dem Satz von verwendbaren Ressourcen zu detektieren, wie z.B. die basierend auf den drei Sprungmustern 116, 117 und 118 durchgeführten Datenübertragungen der drei Datensender 106_1-106_3, ist der Datenempfänger 104 konfiguriert, um für jedes der Ressourcen 212_1-212_R des Satzes 212 von verwendbaren Ressourcen eine Übertragungs-Metrik zu ermitteln, und um Übertragungs-Metriken derjenigen Ressourcen zu kombinieren (z.B. zu addieren oder summieren), auf die zur Übertragung von Daten basierend auf einem der Sprungmuster zugegriffen werden kann, um eine Sprungmuster-Metrik zu erhalten, und um eine Übertragung von Daten zu detektieren, wenn die Sprungmuster-Metrik des jeweiligen Sprungmusters ein vorgegebenes Detektionskriterium erfüllt. In order to detect one or more data transmissions in the set of usable resources, such as, for example, the data transmissions carried out by the three data transmitters 106_1-106_3 based on the three jump patterns 116, 117 and 118, the data receiver 104 is configured to for each of the resources 212_1-212_R of the set 212 of usable resources to determine a transfer metric, and to combine (eg add or sum) transfer metrics of those resources that can be accessed for transferring data based on one of the hopping patterns to form a hopping pattern metric and to detect a transmission of data when the jump pattern metric of the respective jump pattern meets a predetermined detection criterion.
Gemäß dem Konzept der vorliegenden Erfindung ist der Datenempfänger 104 hierbei konfiguriert, um die Übertragungs-Metriken vor der Kombination wertemäßig (z.B. zahlenmäßig) auf einen (z.B. positiven und/oder negativen) oberen (z.B. maximalen) oder unteren (minimalen) Grenzwert zu begrenzen (z.B. clippen). According to the concept of the present invention, the data receiver 104 is configured here to limit the transmission metrics in terms of value (e.g. numerically) to an (e.g. positive and / or negative) upper (e.g. maximum) or lower (minimum) limit value before the combination ( e.g. clip).
Beispielsweise kann der Datenempfänger konfiguriert sein, um diejenigen Übertragungs- Metriken, die eine hohe Wahrscheinlichkeit (z.B. eine Wahrscheinlichkeit größer oder gleich einem vorgegebenen Wahrscheinlichkeitswert (z.B. 70% oder 80% oder 90 %)) beschreiben, dass die jeweilige Ressource zur Übertragung von Daten genutzt wurde, auf den oberen (z.B. bei einem positiven Wert der jeweiligen Übertragungs-Metrik) oder unteren (z.B. bei einem negativen Wert der jeweiligen Übertragungs-Metrik) Grenzwert zu begrenzen. For example, the data receiver can be configured to describe those transmission metrics that have a high probability (e.g. a probability greater than or equal to a predetermined probability value (e.g. 70% or 80% or 90%)) that the respective resource is used for the transmission of data was to be limited to the upper (e.g. with a positive value of the respective transmission metric) or lower (e.g. with a negative value of the respective transmission metric) limit value.
Im Folgenden werden detaillierte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher beschrieben. Detailed exemplary embodiments of the present invention are described in more detail below.
Hierbei wird beispielhaft davon ausgegangen, dass der Satz von verwendbaren Ressourcen ein Satz von verwendbaren Ressourcenelementen ist. Natürlich kann der Satz von verwendbaren Ressourcen auch ein Satz von verwendbaren Ressourcenblöcken sein, wobei die Ressourcenblöcke ein oder mehrere Ressourcenelemente aufweisen können. Die nachfolgende Beschreibung ist daher genauso anwendbar, wenn also zur Übertragung von Daten ein Satz von verwendbaren Ressourcenblöcken zum Einsatz kommt. It is assumed here by way of example that the set of usable resources is a set of usable resource elements. Of course, the set of usable resources can also be a set of usable resource blocks, wherein the resource blocks can have one or more resource elements. The The following description is therefore equally applicable if a set of usable resource blocks is used for the transmission of data.
D.1 Begrenzung (engl, clipping) der Sprungmuster-Metriken vor der Kombination D.1 Clipping the jump pattern metrics before combining
Wie bereits ausgeführt, stellt die Übertragungs-Metrik (z.B. Burst-Metrik) im weiteren Sinne ein Maß für die Wahrscheinlichkeit dar, dass ein Ressourcenelement r des Satzes 112 von verwendbaren Ressourcenelementen 212__1-212_R mit einem Teil-Datenpaket belegt ist. Dabei muss die Übertragungs-Metrik B(r) jedoch nicht unmittelbar ein Schätzwert für diese Wahrscheinlichkeit sein. Vielmehr genügt es, wenn aus der Übertragungs-Metrik B(r) eine Wahrscheinlichkeit ableitbar ist, dass das jeweilige Ressourcenelement zur Übertragung von Daten genutzt wurde. Beispielsweise kann die Übertragungs-Metrik B(r) eine Wahrscheinlichkeit beschreiben, dass das jeweilige Ressourcenelement zur Übertragung von Daten genutzt wurde. So können kleinere (größere) Werte von B(r) mit einer geringeren (größeren) Wahrscheinlichkeit dafür einhergehen, dass das betreffende Ressourcenelement r belegt ist. Gemäß Gleichung (23) werden die Übertragungs-Metriken dann den Sprungmustern entsprechend addiert, um die Sprungmuster-Metriken zu erhalten. As already stated, the transmission metric (e.g. burst metric) in the broader sense represents a measure of the probability that a resource element r of the set 112 of usable resource elements 212__1-212_R is occupied with a partial data packet. However, the transmission metric B (r) does not have to be an immediate estimate for this probability. Rather, it is sufficient if a probability can be derived from the transmission metric B (r) that the respective resource element was used to transmit data. For example, the transmission metric B (r) can describe a probability that the respective resource element was used to transmit data. Thus, smaller (larger) values of B (r) can be associated with a lower (greater) probability that the relevant resource element r is occupied. According to equation (23), the transmission metrics are then added according to the hopping patterns in order to obtain the hopping pattern metrics.
Anders als bei herkömmlichen Detektionsverfahren geht es bei der Detektion eines Teil- Datenpakets, welches mit einem Sprungmuster gesendet wurde, nicht nur darum, das Sprungmuster gegen Rauschen (also das Nichtvorhandensein eines Signals) abzugrenzen, sondern auch gegen alle anderen, zulässigen Sprungmuster. Dies gilt für den bei Ausführungsbeispielen angenommenen Fall, dass mehrere Sprungmuster auf dieselben Ressourcenelemente zugreifen können. In contrast to conventional detection methods, the detection of a partial data packet that was sent with a jump pattern is not just about delimiting the jump pattern from noise (i.e. the absence of a signal), but also from all other permissible jump patterns. This applies to the case assumed in the exemplary embodiments that several jump patterns can access the same resource elements.
Wie anhand von Fig. 61 gezeigt wurde, wachsen mit zunehmender Last, d.h. zunehmender Anzahl belegter Ressourcenelemente, unvermeidlich auch die Sprungmuster-Metriken inaktiver (nicht verwendeter) Sprungmuster an. Bei hoher Last können z.B. 75% oder mehr aller verfügbaren Ressourcenelemente 212_1-212_R mit Teil-Datenpaketen belegt sein, einige davon auch durch mehrere Teilnehmer 106_1-106_n (mit unterschiedlichen Sprungmustern) gleichzeitig. In einem solchen Szenario kann die Position der unbelegten Ressourcenelemente von höherem Informationsgehalt sein als die Positionen der belegten Ressourcenelemente. Ressourcenelemente mit sehr großen Übertragungs-Metriken (d.h. sehr „sicherer“ Belegung) können durch die Summation entsprechend großen Einfluss auf die Sprungmuster-Metriken haben. Hier setzen Ausführungsbeispiele an. Bei Ausführungsbeispielen werden große Übertragungs-Metriken B(r) auf einen Maximalwert ßmax begrenzt werden, bevor diese kombiniert (z.B. als Summanden zur Sprungmuster- Metrik addiert) werden. Mathematisch bedeutet dies, dass die Berechnung der Sprungmuster-Metrik im Vergleich zu Gleichung (23) wie folgt modifiziert wird:
Figure imgf000134_0001
As was shown with reference to FIG. 61, with an increasing load, ie an increasing number of occupied resource elements, the jump pattern metrics of inactive (unused) jump patterns inevitably also increase. In the event of a high load, for example 75% or more of all available resource elements 212_1-212_R can be occupied with partial data packets, some of them also by several participants 106_1-106_n (with different jump patterns) at the same time. In such a scenario, the position of the unoccupied resource elements can be of higher information content than the positions of the occupied resource elements. Resource elements with very large transmission metrics (ie very “secure” occupancy) can have a correspondingly large influence on the jump pattern metrics due to the summation. This is where exemplary embodiments begin. In exemplary embodiments, large transmission metrics B (r) are limited to a maximum value β max before they are combined (for example added as summands to the jump pattern metric). Mathematically, this means that the calculation of the jump pattern metric is modified as follows compared to equation (23):
Figure imgf000134_0001
Durch die Minimumbildung min(..) können die einzelnen Summanden keinen Wert größer als ßmax annehmen. Anschaulich bedeutet die Limitierung der Übertragungs-Metriken, dass (je nach Wahl von ßmax) z.B. mittlere und große Übertragungs-Metriken auf ßmax begrenzt werden und somit denselben Beitrag zu den Sprungmuster-Metriken leisten. Es wird also nicht mehr zwischen einer mittleren und großen Wahrscheinlichkeit, dass ein Ressourcenelement belegt ist, unterschieden. Für Werte kleiner als ßmax wird jedoch weiterhin zwischen kleinen und sehr kleinen Sprungmuster-Metriken unterschieden. Hat ein Ressourcenelement z.B. eine sehr kleine Übertragungs-Metrik, so ist es entsprechend unwahrscheinlich, dass dieses Ressourcenelement Teil eines aktiven Sprungmusters ist. Due to the formation of the minimum min (..), the individual summands cannot have a value greater than ß max . The limitation of the transmission metrics clearly means that (depending on the choice of β max ), for example, medium and large transmission metrics are limited to β max and thus make the same contribution to the jump pattern metrics. A distinction is no longer made between a medium and high probability that a resource element is occupied. For values smaller than β max , however, a distinction is still made between small and very small jump pattern metrics. If, for example, a resource element has a very small transmission metric, it is correspondingly unlikely that this resource element is part of an active jump pattern.
Die Wirksamkeit dieser Begrenzung wird anhand des oben eingeführten Beispiels zur statistischen Auswertung untersucht. Für die folgenden Simulationsergebnisse wurde ein Wert von ßmax = 11 angenommen. The effectiveness of this limitation is examined using the statistical evaluation example introduced above. A value of β max = 11 was assumed for the following simulation results.
Fig. 65 zeigt in einem Diagramm kumulative Verteilungsfunktionen von Sprungmuster- Metriken von aktiven und inaktiven Sprungmustern für einen und drei Teilnehmer für ein Es/No=14 dB, wobei die für die Berechnung der Sprungmuster-Metriken verwendeten Übertragungs-Metriken vor der Kombination wertemäßig begrenzt wurden. Dabei beschreibt in Fig. 65 eine erste Kurve 230 eine kumulative Verteilungsfunktion der Sprungmuster- Metriken von aktiven Sprungmustern bei einem Teilnehmer, eine zweite Kurve 232 eine kumulative Verteilungsfunktion der Sprungmuster-Metriken von aktiven Sprungmustern bei drei Teilnehmern, eine dritte Kurve eine 234 kumulative Verteilungsfunktion der Sprungmuster-Metriken von inaktiven Sprungmustern bei drei Teilnehmern und eine vierte Kurve 236 eine kumulative Verteilungsfunktion der Sprungmuster-Metriken von inaktiven Sprungmustern bei einem Teilnehmer. 65 shows in a diagram cumulative distribution functions of jump pattern metrics of active and inactive jump patterns for one and three subscribers for an E s / No = 14 dB, the transmission metrics used for calculating the jump pattern metrics before the combination in terms of value were limited. In Fig. 65, a first curve 230 describes a cumulative distribution function of the jump pattern metrics of active jump patterns for one participant, a second curve 232 a cumulative distribution function of the jump pattern metrics of active jump patterns for three participants, a third curve 234 a cumulative distribution function of the Jump pattern metrics of inactive jump patterns for three participants and a fourth curve 236 shows a cumulative distribution function of the jump pattern metrics of inactive jump patterns for one participant.
Fig. 66 zeigt in einem Diagramm kumulative Verteilungsfunktionen von Sprungmuster- Metriken von aktiven und inaktiven Sprungmustern für einen und drei Teilnehmer für ein Es/No=4 dB, wobei die für die Berechnung der Sprungmuster-Metriken verwendeten Übertragungs-Metriken vor der Kombination wertemäßig begrenzt wurden. Dabei beschreibt in Fig. 66 eine erste Kurve 230 eine kumulative Verteilungsfunktion der Sprungmuster- Metriken von aktiven Sprungmustern bei einem Teilnehmer, eine zweite Kurve 232 eine kumulative Verteilungsfunktion der Sprungmuster-Metriken von aktiven Sprungmustern bei drei Teilnehmern, eine dritte Kurve eine 234 kumulative Verteilungsfunktion der Sprungmuster-Metriken von inaktiven Sprungmustern bei drei Teilnehmern und eine vierte Kurve 236 eine kumulative Verteilungsfunktion der Sprungmuster-Metriken von inaktiven Sprungmustern bei einem Teilnehmer. 66 shows in a diagram cumulative distribution functions of jump pattern metrics of active and inactive jump patterns for one and three subscribers for an E s / No = 4 dB, the transmission metrics used for calculating the jump pattern metrics before the combination in terms of value were limited. Describes 66 a first curve 230 shows a cumulative distribution function of the jump pattern metrics of active jump patterns for one participant, a second curve 232 shows a cumulative distribution function of the jump pattern metrics of active jump patterns for three participants, a third curve 234 a cumulative distribution function of the jump pattern Metrics of inactive jump patterns for three participants and a fourth curve 236 a cumulative distribution function of the jump pattern metrics of inactive jump patterns for one participant.
Mit anderen Worten, Fig. 65 zeigt kumulative Verteilungsfunktionen der Sprungmuster- Metriken mit Begrenzung der Übertragungs-Metriken auf Bmax=11 für einen Teilnehmer und für drei Teilnehmer, jeweils für Es/N0=14 dB, wobei Fig. 66 kumulative Verteilungsfunktionen der Sprungmuster-Metriken mit Begrenzung der Übertragungs-Metriken auf Bmax=11 für einen Teilnehmer und für drei Teilnehmer, jeweils für Es/No=4 dB zeigt. In other words, FIG. 65 shows cumulative distribution functions of the hop pattern metrics with limitation of the transmission metrics to B max = 11 for one subscriber and for three subscribers, each for E s / N 0 = 14 dB, FIG. 66 cumulative Distribution functions of the jump pattern metrics with limitation of the transmission metrics to B max = 11 for one participant and for three participants, each for E s / No = 4 dB.
Die in Fig. 65 und 66 dargestellten Kurven 230-236 entsprechen - bis auf die Begrenzung der Übertragungs-Metriken gemäß Ausführungsbeispielen auf beispielsweise ßmax =11 - direkt denen aus Fig. 62 und 63. The curves 230-236 shown in FIGS. 65 and 66 correspond directly to those from FIGS. 62 and 63, except for the limitation of the transmission metrics according to exemplary embodiments to β max = 11, for example.
Im Vergleich zu den Kurven 230-236 von Fig. 62 und 63 zeigt sich, dass der Abstand zwischen den Kurven 236 und 234 für inaktive Sprungmuster und den Kurven 232 und 230 für aktive Sprungmuster zugenommen hat, was einer besseren Unterscheidbarkeit zwischen inaktiven und aktiven Sprungmustern entspricht. Beispielsweise wurde für drei aktive Teilnehmer und einem Es/No=4 dB in Fig. 63 eine Vortäuschungswahrscheinlichkeit von ca. 20% ermittelt. Diese fällt mit einer Begrenzung der Übertragungs-Metriken auf Bmax = 11 gemäß Fig. 66 nunmehr auf etwa 10 % ab, was einer Halbierung entspricht. Auch bei vergleichsweise guten Empfangsbedingungen (Es/N0 = 14 dB) war bei drei Teilnehmern nach Fig. 62 keine optimale Detektion möglich. Es verblieb eine Vortäuschungswahrscheinlichkeit von 3%. Aus Fig. 65 geht hervor, dass bei geeigneter Wahl der Detektionsschwelle 240 nun eine nahezu optimale Detektion (Vortäuschungswahrscheinlichkeit<1%) für das gewählte Szenario möglich ist. In comparison to curves 230-236 of FIGS. 62 and 63, it can be seen that the distance between curves 236 and 234 for inactive jump patterns and curves 232 and 230 for active jump patterns has increased, which makes it easier to distinguish between inactive and active jump patterns corresponds to. For example, for three active participants and an E s / No = 4 dB in FIG. 63, a probability of pretense of approx. 20% was determined. With a limitation of the transmission metrics to B max = 11 according to FIG. 66, this now drops to approximately 10%, which corresponds to a halving. Even with comparatively good reception conditions (E s / N 0 = 14 dB), optimal detection was not possible with three participants according to FIG. 62. A pretense probability of 3% remained. 65 shows that with a suitable selection of the detection threshold 240, an almost optimal detection (probability of pretense <1%) is now possible for the selected scenario.
Die Wahl einer geeigneten Übertragungs-Metrik ist nicht Teil der vorliegenden Erfindung. Im Ausführungsbeispiel wird eine Übertragungs-Metrik zugrunde gelegt, die (innerhalb eines Suchbereichs) auf der Korrelation des Empfangssignals mit der konjugierten gesendeten Präambelsequenz basiert. Anschließend erfolgt eine Normierung auf die Wurzel der mittleren Betragsquadrate der Empfangssignal-Abtastwerte. Ausführungsbeispiele wurden auch für weitere geeignete Übertragungs-Metrik erfolgreich verifiziert, wie z.B. die Verwendung eines geschätzten Signal-zu-Rauschverhältnisses ( SNRest ) im Präambelbereich, d.h. B(r ) = SNRest(r). Auch für Derivate daraus, z.B. B(r ) = können Ausführungsbeispiele vorteilhaft angewandt werden. The choice of an appropriate transmission metric is not part of the present invention. In the exemplary embodiment, a transmission metric is used which is based (within a search area) on the correlation of the received signal with the conjugate transmitted preamble sequence. This is followed by normalization to the root of the mean squares of the absolute values of the received signal samples. Embodiments have also been successfully verified for other suitable transmission metrics, such as the use of an estimated signal-to-noise ratio (SNRest) in the preamble area, ie B (r) = SNR est (r). Exemplary embodiments can also be used advantageously for derivatives thereof, for example B (r) =.
Bei Ausführungsbeispielen können Übertragungs-Metriken auf einen Maximalwert vor deren Kombination (z.B. Addition) begrenzt (engl clipping) werden. In exemplary embodiments, transmission metrics can be clipped to a maximum value before they are combined (e.g. addition).
Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wurden die Übertragungs-Metriken auf einen oberen Maximalwert Bmax begrenzt. Natürlich können bei Ausführungsbeispielen die Übertragungs-Metriken auch auf einen unteren Minimalwert Bmin begrenzt werden, beispielsweise wenn ein Vorzeichen der Übertragungs-Metriken invertiert ist. In the exemplary embodiments described above, the transmission metrics were limited to an upper maximum value B max . Of course, in exemplary embodiments, the transmission metrics can also be limited to a lower minimum value B min , for example if a sign of the transmission metrics is inverted.
D.2 Adaptive lastabhängige Detektionsschwelle D.2 Adaptive load-dependent detection threshold
Aus den kumulativen Verteilungsfunktionen der Sprungmuster-Metriken, wie z.B. in Fig. 62 und 63 (ohne Begrenzung der Übertragungs-Metriken) sowie Fig. 65 und 66 (mit Begrenzung der Übertragungs-Metriken) zeigt sich, dass eine feste Schwelle T 240 zu unbefriedigenden Detektionsergebnissen führt. Wie weiter oben bereits dargestellt, ist mit zunehmender Auslastung des Kommunikationssystems 102 (d.h. Anzahl an gleichzeitig aktiven Teilnehmern 106_1-106_n) eine höhere Schwelle 240 anzusetzen, um z.B. eine vorgegebene, maximale Verpasserwahrscheinlichkeit zu erzielen. From the cumulative distribution functions of the jump pattern metrics, such as in FIGS. 62 and 63 (without limitation of the transmission metrics) as well as FIGS. 65 and 66 (with limitation of the transmission metrics), it can be seen that a fixed threshold T 240 is unsatisfactory Detection results leads. As already shown above, as the utilization of the communication system 102 increases (i.e. the number of simultaneously active subscribers 106_1-106_n), a higher threshold 240 is to be set in order, for example, to achieve a predetermined, maximum probability of missing persons.
Bei Ausführungsbeispielen wird daher eine adaptive Schwelle T 240 in Abhängigkeit von der Auslastung des Kommunikationssystems gewählt. In exemplary embodiments, an adaptive threshold T 240 is therefore selected as a function of the utilization of the communication system.
Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass dem Datenempfänger 104 die Anzahl der Teilnehmer in einem Satz 112 von verwendbaren Ressourcenelementen (z.B. in einem Ressourcenrahmen) a priori unbekannt ist. In diesem Fall kann die adaptive Anpassung der Schwelle auf zwei Schritten beruhen. In the following, it is assumed that the data receiver 104 does not know a priori the number of participants in a set 112 of usable resource elements (e.g. in a resource frame). In this case, the adaptive adjustment of the threshold can be based on two steps.
Ein erster Schritt umfasst eine Schätzung der Auslastung L des zu verarbeitenden Satzes 112 von verwendbaren Ressourcenelementen (z.B. des Ressourcenrahmens). Ein zweiter Schritt umfasst die Wahl einer Detektionsschwelle T 240 in Abhängigkeit von der geschätzten Auslastung L des zu verarbeitenden Satzes 112 von verwendbaren Ressourcenelementen, d.h. 7=f(L), wobei f(..) eine geeignete Abbildungsfunktion ist. A first step comprises an estimation of the utilization L of the set 112 of usable resource elements to be processed (for example the resource framework). A second step comprises the selection of a detection threshold T 240 as a function of the estimated utilization L of the set 112 of usable resource elements to be processed, ie 7 = f (L), where f (..) is a suitable mapping function.
Ausführungsbeispiele dieser beiden Schritte werden im Folgenden beschrieben. Exemplary embodiments of these two steps are described below.
Schritt 1 : Schätzung der Auslastung L Step 1: Estimation of the utilization L
Für die Schätzung der Auslastung eines Satzes 112 von verwendbaren Ressourcenelementen (z.B. eines Ressourcenrahmens) kommen prinzipiell unterschiedliche Metriken in Betracht, wie z.B. In principle, different metrics come into consideration for estimating the utilization of a set 112 of usable resource elements (e.g. a resource framework), e.g.
- eine Anzahl an aktiven Teilnehmern N in einem Satzes 112 von verwendbaren Ressourcenelementen (z.B. einem Ressourcenrahmen); eine Anzahl der in einem Satze 112 von verwendbaren Ressourcenelementen (z.B. einem Ressourcenrahmen) insgesamt gesendeten Teil-Datenpakete (z.B. Bursts) (wobei jeweils mehrere Teil-Datenpakete in einem Ressourcenelement kollidieren können); und einer Anzahl an tatsächlich belegten Ressourcenelementen. a number of active participants N in a set 112 of usable resource elements (e.g. a resource frame); a number of the partial data packets (e.g. bursts) sent in total in a set 112 of usable resource elements (e.g. a resource frame) (several partial data packets in each case can collide in a resource element); and a number of actually used resource elements.
Für ein Ausführungsbeispiel wird als Metrik der Auslastung L die geschätzte relative Anzahl der tatsächlich belegten Ressourcenelemente eines Satzes von verwendbaren Ressourcenelementen (z.B. eines Ressourcenrahmens) gewählt, also L=Z/R , wobei Z die geschätzte Anzahl der tatsächlich belegten Ressourcenelemente ist und R die Anzahl der Ressourcenelemente des Satzes 112 von verwendbaren Ressourcenelementen (z.B. in dem betrachteten Ressourcenrahmen). Es ist zu beachten, dass durch Mehrfachbelegung von Ressourcenelementen durch verschiedene aktive Teilnehmer ein i.d.R. nichtlinearer Zusammenhang zwischen der Anzahl an Teilnehmern ( N) bzw. der dazu proportionalen Anzahl an gesendeten Teil-Datenpaketen (z.B. Bursts) (N-J) und L besteht. For one embodiment, the estimated relative number of actually occupied resource elements of a set of usable resource elements (e.g. a resource framework) is selected as the metric of the utilization L, i.e. L = Z / R, where Z is the estimated number of actually occupied resource elements and R is the number the resource elements of the set 112 of usable resource elements (eg in the resource frame under consideration). It should be noted that due to multiple allocation of resource elements by different active participants, there is usually a non-linear relationship between the number of participants (N) or the proportional number of transmitted partial data packets (e.g. bursts) (N-J) and L.
Um die Anzahl Z der tatsächlich belegten Ressourcenelemente zu schätzen, werden im Ausführungsbeispiel die Übertragungs-Metriken B(r) des Satzes 112 von verwendbaren Ressourcenelementen (z.B. des Ressourcenrahmens) ausgewertet. Wie zuvor dargelegt, steht die Übertragungs-Metrik in einem (monotonen) Zusammenhang mit der Wahrscheinlichkeit, dass ein Ressourcenelement belegt ist. Es wird daher eine geeignete, feste Übertragungs-Metrik-Schwelle Bthr festgelegt. Überschreitet die Übertragungs-Metrik eines Ressourcenelements diese Schwelle, so wird dieses Ressourcenelement als „belegt“ gezählt. In mathematischer Form ergibt sich für Z
Figure imgf000138_0001
und für die geschätzte Auslastung L eines Satzes 112 von verwendbaren Ressourcenelementen (z.B. eines Ressourcenrahmens) somit
In order to estimate the number Z of actually occupied resource elements, the transmission metrics B (r) of the set 112 of usable resource elements (for example the resource frame) are evaluated in the exemplary embodiment. As explained above, the transmission metric has a (monotonic) relationship with the probability that a resource element is occupied. A suitable, fixed transmission metric threshold B thr is therefore established. If the transmission metric of a resource element exceeds this threshold, this resource element is counted as "occupied". In mathematical form it results for Z
Figure imgf000138_0001
and thus for the estimated utilization L of a set 112 of usable resource elements (for example a resource framework)
L = Z/R (29) L = Z / R (29)
Die Wahl einer geeigneten Übertragungs-Metrik-Schwelle Bthr hängt von der gewählten Übertragungs-Metrik ab und ist nicht Teil der vorliegenden Erfindung. Die Wahl ist so vorzunehmen, dass möglichst wenige tatsächlich belegte Ressourcenelemente fälschlicherweise als unbelegt qualifiziert werden und umgekehrt möglichst wenige tatsächlich unbelegte Ressourcenelemente fälschlicherweise als belegt. The choice of a suitable transmission metric threshold B thr depends on the selected transmission metric and is not part of the present invention. The choice is to be made in such a way that as few as possible actually occupied resource elements are incorrectly qualified as unoccupied and, conversely, as few as possible actually unoccupied resource elements are incorrectly classified as occupied.
Fig. 67 zeigt in einem Diagramm ein Histogramm über die Übertragungs-Metriken für ein ausgewähltes Beispiel (N=1 aktiver Teilnehmer, R=60 Ressourcenelemente pro Satz 112 von verwendbaren Ressourcenelementen, J=18 Teil-Datenpakete, Es/No=14 dB). 67 shows a diagram of a histogram of the transmission metrics for a selected example (N = 1 active subscriber, R = 60 resource elements per set 112 of usable resource elements, J = 18 partial data packets, E s / No = 14 dB ).
In roter Farbe ist das Histogramm über alle (genutzten und ungenutzten) Ressourcenelemente dargestellt, während in blauer Farbe das Histogramm nur über die tatsächlich ungenutzten Ressourcenelemente dargestellt ist. Es zeigt sich, dass im dargestellten Beispiel eine Übertragungs-Metrik-Schwelle Bth» 10 zu einer guten Trennung zwischen genutzten und ungenutzten Ressourcenelementen führt. Für schlechtere Empfangssignalqualitäten (z.B. Es/No=4 dB) sind etwas niedrigere Werte von Bth» 9 geeignet. The histogram for all (used and unused) resource elements is shown in red, while the histogram is only shown for the actually unused resource elements in blue. It turns out that in the example shown, a transmission metric threshold B th »10 leads to a good separation between used and unused resource elements. Slightly lower values of B th »9 are suitable for poorer reception signal qualities (eg E s / No = 4 dB).
Bei Ausführungsbeispielen wird die Auslastung L (des Satzes von verwendbaren Ressourcenelementen) durch Auswertung, wie viele Übertragungs-Metriken in einem Satz von verwendbaren Ressourcenelementen (z.B. einem Ressourcenrahmen) größer als eine Übertragungs-Metrik-Schwelle Bthr sind, geschätzt. In exemplary embodiments, the utilization L (of the set of usable resource elements) is estimated by evaluating how many transmission metrics in a set of usable resource elements (eg a resource frame) are greater than a transmission metric threshold B thr .
Bei Ausführungsbeispielen kann, wenn die Auslastung des Satzes von verwendbaren Ressourcenelementen in einem Kommunikationssystem 102 (Anzahl an gleichzeitig aktiver Teilnehmer) von einem Satz von verwendbaren Ressourcenelementen eines Zeitabschnitts zu einem Satz von verwendbaren Ressourcenelementen eines folgenden/vorangehenden Zeitabschnitts (z.B. von Ressourcenrahmen zu Ressourcenrahmen) korreliert, somit also keine statistische Unabhängigkeit der Last von Zeitabschnitt (z.B. Frame) zu Zeitabschnitt (z.B. Frame) vorliegt, die Genauigkeit der Lastschätzung verbessert werden, indem für die Lastschätzung des gegenwärtig betrachteten Satzes von verwendbaren Ressourcenelementen (z.B. Ressourcenrahmens) mit Index f die Lastschätzungen vergangener Sätze von verwendbaren Ressourcenelementen (z.B. vergangener Ressourcenrahmen) f-1, f-2,... mit einbezogen werden. Dies kann entsprechend gängiger Verfahren, wie z.B. mit einem gleitenden Mittelwert, einem gewichteten gleitenden Mittelwert, einer exponentiellen Glättung oder sonstiger vergleichbarer Methoden erfolgen. In exemplary embodiments, if the utilization of the set of usable resource elements in a communication system 102 (number of simultaneously active participants) correlates from a set of usable resource elements of a time period to a set of usable resource elements of a following / preceding time period (e.g. from resource frame to resource frame) , so there is no statistical independence of the load from time segment (eg frame) to time segment (eg frame), the accuracy of the load estimation can be improved by for the Load estimation of the currently considered set of usable resource elements (eg resource frame) with index f the load estimates of past sets of usable resource elements (eg past resource framework) f-1, f-2, ... are included. This can be done in accordance with common methods, such as a moving average, a weighted moving average, exponential smoothing or other comparable methods.
Schritt 2: Wahl einer Detektionsschwelle T Step 2: Selection of a detection threshold T
Auf Basis des oben bestimmten Schätzwertes für die Auslastung L eines Satzes von verwendbaren Ressourcenelementen (z.B. eines Ressourcenrahmens) wird in einem zweiten Verfahrensschritt die Detektionsschwelle T ermittelt, welche für diesen Satz 112 von verwendbaren Ressourcenelementen anzuwenden ist. Gemäß Ausführungsbeispielen ist die Detektionsschwelle T somit eine Funktion der Auslastung L, d.h. 7=f(L). On the basis of the above-determined estimated value for the utilization L of a set of usable resource elements (e.g. a resource frame), the detection threshold T which is to be used for this set 112 of usable resource elements is determined in a second method step. According to exemplary embodiments, the detection threshold T is thus a function of the utilization L, i.e. 7 = f (L).
Die Funktion kann so gewählt werden, dass für unterschiedliche Arbeitspunkte des Kommunikationssystems 102 (sowohl für niedrige als auch für hohe Last sowie für unterschiedliche Empfangssignalqualität) eine gewünschte Kombination aus Vortäuschungsund Verpasserwahrscheinlichkeit erzielt wird. Idealerweise sind beide Werte gleich null, was sich jedoch in manchen Szenarien nicht erreichen lässt. The function can be selected in such a way that a desired combination of cheating and missing probability is achieved for different operating points of the communication system 102 (both for low and for high load and for different received signal quality). Ideally, both values are zero, but this cannot be achieved in some scenarios.
Wie sich anhand der kumulativen Verteilungsfunktionen oben gezeigt hat, kann die Detektionsschwelle T für niedrige Last und gute Signalqualität innerhalb eines vergleichsweise großen Bereichs liegen, in welchem sowohl Vortäuschungs- als auch Verpasserwahrscheinlichkeit gleichermaßen verschwinden. Für weniger günstige Arbeitspunkte, z.B. mittlere Last und/oder mittlere Signalqualität, wird dieser Bereich kleiner oder reduziert sich u. U. auf einen Wert. Für sehr ungünstige Arbeitspunkte (hohe Last und/oder sehr schlechte Signalqualität) existiert ggf. keine Detektionsschwelle mehr, für die sowohl Vortäuschungs- als auch Verpasserwahrscheinlichkeit verschwinden. Hier ist es systembedingt nur noch möglich, einen möglichst guten Kompromiss (engl „tradeoff“) zwischen diesen beiden Größen zu finden, welcher sich an den Systemanforderungen (z.B. Übertragungssicherheit, verfügbare Signalverarbeitungsressourcen, Energieverbrauch) ausrichtet. As has been shown above with the aid of the cumulative distribution functions, the detection threshold T for low load and good signal quality can lie within a comparatively large range in which both the likelihood of faking as well as the likelihood of missing the signal disappear equally. For less favorable operating points, e.g. average load and / or average signal quality, this range becomes smaller or may be reduced to a value. For very unfavorable operating points (high load and / or very poor signal quality), there may no longer be a detection threshold for which both the fake and the miss probability disappear. Due to the nature of the system, it is only possible to find the best possible compromise (tradeoff) between these two parameters, which is based on the system requirements (e.g. transmission security, available signal processing resources, energy consumption).
Aufgrund der Vielzahl an möglichen Arbeitspunkten und Systemparametern ist die Angabe einer universell optimalen Funktion 7=f(L) nicht möglich. Es lassen sich jedoch Merkmale definieren, welche eine solche Funktion aufweist. Hierzu zählen eine untere Grenze für die Detektionsschwelle, eine obere Grenze für die Detektionsschwelle, und/oder eine monoton steigende Funktion. Due to the large number of possible operating points and system parameters, it is not possible to specify a universally optimal function 7 = f (L). However, features can be defined which have such a function. This includes a lower limit for the Detection threshold, an upper limit for the detection threshold, and / or a monotonically increasing function.
Bei Ausführungsbeispielen kann eine untere Grenze für die Detektionsschwelle festgelegt werden, die auch bei sehr geringer geschätzter Last nicht unterschritten wird, d.h.
Figure imgf000140_0002
für alle möglichen Werte von L. Tmin kann z.B. so gewählt werden, dass für alle möglichen Szenarien eine Verpasserwahrscheinlichkeit von Null auftritt. Ein kleinerer Wert der Detektionsschwelle als Tmax brächte daher keinen weiteren Vorteil, würde jedoch ggf. die Vortäuschungswahrscheinlichkeit erhöhen.
In exemplary embodiments, a lower limit can be set for the detection threshold which is not undershot even with a very low estimated load, ie
Figure imgf000140_0002
for all possible values of L. T min it can be chosen, for example, that a miss probability of zero occurs for all possible scenarios. A lower value of the detection threshold than T max would therefore not bring any further advantage, but would possibly increase the probability of deception.
Bei Ausführungsbeispielen kann eine obere Grenze für die Detektionsschwelle festgelegt werden, die auch bei sehr hoher geschätzter Last nicht überschritten wird, d.h. f(L)< Tmax für alle möglichen Werte von L. Tmax kann z.B. so gewählt werden, dass für alle möglichen Szenarien eine Vortäuschungswahrscheinlichkeit von null auftritt. Ein größerer Wert der Detektionsschwelle als Tmax brächte daher keinen weiteren Vorteil, würde jedoch die Verpasserwahrscheinlichkeit erhöhen. In exemplary embodiments, an upper limit can be set for the detection threshold that is not exceeded even with a very high estimated load, ie f (L) <T max for all possible values of L. T max can be selected, for example, so that for all possible Scenarios a false probability of zero occurs. A higher value of the detection threshold than T max would therefore not bring any further advantage, but would increase the probability of a miss.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Funktion 7=f(Z_) monoton ansteigend sein, d.h. f(/_i)>f(L2) für alle Li >L2. Strenge Monotonie wird nicht vorausgesetzt, ist jedoch möglich. In exemplary embodiments, the function 7 = f (Z_) can be monotonically increasing, ie f (/ _ i)> f (L 2 ) for all Li> L 2 . Strict monotony is not required, but is possible.
Fig. 68 zeigt in einem Diagramm einen Verlauf einer durch eine abschnittsweise definierte Funktion beschriebenen Detektionsschwelle T, gemäß einem ersten
Figure imgf000140_0003
Ausführungsbeispiel. Dabei beschreibt die Ordinate die Detektionsschwelle T und die Abszisse die geschätzte Auslastung L.
68 shows in a diagram a profile of a detection threshold T described by a function defined in sections, according to a first
Figure imgf000140_0003
Embodiment. The ordinate describes the detection threshold T and the abscissa the estimated utilization L.
Die in Fig. 68 dargestellt Funktion bezieht sich dabei auf das zuvor eingeführte Beispiel hinsichtlich der Übertragungs-Metrik sowie der gewählten Systemkonfiguration mit R=60 Ressourcenelementen und J=18 Teil-Datenpaketen. The function shown in FIG. 68 relates to the example introduced above with regard to the transmission metric and the selected system configuration with R = 60 resource elements and J = 18 partial data packets.
Die in Fig. 68 gezeigte Funktion kann mathematisch wie folgt beschrieben werden:
Figure imgf000140_0001
Für die Parameter wurden beispielhaft folgende Werte eingesetzt: Die zugehörige Lastschätzung L beruht auf B
Figure imgf000141_0001
Figure imgf000141_0002
Figure imgf000141_0006
The function shown in Fig. 68 can be described mathematically as follows:
Figure imgf000140_0001
The following values were used as examples for the parameters: The associated load estimate L is based on B
Figure imgf000141_0001
Figure imgf000141_0002
Figure imgf000141_0006
Das vorherige Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine stetige, abschnittsweise definierte Funktion. Diese ist vergleichsweise aufwandsgünstig zu implementieren. Weitere Ausführungsbeispiele basieren auf Sigmoidfunktionen, deren Wertebereich beschränkt ist und die somit den Anforderungen genügen. Ein Ausführungsbeispiel basierend
Figure imgf000141_0003
auf einer Sigmoidfunktion ist in Fig. 69 schematisch dargestellt.
The previous exemplary embodiment relates to a continuous function that is defined in sections. This is comparatively inexpensive to implement. Further exemplary embodiments are based on sigmoid functions, the value range of which is limited and which therefore meet the requirements. Based on an embodiment
Figure imgf000141_0003
on a sigmoid function is shown schematically in FIG. 69.
Im Detail zeigt Fig. 69 in einem Diagramm einen Verlauf einer durch eine Sigmoidfunktion T=f(L) beschriebenen Detektionsschwelle T, gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Dabei beschreibt die Ordinate die Detektionsschwelle T und die Abszisse die geschätzte Auslastung L. In detail, FIG. 69 shows in a diagram a profile of a detection threshold T described by a sigmoid function T = f (L), according to a second exemplary embodiment. The ordinate describes the detection threshold T and the abscissa the estimated utilization L.
Die Klasse der Sigmoidfunktionen umfasst z.B. Funktionen wie arctan(x), tanh(x), erf(x),
Figure imgf000141_0004
etc. Durch geeignete Skalierung und Verschiebung sind Sigmoidfunktionen so adaptieren, dass deren Wertebereich zwischen liegt.
Figure imgf000141_0005
The class of sigmoid functions includes functions such as arctan (x), tanh (x), erf (x),
Figure imgf000141_0004
etc. By suitable scaling and shifting, sigmoid functions can be adapted in such a way that their value range lies between.
Figure imgf000141_0005
Bei Ausführungsbeispielen kann die Detektionsschwelle natürlich auch durch andere Funktionen definiert werden, wie z.B. durch nicht punktsymmetrische Funktionen. In embodiments, the detection threshold can of course also be defined by other functions, such as, for example, by functions that are not point-symmetrical.
Bei Ausführungsbeispielen kann eine adaptive Detektionsschwelle T für die Sprungmuster- Metrik in Abhängigkeit von der Auslastung L eines Satzes von verwendbaren Ressourcenelementen (z.B. eines Ressourcenrahmens) gewählt werden. In exemplary embodiments, an adaptive detection threshold T for the jump pattern metric can be selected as a function of the utilization L of a set of usable resource elements (e.g. a resource frame).
Bei Ausführungsbeispielen kann eine Sigmoid-änhlichen Funktion gewählt werden, welche die geschätzte Auslastung L auf eine Detektionsschwelle T abbildet. In exemplary embodiments, a sigmoid-like function can be selected which maps the estimated utilization L to a detection threshold T.
Bei Ausführungsbeispielen kann eine untere und/oder eine obere Begrenzung des Wertebereichs dieser Funktion entweder durch eine inhärent begrenzte Funktion (wie z.B. eine Funktion aus der Klasse der Sigmoid-Funktionen) oder durch eine explizite Begrenzung (z.B. durch eine abschnittsweise definierte Funktion wie in Fig. 68) erfolgen. In exemplary embodiments, a lower and / or an upper limit of the value range of this function can be set either by an inherently limited function (e.g. a function from the class of sigmoid functions) or by an explicit limitation (e.g. by a function defined in sections as in Fig. 68).
D.3 Listenbasierte Detektion D.3 List-based detection
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele basieren auf dem Vergleich der Sprungmuster-Metriken mit einer (festen oder adaptiven) Detektionsschwelle T. Die Anzahl der detektierten Sprungmuster ist dabei dynamisch und kann von einem Satz von verwendbaren Ressourcenelementen eines Zeitabschnitts zu einem Satz von verwendbaren Ressourcenelementen eines folgenden/vorangehenden Zeitabschnitts (z.B. von Ressourcenrahmen zu Ressourcenrahmen) variieren. The exemplary embodiments described above are based on the comparison of the jump pattern metrics with a (fixed or adaptive) detection threshold T. The number the detected jump pattern is dynamic and can vary from a set of usable resource elements of a time segment to a set of usable resource elements of a following / preceding time segment (eg from resource frame to resource frame).
Die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele basieren darauf, die K Sprungmuster mit den besten Sprungmuster-Metriken als gesendet anzunehmen. Es wird also keine Detektionsschwelle T vorgegeben, sondern eine Anzahl von K Sprungmustern, die als „detektiert“ betrachtet werden und dem Decoder als Hypothesen zur weiteren Verarbeitung zugeleitet werden. Dabei können die Sprungmuster-Metriken beispielsweise nach ihrer Größe sortiert und die Sprungmuster mit den K größten Sprungmuster-Metriken als detektiert ausgewählt werden. The exemplary embodiments described below are based on accepting the K hopping patterns with the best hopping pattern metrics as being sent. So no detection threshold T is specified, but a number of K jump patterns that are regarded as “detected” and are sent to the decoder as hypotheses for further processing. The jump pattern metrics can, for example, be sorted according to their size and the jump patterns with the K largest jump pattern metrics can be selected as detected.
Der Vorteil dieses Ansatzes besteht darin, die für Detektion und Decodierung erforderliche Rechenlast im Empfänger über die Vorgabe von K steuern zu können. Kommt z.B. in verschiedenen Empfängern unterschiedlich leistungsfähige Hardware zum Einsatz, so kann dieselbe Software verwendet werden und lediglich der Parameter K den verfügbaren Rechenressourcen angepasst werden. The advantage of this approach is that the computing load required for detection and decoding in the receiver can be controlled by specifying K. If, for example, differently powerful hardware is used in different receivers, the same software can be used and only the parameter K can be adapted to the available computing resources.
Je größer der Wert von K gewählt wird, desto geringer ist die Verpasserwahrscheinlichkeit. Dies ist in Fig. 70 an einem Beispiel dargestellt. The larger the value of K is chosen, the lower the probability of a miss. This is shown in FIG. 70 using an example.
Im Detail zeigt Fig. 70 in einem Diagramm eine Verpasserwahrscheinlichkeit in Abhängigkeit von K am Beispiel von drei aktiven Teilnehmern für eine Variation des Parameters K zwischen K= 3 und K=6. Dabei beschreibt die Ordinate die Verpasserwahrscheinlichkeit in Prozent und die Abszisse Es/N0 in dB. In detail, FIG. 70 shows in a diagram a miss probability as a function of K using the example of three active participants for a variation of the parameter K between K = 3 and K = 6. The ordinate describes the miss probability in percent and the abscissa E s / N 0 in dB.
Wie zu erwarten, sinkt die Verpasserwahrscheinlichkeit mit zunehmendem K signifikant. Es ist jedoch zu beachten, dass z.B. für K =5 und N =3 in jedem Satz 112 von verwendbaren Ressourcenelementen (z.B. in jedem Ressourcenrahmen) jeweils K-N =2 Muster detektiert werden, die nicht gesendet wurden. As expected, the miss probability decreases significantly with increasing K. It should be noted, however, that for K = 5 and N = 3, for example, in each set 112 of usable resource elements (e.g. in each resource frame), K-N = 2 patterns are detected which were not sent.
Im Folgenden werden weitere Ausführungsbeispiele beschrieben. Further exemplary embodiments are described below.
Festes K Bei Ausführungsbeispielen kann K ein fester Wert sein, unabhängig vom jeweiligen Empfangssignal oder daraus abgeleiteter Merkmale (wie z.B. Übertragungs-Metriken). Als Hypothese können K Sprungmuster als detektiert betrachtet und die entsprechende Information an den Decoder weitergeleitet werden. Dieser führt für jede der K Hypothesen eine Decodierung der entsprechenden Datenpakete durch. Anhand eines geeigneten Kriteriums (z.B. Prüfsumme, CRC) wird nach der Decodierung entschieden, ob es sich um ein gültiges Datenpaket handelte. Fixed K In exemplary embodiments, K can be a fixed value, independent of the respective received signal or features derived therefrom (such as transmission metrics, for example). As a hypothesis, K jump patterns can be regarded as detected and the corresponding information can be passed on to the decoder. This decodes the corresponding data packets for each of the K hypotheses. On the basis of a suitable criterion (eg checksum, CRC), a decision is made after the decoding whether it was a valid data packet.
Adaptives K Adaptive K
Bei Ausführungsbeispielen kann der Wert von K (z.B. mittels eines Schätzers) adaptiv in Abhängigkeit von Merkmalen des Empfangssignals ausgewählt werden. Der Wert von K kann also von einem Satz von verwendbaren Ressourcenelementen eines Zeitabschnitts zu einem Satz von verwendbaren Ressourcenelementen eines folgenden/vorangehenden Zeitabschnitts (z.B. von Ressourcenrahmen zu Ressourcenrahmen) variieren. Der Wert von K kann z.B. identisch mit der geschätzten Anzahl Nest von aktiven Teilnehmern gewählt werden, d.h. K=Nes es kann jedoch für eine Verringerung der Verpasserwahrscheinlichkeit auch bewusst ein größerer Wert für K gewählt werden, d.h. K>Nesi. Die Schätzung der Anzahl der aktiven Teilnehmer kann beispielsweise auf der oben beschriebenen Lastschätzung basieren. In exemplary embodiments, the value of K can be selected adaptively (for example by means of an estimator) as a function of features of the received signal. The value of K can therefore vary from a set of usable resource elements of a time segment to a set of usable resource elements of a following / preceding time segment (for example from resource frame to resource frame). The value of K may, for example, identical to the estimated number of active subscribers N est selected, ie K = N, it may, however, for a reduction in the Verpasserwahrscheinlichkeit also aware of a larger value for K can be chosen, K> N esi ie. The estimate of the number of active participants can for example be based on the load estimate described above.
K als Minimalanzahl der detektierten Muster (Kombination mit Sprunqmuster-Metrik- Schwelle) K as the minimum number of detected patterns (combination with jump pattern metric threshold)
Zunächst kann basierend auf einem der weiter oben beschriebenen Ausführungsbeispiele eine Detektionsschwelle T gewählt werden. Ist die Anzahl der detektierten Sprungmuster in einem Satz von verwendbaren Ressourcenelementen (z.B. einem Ressourcenrahmen), deren Sprungmuster-Metriken oberhalb der Detektionsschwelle T liegen, geringer als das gewählte K, so werden bei Ausführungsbeispielen dennoch insgesamt K Sprungmuster als gesendet detektiert (obwohl in diesem Fall eine oder mehrere Sprungmuster-Metriken unterhalb der Detektionsschwelle T liegen). Der Parameter K repräsentiert in diesem Fall eine Untergrenze für die Zahl der detektierten Sprungmuster. First of all, a detection threshold T can be selected based on one of the exemplary embodiments described above. If the number of detected jump patterns in a set of usable resource elements (e.g. a resource frame), whose jump pattern metrics are above the detection threshold T, is less than the selected K, then in exemplary embodiments a total of K jump patterns are detected as sent (although in this case one or more jump pattern metrics are below the detection threshold T). In this case, the parameter K represents a lower limit for the number of jump patterns detected.
Bei Ausführungsbeispielen können K Sprungmuster mit den besten Sprungmuster-Metriken als gesendet (detektiert) angenommen werden. Auf diese Weise fälschlich detektierte Sprungmuster werden im Decoder durch fehlerhafte Prüfsumme erkannt. Bei Ausführungsbeispielen kann ein festes K bei Vorgabe einer festen Rechenlast gewählt werden. In exemplary embodiments, K hop patterns with the best hop pattern metrics can be assumed to be sent (detected). Jump patterns incorrectly detected in this way are recognized in the decoder by incorrect checksums. In exemplary embodiments, a fixed K can be selected when a fixed computing load is specified.
Bei Ausführungsbeispielen kann das K adaptiv in Abhängigkeit von der geschätzten Anzahl der aktiven Teilnehmer angepasst werden. K kann insbesondere größer gewählt werden als die geschätzte Anzahl der Teilnehmer. In exemplary embodiments, the K can be adapted adaptively as a function of the estimated number of active participants. In particular, K can be chosen to be greater than the estimated number of participants.
Bei Ausführungsbeispielen kann ein minimales K gewählt werden, falls weniger als K Teilnehmer die Detektionsschwelle der Sprungmuster-Metrik überschreiten. In exemplary embodiments, a minimum K can be selected if fewer than K participants exceed the detection threshold of the jump pattern metric.
E. Weitere Ausführunqsbeispiele E. Further exemplary embodiments
Fig. 71 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 500 zum Empfangen von Daten in einem Kommunikationssystem, wobei das Kommunikationssystem in einem Frequenzband drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird, wobei in dem Kommunikationssystem zur Übertragung von Daten ein Satz von verwendbaren Ressourcen zur Verfügung steht, auf den basierend auf dem Datenempfänger bekannten Sprungmustern zugegriffen werden kann, wobei die Sprungmuster jeweils eine zeit- und/oder frequenzsprungbasierte Belegung von Ressourcen des Satzes von verwendbaren Ressourcen angeben. Das Verfahren 500 umfasst einen Schritt 502 des Ermittelns einer Übertragungs-Metrik für jede der Ressourcen des Satzes von verwendbaren Ressourcen. Ferner umfasst das Verfahren 500 einen Schritt 504 des Kombinierens der Übertragungs-Metriken derjenigen Ressourcen, auf die zur Übertragung von Daten basierend auf einem Sprungmuster der Sprungmuster zugegriffen werden kann, um eine Sprungmuster-Metrik zu erhalten. Ferner umfasst das Verfahren 500 einen Schritt 506 des Detektierens einer Übertragung von Daten, wenn die Sprungmuster-Metrik des jeweiligen Sprungmusters ein vorgegebenes Detektionskriterium erfüllt, wobei die Übertragungs-Metriken vor der Kombination wertemäßig auf einen oberen oder unteren Grenzwert begrenzt werden. 71 shows a flowchart of a method 500 for receiving data in a communication system, the communication system communicating wirelessly in a frequency band which is used by a plurality of communication systems for communication, a set of usable resources in the communication system for the transmission of data is available, can be accessed on the basis of the data receiver known jump patterns, the jump patterns each indicating a time and / or frequency jump-based allocation of resources of the set of usable resources. The method 500 includes a step 502 of determining a transmission metric for each of the resources of the set of usable resources. The method 500 further comprises a step 504 of combining the transmission metrics of those resources which can be accessed for the transmission of data based on a jump pattern of the jump patterns in order to obtain a jump pattern metric. The method 500 further comprises a step 506 of detecting a transmission of data if the jump pattern metric of the respective jump pattern meets a predetermined detection criterion, the transmission metrics being limited in value to an upper or lower limit value before the combination.
Ausführungsbeispiele schaffen eine leistungsfähigere Detektion von Datenpaketen oder Nachrichten (z.B. RACH-Message ), die in Form von Teil-Datenpaketen übertragen werden, in synchronisierten Funksystemen, in welchen eine Mehrzahl von Teilnehmern für die Übertragung der Teil-Datenpakete auf gemeinsam zur Verfügung stehende Ressourcen mit individuellen, i.d.R. verschiedenen Sprungmustern zugreifen. Die von den übertragenden Teilnehmern jeweils individuell gewählten Sprungmuster sind dabei dem Empfänger vorab nicht bekannt und können sich in den genutzten Ressourcen teilweise überlagern, d.h. Ressourcen können durch Teil-Datenpakete mehrerer Teilnehmer gleichzeitig belegt sein (Intra-System Interferenz). Embodiments create a more powerful detection of data packets or messages (eg RACH message) that are transmitted in the form of partial data packets in synchronized radio systems in which a plurality of participants for the transmission of the partial data packets to jointly available resources access individual, usually different jump patterns. The jump patterns selected individually by the transmitting participants are not known to the recipient in advance and can partially overlap in the resources used, ie Resources can be occupied at the same time by partial data packets from several participants (intra-system interference).
Die Leistungsfähigkeit der Detektion drückt sich darin aus, dass bei gegebener Verpasserwahrscheinlichkeit eine niedrigere Vortäuschungswahrscheinlichkeit als herkömmlicherweise erzielt wird oder bei gegebener Vortäuschungswahrscheinlichkeit eine niedrigere Verpasserwahrscheinlichkeit als herkömmlicherweise erzielt wird. Dies führt dazu, dass die Detektion im Empfänger zuverlässigere Information darüber liefert, welche Sprungmuster für die Übertragung von Teil-Datenpaketen jeweils in den betrachteten Zeit- /Frequenzressourcen (z.B. Ressourcenrahmen (engl ressource frame)) zur Anwendung kommen, sodass die nachfolgenden Verarbeitungsschritte im Empfänger (z.B. Demodulation, Dekodierung) effizient eingesetzt werden können. The efficiency of the detection is expressed in the fact that, given a given probability of a miss, a lower probability of being pretended to be achieved than conventionally, or, given a probability of being pretended to be, a lower probability of being missed than is conventionally achieved. This means that the detection in the receiver provides more reliable information about which jump patterns are used for the transmission of partial data packets in the time / frequency resources considered (e.g. resource frame), so that the subsequent processing steps in the receiver (e.g. demodulation, decoding) can be used efficiently.
Eine niedrigere Vortäuschungswahrscheinlichkeit (d.h. weniger nicht gesendete Datenpakete werden fälschlicherweise als gesendet erkannt) führt daher zur Einsparung von Signalverarbeitungsressourcen im Empfänger und damit zur Energieeinsparung gegenüber herkömmlichen Lösungen. Eine niedrigere Verpasserwahrscheinlichkeit (d.h. weniger gesendete Datenpakete werden fälschlicherweise nicht erkannt) führt zu einer Erhöhung der Übertragungssicherheit. Beide Effekte können auch gleichzeitig erzielt werden. A lower likelihood of false pretenses (i.e. fewer data packets that have not been sent are incorrectly recognized as being sent) therefore saves signal processing resources in the receiver and thus saves energy compared to conventional solutions. A lower probability of missed data (i.e. fewer data packets sent are incorrectly not recognized) leads to an increase in transmission security. Both effects can also be achieved at the same time.
Ausführungsbeispiele finden Anwendung in einem Kommunikationssystem (oder Funksystem) zur Funkübertragung von Daten von Endgeräten zu einer Basisstation oder von einer/mehrerer Basisstationen zu Endgeräten. Beispielsweise kann es sich bei dem Kommunikationssystem um ein persönliches Netzwerk (engl. Personal Area Network, PAN) oder ein Niedrigenergie-Weitverkehrsnetzwerk (engl. Low Power Wide Area Network, LPWAN) oder ein Mobilfunksystem nach dem 3GPP-Mobilfunkstandard handeln. Bei den Endgeräten kann es sich beispielsweise um batteriebetriebene Sensoren (z.B. Sensorknoten) oder batteriebetriebene Mobilfunkgeräte handeln. Exemplary embodiments are used in a communication system (or radio system) for the radio transmission of data from terminals to a base station or from one or more base stations to terminals. For example, the communication system can be a personal area network (PAN) or a low power wide area network (LPWAN) or a cellular radio system based on the 3GPP cellular standard. The end devices can be, for example, battery-operated sensors (e.g. sensor nodes) or battery-operated mobile radio devices.
Ausführungsbeispiele betreffen Anwendungsfälle, in welchen eine Nachricht (z.B. ein oder mehrere Datenpakete oder Synchronisationsinformation) in einem Kommunikationssystem (oder Funknetzwerk) in mehreren (Teil-)Datenpaketen übertragen wird. Insbesondere geeignet ist das Verfahren bei Übertragung nach dem sog. Telegrammaufteilungsverfahren (engl. Telegram Splitting, z.B. [1]). Bei Ausführungsbeispielen wird ein in der Zeit und der Frequenz synchronisiertes Funksystem vorausgesetzt. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf die Detektion von Daten (z.B. Datenpaketen) in Kommunikationssystemen (z.B Funkübertragungssystemen), wobeiEmbodiments relate to applications in which a message (for example one or more data packets or synchronization information) is transmitted in a communication system (or radio network) in a plurality of (partial) data packets. The method is particularly suitable for transmission according to the so-called telegram splitting process (Telegram Splitting, eg [1]). In exemplary embodiments, a radio system that is synchronized in terms of time and frequency is assumed. Embodiments of the present invention relate to the detection of data (for example data packets) in communication systems (for example radio transmission systems), wherein
ein in Zeit und Frequenz synchronisiertes Kommunikationssystem vorliegt, • there is a communication system that is synchronized in terms of time and frequency,
• ein Vorrat an diskreten, bekannten Übertragungsressourcen, z.B. in einem Ressourcenrahmen, vorliegt, • there is a supply of discrete, known transmission resources, e.g. in a resource frame,
• Daten (z.B. eine RACH-Nachricht oder ein (Nutzer-)Datenpaket) zur Aussendung in mehrere Teil-Datenpakete aufgeteilt werden und diese gemäß einem Sprungmuster den verfügbaren Ressourcen zugeordnet werden, • Data (e.g. a RACH message or a (user) data packet) for transmission are divided into several partial data packets and these are assigned to the available resources according to a jump pattern,
• ein Vorrat von Sprungmustern vorliegt, aus welchem ein Teilnehmer selbst eines auswählt, • there is a stock of jump patterns, from which a participant himself selects one,
• es dem Empfänger unbekannt ist, welche Teilnehmer in einem Satz von verwendbaren Ressourcen aktiv sind und welche Sprungmuster diese bei der Übertragung verwenden. • The recipient does not know which subscribers are active in a set of usable resources and which jump patterns they use for transmission.
Wie bereits erwähnt können die hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele eingesetzt werden, um Daten basierend auf dem Telegram-Splitting-Verfahren zwischen den Teilnehmern des Kommunikationssystems zu übertragen. Beim Telegram-Splitting-Verfahren werden Daten, wie z.B. ein Telegramm oder Datenpaket, in eine Mehrzahl von Sub- Datenpakete (oder Teildatenpakte, oder Teilpakete) aufgeteilt und die Sub-Datenpakete unter Verwendung eines Zeit- und/oder Frequenzsprungmusters in der Zeit und/oder in der Frequenz verteilt von einem Teilnehmer zu einem anderen Teilnehmer (z.B. von der Basisstation zum Endpunkt, oder vom Endpunkt zur Basisstation) des Kommunikationssystems übertragen, wobei der Teilnehmer, der die Sub-Datenpakete empfängt, diese wieder zusammenfügt (oder kombiniert), um das Datenpaket zu erhalten. Jedes der Sub-Datenpakete enthält dabei nur einen Teil des Datenpakets. Das Datenpaket kann ferner kanalcodiert sein, so dass zum fehlerfreien Decodieren des Datenpakets nicht alle Sub-Datenpakete, sondern nur ein Teil der Sub-Datenpakete erforderlich ist. As already mentioned, the exemplary embodiments described here can be used to transmit data based on the telegram splitting method between the participants in the communication system. In the telegram splitting process, data, such as a telegram or data packet, are split into a plurality of sub-data packets (or partial data packets, or partial packets) and the sub-data packets are divided into time and / or frequency hopping patterns using a time and / or frequency hopping pattern. or distributed in frequency from one subscriber to another subscriber (e.g. from the base station to the end point, or from the end point to the base station) of the communication system, the subscriber who receives the sub-data packets reassembling (or combining) them in order to to receive the data package. Each of the sub-data packets contains only part of the data packet. The data packet can also be channel-coded, so that not all sub-data packets, but rather only some of the sub-data packets, are required for error-free decoding of the data packet.
Bei der Übertragung von Daten basierend auf dem Telegram-Splitting-Verfahren, können die Sub-Datenpakete in einer Teilmenge (z.B. einer Auswahl) der verfügbaren Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters verteilt übertragen werden. Im Detail können die Sub-Datenpaketen basierend auf dem relativen Kanalzugriffsmuster, d.h. in den Ressourcen des relativen Kanalzugriffsmusters, übertragen werden. Beispielsweise kann pro Ressource ein Sub-Datenpaket übertragen werden. Im Folgenden werden weitere Ausführungsbeispiele beschrieben die für sich allein genommen oder in Kombination mit den hierin beschriebenen Ausführungsbeispielen Anwendung finden können. When transmitting data based on the telegram splitting method, the sub-data packets can be transmitted in a distributed manner in a subset (eg a selection) of the available resources of the network-specific channel access pattern. In detail, the sub-data packets can be transmitted based on the relative channel access pattern, ie in the resources of the relative channel access pattern. For example, a sub-data packet can be transmitted per resource. In the following, further exemplary embodiments are described which can be used alone or in combination with the exemplary embodiments described herein.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen eine Basisstation eines Kommunikationssystems, wobei das Kommunikationssystem in einem Frequenzband [z.B. einem lizenzfreien und/oder genehmigungsfreien Frequenzband; z.B. ISM Band] drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird, wobei die Basisstation ausgebildet ist, um ein Signal [z.B. ein Baken-Signal] zu senden, wobei das Signal eine Information über ein Kanalzugriffsmuster aufweist, wobei das Kanalzugriffsmuster eine für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung [z.B. von Ressourcen] des Frequenzbands angibt [z.B. eine zeitliche Abfolge von für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbaren (z.B. über das Frequenzband verteilten) Frequenzressourcen], wobei die Information einen Zustand eines Zahlenfolgengenerators [z.B. eines periodischen Zahlenfolgengenerators oder eines deterministischen Zufallszahlengenerators] zur Erzeugung einer Zahlenfolge beschreibt oder wobei die Information eine Zahl [z.B. ein Zeitschlitzindex und/oder ein Bakenindex] einer Zahlenfolge [z.B. einer periodischen Zeitschlitzindexfolge und/oder periodischen Bakenindexfolge] beschreibt, wobei die Zahlenfolge das Kanalzugriffsmuster bestimmt. Further embodiments provide a base station of a communication system, the communication system operating in a frequency band [e.g. a license-free and / or license-free frequency band; e.g. ISM Band], which is used by a plurality of communication systems for communication, the base station being adapted to transmit a signal [e.g. a beacon signal], the signal comprising information about a channel access pattern, the channel access pattern being a frequency- and / or time-hop-based occupancy that can be used for the communication of the communication system [e.g. of resources] of the frequency band [e.g. a time sequence of frequency resources that can be used for the communication of the communication system (e.g. distributed over the frequency band)], the information indicating a status of a number sequence generator [e.g. a periodic number sequence generator or a deterministic random number generator] for generating a number sequence or where the information is a number [e.g. a time slot index and / or a beacon index] a sequence of numbers [e.g. a periodic time slot index sequence and / or periodic beacon index sequence], the sequence of numbers determining the channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen kann sich das Kanalzugriffsmuster von einem anderen Kanalzugriffsmuster unterscheiden, basierend auf dem zumindest ein anderes Kommunikationssystem der Mehrzahl von anderen Kommunikationssystemen auf das Frequenzband zugreift. In exemplary embodiments, the channel access pattern can differ from another channel access pattern based on which at least one other communication system of the plurality of other communication systems accesses the frequency band.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um unkoordiniert zu den anderen Kommunikationssystemen zu arbeiten. In exemplary embodiments, the base station can be designed to work in an uncoordinated manner with the other communication systems.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um mit einem Teilnehmer des Kommunikationssystems unter Verwendung der durch das Kanalzugriffsmuster bestimmten Ressourcen oder einer Teilmenge davon zu kommunizieren. In exemplary embodiments, the base station can be designed to communicate with a subscriber in the communication system using the resources determined by the channel access pattern or a subset thereof.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um das Signal mit der Information über das Kanalzugriffsmuster mehrfach [z.B. periodisch] auszusenden, wobei die mit aufeinander folgenden Aussendungen des Signals übertragenen Informationen über das Kanalzugriffsmuster unterschiedliche [z.B. aufeinander folgende oder unmittelbar aufeinander folgende] Zustände des Zahlenfolgengenerators oder unterschiedliche Zahlen der Zahlenfolge beschreiben. In embodiments, the base station can be designed to transmit the signal with the information about the channel access pattern several times [e.g. periodically], the information about the channel access pattern transmitted with successive transmissions of the signal differing [e.g. consecutive or immediately Describing successive] states of the number sequence generator or different numbers of the number sequence.
Bei Ausführungsbeispielen kann die mit den Aussendungen des Signals übertragenen Informationen nur eine Teilemenge der Zustände des Zahlenfolgengenerators oder der Zahlen der Zahlenfolge beschreiben [z.B. werden nur jeder n-te Zustand oder jede n-te Index Zahl übertragen, wobei n eine natürliche Zahl größer gleich zwei ist]. In exemplary embodiments, the information transmitted with the transmission of the signal can only describe a subset of the states of the number sequence generator or the numbers of the number sequence [e.g. only every nth state or every nth index number are transmitted, where n is a natural number greater than or equal to two].
Bei Ausführungsbeispielen kann die Information über das Kanalzugriffsmuster der Zustand des Zahlenfolgengenerators oder eine davon abgeleitete Information [z.B. ein Teil des Zustands des Zahlenfolgengenerators (z.B. LSBs des Zustands des Zahlenfolgengenerators)] sein. In embodiments, the information about the channel access pattern may include the state of the number sequence generator or information derived therefrom [e.g. be part of the state of the number sequence generator (e.g. LSBs of the state of the number sequence generator)].
Bei Ausführungsbeispielen kann die Information über das Kanalzugriffsmuster die Zahl der Zahlenfolge oder eine davon abgeleitete Information [z.B. ein Teil der Zahl der Zahlenfolge (z.B. LSBs der Zahl der Zahlenfolge)] sein. In embodiments, the information about the channel access pattern may be the number of the sequence of numbers or information derived therefrom [e.g. part of the number of the number sequence (e.g. LSBs of the number of the number sequence)].
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um dasIn embodiments, the base station can be designed to
Kanalzugriffsmuster in Abhängigkeit von dem Zustand des Zahlenfolgengenerators oder einer von dem Zustand des Zahlenfolgengenerators abgeleiteten Zahl der Zahlenfolge zu ermitteln. To determine channel access patterns as a function of the state of the number sequence generator or a number of the number sequence derived from the state of the number sequence generator.
Bei Ausführungsbeispielen können basierend auf dem Zustand des Zahlenfolgengenerators auf den Zustand des Zahlenfolgengenerators [z.B. unmittelbar] folgende Zustände des Zahlenfolgengenerators ermittelbar sein, wobei die Basisstation ausgebildet sein kann, um in Abhängigkeit von den folgenden Zuständen des Zahlenfolgengenerators oder davon abgeleiteten folgenden Zahlen der Zahlenfolge das Kanalzugriffsmuster zu ermitteln. In embodiments, based on the state of the number sequence generator, the state of the number sequence generator [e.g. directly] the following states of the number sequence generator can be determined, wherein the base station can be designed to determine the channel access pattern as a function of the following states of the number sequence generator or the following numbers of the number sequence derived therefrom.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um das Kanalzugriffsmuster in Abhängigkeit von einer individuellen Information desIn embodiments, the base station can be designed to use the channel access pattern as a function of individual information from the
Kommunikationssystems [z.B. einer immanenten Information des Kommunikationssystems, wie z.B. einem netzwerkspezifischen Identifikator] zu ermitteln. Communication system [e.g. an immanent information of the communication system, such as a network-specific identifier].
Bei Ausführungsbeispielen kann die individuelle Information des Kommunikationssystems eine immanente Information des Kommunikationssystems sein. Bei Ausführungsbeispielen kann die immanente Information des Kommunikationssystems ein netzwerkspezifischer Identifikator sein. In exemplary embodiments, the individual information in the communication system can be inherent information in the communication system. In embodiments, the intrinsic information of the communication system can be a network-specific identifier.
Bei Ausführungsbeispielen kann der netzwerkspezifische Identifikator eine Identifikation des Kommunikationssystems sein. In exemplary embodiments, the network-specific identifier can be an identification of the communication system.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet ist, um den Zustand des Zahlenfolgengenerators, oder eine von dem Zustand des Zahlenfolgengenerators abgeleitete Zahl der Zahlenfolge, oder die Zahl der Zahlenfolge, und die individuelle Information des Kommunikationssystems unter Verwendung einer Abbildungsfunktion auf eine Zeitinformation und eine Frequenzinformation abzubilden, wobei die Zeitinformation und die Frequenzinformation eine Ressource des Kanalzugriffsmusters beschreiben. In embodiments, the base station is designed to map the state of the number sequence generator, or a number of the number sequence derived from the state of the number sequence generator, or the number of the number sequence, and the individual information of the communication system using a mapping function on time information and frequency information, wherein the time information and the frequency information describe a resource of the channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Zeitinformation einen Zeitschlitz oder einen Zeitschlitzindex beschreiben. In exemplary embodiments, the time information can describe a time slot or a time slot index.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Abbildungsfunktion bei der Abbildung auf die Zeitinformation eine Aktivitätsrate des Kommunikationssystems berücksichtigen, wobei die Aktivitätsrate vor Ausführung festgelegt wird oder wobei das Signal oder ein weiteres von der Basistation gesendetes Signal eine Information über die Aktivitätsrate aufweist. In exemplary embodiments, the mapping function can take into account an activity rate of the communication system when mapping onto the time information, the activity rate being established before execution or the signal or another signal sent by the base station having information about the activity rate.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Abbildungsfunktion bei der Abbildung auf dieIn exemplary embodiments, the mapping function can be used when mapping onto the
Zeitinformation unterschiedliche Aktivitätsraten des Kommunikationssystems berücksichtigen, so dass das Kanalzugriffsmuster Bereiche unterschiedlicher Aktivitätsraten aufweist, wobei das Signal oder das weitere Signal eine Information über die Aktivitätsraten aufweist. Time information take into account different activity rates of the communication system, so that the channel access pattern has areas of different activity rates, the signal or the further signal having information about the activity rates.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um die Aktivitätsrate dynamisch in Abhängigkeit von einer aktuellen oder prädizierten Lastsituation des Kommunikationssystems anzupassen. In exemplary embodiments, the base station can be designed to dynamically adapt the activity rate as a function of a current or predicted load situation of the communication system.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Abbildungsfunktion bei der Abbildung auf dieIn exemplary embodiments, the mapping function can be used when mapping onto the
Zeitinformation einen vorgegebenen Mindestabstand [z.B. von einem oder mehreren Zeitschlitzen oder Zeitschlitzindexen] zwischen [z.B. unmittelbar] aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen oder Zeitschlitzindexen des Kanalzugriffsmusters einhalten. Time information a predetermined minimum distance [eg from one or more Adhere to time slots or time slot indexes] between [eg immediately] successive time slots or time slot indexes of the channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Frequenzinformation einen Frequenzkanal oder einen Frequenzkanalindex beschreiben. In exemplary embodiments, the frequency information can describe a frequency channel or a frequency channel index.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Frequenzinformation einen Abstand zwischen [z.B. unmittelbar] aufeinanderfolgenden Frequenzkanälen oder Frequenzkanalindexen des Kanalzugriffsmusters beschreiben. In embodiments, the frequency information may be a distance between [e.g. directly] successive frequency channels or frequency channel indexes of the channel access pattern describe.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Abbildungsfunktion bei der Abbildung auf dieIn exemplary embodiments, the mapping function can be used when mapping onto the
Frequenzinformation einen vorgegebenen Mindestabstand zwischen [z.B. unmittelbar] aufeinanderfolgenden Frequenzkanälen oder Frequenzkanalindexen des Kanalzugriffsmusters einhalten. Frequency information a predetermined minimum distance between [e.g. immediately] adhere to successive frequency channels or frequency channel indexes of the channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Abbildungsfunktion bei der Abbildung auf dieIn exemplary embodiments, the mapping function can be used when mapping onto the
Frequenzinformation einen störanfälligen Frequenzkanal oder einen Bereich von störanfälligen Frequenzkanälen des Frequenzbands berücksichtigen, sodass der störanfällige Frequenzkanal oder der Bereich von störanfälligen Frequenzkanälen nicht oder weniger von dem Kanalzugriffsmuster belegt wird. Frequency information take into account a frequency channel that is susceptible to interference or a range of frequency channels susceptible to interference in the frequency band, so that the frequency channel or the range of frequency channels susceptible to interference is not or less occupied by the channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Frequenzinformation eine Bündelung von Frequenzressourcen des Frequenzbands beschreiben, die zumindest zwei unmittelbar benachbarte oder voneinander beabstandete Frequenzkanäle oder Frequenzkanalindizes umfasst. In exemplary embodiments, the frequency information can describe a bundling of frequency resources of the frequency band, which comprises at least two immediately adjacent or spaced apart frequency channels or frequency channel indices.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um in Abhängigkeit von dem Zustand des Zahlenfolgengenerators oder einer von dem Zustand des Zahlenfolgengenerators abgeleiteten Zahl der Zahlenfolge, oder der Zahl der Zahlenfolge, und einer individuellen Information des Kommunikationssystems eine Pseudozufallszahl R zu ermitteln, wobei die Pseudozufallszahl R das Kanalzugriffsmuster bestimmt. In exemplary embodiments, the base station can be designed to determine a pseudo-random number R as a function of the state of the number sequence generator or a number of the number sequence derived from the state of the number sequence generator, or the number of the number sequence, and individual information from the communication system, the pseudo-random number R determines the channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um basierend auf der Pseudozufallszahl R eine Ressource [z.B. Frequenzkanal und/oder Zeitschlitz, oder Frequenzkanalindex und/oder Zeitschlitzindex] des Kanalzugriffsmusters zu ermitteln. Bei Ausführungsbeispielen kann das Signal ein Baken-Signal sein. In embodiments, the base station can be designed to determine a resource [eg frequency channel and / or time slot, or frequency channel index and / or time slot index] of the channel access pattern based on the pseudo-random number R. In embodiments, the signal can be a beacon signal.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Zahlenfolgengenerator ein periodischer Zahlenfolgengenerator zur Erzeugung einer periodischen Zahlenfolge sein. In embodiments, the number sequence generator can be a periodic number sequence generator for generating a periodic number sequence.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Zahlenfolgengenerator ein deterministischer Zufallszahlengenerator zur Erzeugung einer pseudozufälligen Zahlenfolge sein. In embodiments, the number sequence generator can be a deterministic random number generator for generating a pseudo-random number sequence.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Zustand des Zahlenfolgengenerators ein periodischer Bakenindex und/oder ein periodischer Zeitschlitzindex sein. In exemplary embodiments, the state of the number sequence generator can be a periodic beacon index and / or a periodic time slot index.
Bei Ausführungsbeispielen kann eine von dem Zustand des Zahlenfolgengenerators abgeleitete Zahl ein periodischer Bakenindex und/oder ein periodischer Zeitschlitzindex sein. In exemplary embodiments, a number derived from the state of the number sequence generator can be a periodic beacon index and / or a periodic time slot index.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Zahl der Zahlenfolge ein periodischer Bakenindex und/oder ein periodischer Zeitschlitzindex sein. In exemplary embodiments, the number of the sequence of numbers can be a periodic beacon index and / or a periodic time slot index.
Bei Ausführungsbeispielen kann eine durch das Kanalzugriffsmuster definierte Belegung des Frequenzbands eine Belegung des Frequenzbands durch ein anderes Kommunikationssystem zumindest teilweise überlappen. In exemplary embodiments, an occupancy of the frequency band defined by the channel access pattern can at least partially overlap an occupancy of the frequency band by another communication system.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen einen Endpunkt eines Kommunikationssystems, wobei das Kommunikationssystem in einem Frequenzband [z.B. einem lizenzfreien und/oder genehmigungsfreien Frequenzband; z.B. ISM Band] drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird, wobei der Endpunkt ausgebildet ist, um ein Signal [z.B. ein Baken-Signal] zu empfangen, wobei das Signal eine Information über ein Kanalzugriffsmuster aufweist, wobei das Kanalzugriffsmuster eine für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung [z.B. von Ressourcen] des Frequenzbands angibt [z.B. eine zeitliche Abfolge von für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbaren (z.B. über das Frequenzband verteilten) Frequenzressourcen], wobei der Endpunkt ausgebildet ist, um das Kanalzugriffsmuster basierend auf der Information über das Kanalzugriffsmuster zu ermitteln, wobei die Information einen Zustand eines Zahlenfolgengenerators [z.B. eines periodischen Zahlenfolgengenerators oder eines deterministischen Zufallszahlengenerators] zur Erzeugung einer Zahlenfolge beschreibt oder wobei die Information eine Zahl [z.B. ein Zeitschlitzindex und/oder ein Bakenindex] einer Zahlenfolge [z.B. einer periodischen Zeitschlitzindexfolge und/oder periodischen Bakenindexfolge] beschreibt, wobei die Zahlenfolge das Kanalzugriffsmuster bestimmt. Further exemplary embodiments create an end point of a communication system, wherein the communication system operates in a frequency band [eg a license-free and / or license-free frequency band; eg ISM Band], which is used by a plurality of communication systems for communication, the end point being designed to receive a signal [eg a beacon signal], the signal having information about a channel access pattern, the channel access pattern indicates a frequency and / or time-hop-based allocation [e.g. of resources] of the frequency band that can be used for the communication of the communication system [e.g. a time sequence of frequency resources that can be used for the communication of the communication system (e.g. distributed over the frequency band)], the end point being designed, to determine the channel access pattern based on the information about the channel access pattern, the information describing a state of a number sequence generator [eg a periodic number sequence generator or a deterministic random number generator] for generating a number sequence or wherein the information describes a number [e.g. a time slot index and / or a beacon index] one Describes a sequence of numbers [for example a periodic time slot index sequence and / or a periodic beacon index sequence], the sequence of numbers determining the channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen kann sich das Kanalzugriffsmuster von einem anderen Kanalzugriffsmuster, basierend auf dem zumindest ein anderes Kommunikationssystem der Mehrzahl von anderen Kommunikationssystemen auf das Frequenzband zugreift, unterscheiden. In exemplary embodiments, the channel access pattern can differ from another channel access pattern based on which at least one other communication system of the plurality of other communication systems accesses the frequency band.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Endpunkt ausgebildet sein, um unkoordiniert zu den anderen Kommunikationssystemen zu arbeiten. In exemplary embodiments, the end point can be designed to work in an uncoordinated manner with the other communication systems.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Endpunkt ausgebildet sein, um mit einem Teilnehmer des Kommunikationssystems unter Verwendung der durch das Kanalzugriffsmuster bestimmten Ressourcen oder einer Teilmenge davon zu kommunizieren. In exemplary embodiments, the end point can be designed to communicate with a subscriber in the communication system using the resources determined by the channel access pattern or a subset thereof.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Endpunkt ausgebildet sein, um das Signal mit der Information über das Kanalzugriffsmuster mehrfach [z.B. periodisch oder sporadisch] zu empfangen, wobei die mit aufeinander folgenden Aussendungen des Signals übertragenen Informationen über das Kanalzugriffsmuster unterschiedliche [z.B. aufeinander folgende oder unmittelbar aufeinander folgende] Zustände des Zahlenfolgengenerators oder unterschiedliche Zahlen der Zahlenfolge beschreiben, wobei der Endpunkt ausgebildet sein kann, um das Kanalzugriffsmuster basierend auf den Informationen über das Kanalzugriffsmuster [z.B. basierend auf den unterschiedlichen Zuständen des Zahlenfolgengenerators oder den unterschiedlichen Zahlen der Zahlenfolge] zu ermitteln. In embodiments, the endpoint can be configured to multiply the signal with the information about the channel access pattern [e.g. periodically or sporadically], the information transmitted with successive transmissions of the signal about the channel access pattern differing [e.g. successive or immediately successive] states of the number sequence generator or different numbers of the number sequence, wherein the end point can be designed to generate the channel access pattern based on the information about the channel access pattern [e.g. based on the different states of the number sequence generator or the different numbers of the number sequence].
Bei Ausführungsbeispielen können die mit den Aussendungen des Signals übertragenen Informationen nur eine Teilmenge der Zustände des Zahlenfolgengenerators oder der Zahlen der Zahlenfolge beschreiben [z.B. wird nur jeder n-te Zustand oder jede n-te Index Zahl übertragen, wobei n eine natürliche Zahl größer gleich zwei ist]. In exemplary embodiments, the information transmitted with the transmission of the signal can only describe a subset of the states of the number sequence generator or the numbers of the number sequence [e.g. only every nth state or every nth index number is transmitted, where n is a natural number greater than or equal to two].
Bei Ausführungsbeispielen kann die Information über das Kanalzugriffsmuster der Zustand des Zahlenfolgengenerators oder eine davon abgeleitete Information [z.B. ein Teil des Zustands des Zahlenfolgengenerators (z.B. LSBs des Zustands des Zahlenfolgengenerators)] sein. Bei Ausführungsbeispielen kann die Information über das Kanalzugriffsmuster die Zahl der Zahlenfolge oder eine davon abgeleitete Information [z.B. ein Teil der Zahl der Zahlenfolge (z.B. LSBs der Zahl der Zahlenfolge)] sein. In exemplary embodiments, the information about the channel access pattern can be the state of the number sequence generator or information derived therefrom [eg part of the state of the number sequence generator (eg LSBs of the state of the number sequence generator)]. In exemplary embodiments, the information about the channel access pattern can be the number of the number sequence or information derived therefrom [for example part of the number of the number sequence (for example LSBs of the number of the number sequence)].
Bei Ausführungsbeispielen kann der Endpunkt ausgebildet sein, um das Kanalzugriffsmuster in Abhängigkeit von dem Zustand des Zahlenfolgengenerators oder einer von dem Zustand des Zahlenfolgengenerators abgeleiteten Zahl der Zahlenfolge zu ermitteln. In embodiments, the end point can be designed to determine the channel access pattern as a function of the state of the number sequence generator or a number of the number sequence derived from the state of the number sequence generator.
Bei Ausführungsbeispielen können basierend auf dem Zustand des Zahlenfolgengenerators auf den Zustand des Zahlenfolgengenerators [z.B. unmittelbar] folgende Zustände des Zahlenfolgengenerators ermittelbar sein, wobei der Endpunkt ausgebildet sein kann, um in Abhängigkeit von den folgenden Zuständen des Zahlenfolgengenerators oder davon abgeleiteten folgenden Zahlen der Zahlenfolge das Kanalzugriffsmuster zu ermitteln. In embodiments, based on the state of the number sequence generator, the state of the number sequence generator [e.g. directly] the following states of the number sequence generator can be determined, wherein the end point can be designed to determine the channel access pattern as a function of the following states of the number sequence generator or the following numbers of the number sequence derived therefrom.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Endpunkt ausgebildet sein, um das Kanalzugriffsmuster in Abhängigkeit von einer individuellen Information des Kommunikationssystems [z.B. einer immanenten Information des Kommunikationssystems, wie z.B. einem netzwerkspezifischen Identifikator] zu ermitteln. In exemplary embodiments, the endpoint can be designed to determine the channel access pattern as a function of individual information from the communication system [e.g. an immanent information of the communication system, such as a network-specific identifier].
Bei Ausführungsbeispielen kann die individuelle Information des Kommunikationssystems eine immanente Information des Kommunikationssystems sein. In exemplary embodiments, the individual information in the communication system can be inherent information in the communication system.
Bei Ausführungsbeispielen kann die immanente Information des Kommunikationssystems ein netzwerkspezifischer Identifikator sein. In embodiments, the intrinsic information of the communication system can be a network-specific identifier.
Bei Ausführungsbeispielen kann der netzwerkspezifische Identifikator eine Identifikation des Kommunikationssystems sein. In exemplary embodiments, the network-specific identifier can be an identification of the communication system.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Endpunkt ausgebildet sein, um den Zustand des Zahlenfolgengenerators, oder eine von dem Zustand des Zahlenfolgengenerators abgeleitete Zahl der Zahlenfolge, oder die Zahl der Zahlenfolge, und die individuelle Information des Kommunikationssystems unter Verwendung einer Abbildungsfunktion auf eine Zeitinformation und eine Frequenzinformation abzubilden, wobei die Zeitinformation und die Frequenzinformation eine Ressource des Kanalzugriffsmusters beschreiben. Bei Ausführungsbeispielen kann die Zeitinformation einen Zeitschlitz oder einen Zeitschlitzindex beschreiben. In embodiments, the end point can be designed to map the state of the number sequence generator, or a number of the number sequence derived from the state of the number sequence generator, or the number of the number sequence, and the individual information of the communication system using a mapping function on time information and frequency information, wherein the time information and the frequency information describe a resource of the channel access pattern. In exemplary embodiments, the time information can describe a time slot or a time slot index.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Abbildungsfunktion bei der Abbildung auf dieIn exemplary embodiments, the mapping function can be used when mapping onto the
Zeitinformation eine Aktivitätsrate des Kommunikationssystems berücksichtigen, wobei die Aktivitätsrate vor Ausführung festgelegt wird oder wobei das Signal oder ein weiteres empfangenes Signal eine Information über die Aktivitätsrate aufweist. Time information take into account an activity rate of the communication system, wherein the activity rate is determined before execution or wherein the signal or another received signal has information about the activity rate.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Abbildungsfunktion bei der Abbildung auf dieIn exemplary embodiments, the mapping function can be used when mapping onto the
Zeitinformation unterschiedliche Aktivitätsraten des Kommunikationssystems berücksichtigen, so dass das Kanalzugriffsmuster Bereiche unterschiedlicher Aktivitätsraten aufweist, wobei das Signal oder das weitere Signal eine Information über die Aktivitätsraten aufweist. Time information take into account different activity rates of the communication system, so that the channel access pattern has areas of different activity rates, the signal or the further signal having information about the activity rates.
Bei Ausführungsbeispielen kann das Signal eine Information über die Aktivitätsraten des Kommunikationssystems aufweisen. In exemplary embodiments, the signal can contain information about the activity rates of the communication system.
Bei Ausführungsbeispiele kann der Endpunkt ausgebildet sein, um ein weiteres Signal zu empfangen, wobei das weitere Signal eine Information über die Aktivitätsraten des Kommunikationssystems aufweist. In exemplary embodiments, the end point can be designed to receive a further signal, the further signal having information about the activity rates of the communication system.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Abbildungsfunktion bei der Abbildung auf die Zeitinformation einen vorgegebenen Mindestabstand [z.B. von einem oder mehreren Zeitschlitzen oder Zeitschlitzindexen] zwischen [z.B. unmittelbar] aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen oder Zeitschlitzindexen des Kanalzugriffsmusters einhalten. In embodiments, the mapping function can have a predetermined minimum distance [e.g. of one or more time slots or time slot indexes] between [e.g. immediately] adhere to successive time slots or time slot indexes of the channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Frequenzinformation einen Frequenzkanal oder einen Frequenzkanalindex beschreiben. In exemplary embodiments, the frequency information can describe a frequency channel or a frequency channel index.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Frequenzinformation einen Abstand zwischen [z.B. unmittelbar] aufeinanderfolgenden Frequenzkanälen oder Frequenzkanalindexen des Kanalzugriffsmusters beschreiben. In embodiments, the frequency information may be a distance between [e.g. directly] successive frequency channels or frequency channel indexes of the channel access pattern describe.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Abbildungsfunktion bei der Abbildung auf die Frequenzinformation einen vorgegebenen Mindestabstand zwischen [z.B. unmittelbar] aufeinanderfolgenden Frequenzkanälen oder Frequenzkanalindexen des Kanalzugriffsmusters einhalten. In exemplary embodiments, the mapping function when mapping onto the frequency information can have a predetermined minimum distance between [eg directly] adhere to successive frequency channels or frequency channel indexes of the channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Abbildungsfunktion bei der Abbildung auf die Frequenzinformation einen störanfälligen Frequenzkanal oder einen Bereich von störanfälligen Frequenzkanälen des Frequenzbands berücksichtigen, sodass der störanfällige Frequenzkanal oder der Bereich von störanfälligen Frequenzkanälen nicht oder weniger von dem Kanalzugriffsmuster belegt wird. In exemplary embodiments, the mapping function can take into account a frequency channel or a range of frequency channels susceptible to interference in the frequency band when mapping onto the frequency information, so that the frequency channel or the range of frequency channels susceptible to interference is not or less occupied by the channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Frequenzinformation zumindest zwei unmittelbar benachbarte oder voneinander beabstandete Frequenzkanäle oder Frequenzkanalindizes beschreiben. In exemplary embodiments, the frequency information can describe at least two directly adjacent or spaced apart frequency channels or frequency channel indices.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Endpunkt ausgebildet seib, um in Abhängigkeit von dem Zustand des Zahlenfolgengenerators oder einer von dem Zustand des Zahlenfolgengenerators abgeleiteten Zahl der Zahlenfolge, oder der Zahl der Zahlenfolge, und einer individuellen Information des Kommunikationssystems eine Pseudozufallszahl R zu ermitteln, wobei die Pseudozufallszahl R das Kanalzugriffsmuster bestimmt. In exemplary embodiments, the end point can be designed to determine a pseudo-random number R as a function of the state of the number sequence generator or a number of the number sequence derived from the state of the number sequence generator, or the number of the number sequence, and individual information from the communication system, the pseudo-random number R determines the channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Endpunkt ausgebildet sein, um basierend auf der Pseudozufallszahl R eine Ressource [z.B. Frequenzkanal und/oder Zeitschlitz, oder Frequenzkanalindex und/oder Zeitschlitzindex] des Kanalzugriffsmusters zu ermitteln. In embodiments, the endpoint may be configured to identify a resource [e.g. Frequency channel and / or time slot, or frequency channel index and / or time slot index] of the channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen kann das Signal ein Baken-Signal sein. In embodiments, the signal can be a beacon signal.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Zahlenfolgengenerator ein periodischer Zahlenfolgengenerator zur Erzeugung einer periodischen Zahlenfolge sein. In embodiments, the number sequence generator can be a periodic number sequence generator for generating a periodic number sequence.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Zahlenfolgengenerator ein deterministischer Zufallszahlengenerator zur Erzeugung einer pseudozufälligen Zahlenfolge sein. In embodiments, the number sequence generator can be a deterministic random number generator for generating a pseudo-random number sequence.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Zustand des Zahlenfolgengenerators ein periodischer Bakenindex und/oder ein periodischer Zeitschlitzindex sein. Bei Ausführungsbeispielen kann eine von dem Zustand des Zahlenfolgengenerators abgeleitete Zahl ein periodischer Bakenindex und/oder ein periodischer Zeitschlitzindex sein. In exemplary embodiments, the state of the number sequence generator can be a periodic beacon index and / or a periodic time slot index. In exemplary embodiments, a number derived from the state of the number sequence generator can be a periodic beacon index and / or a periodic time slot index.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Zahl der Zahlenfolge ein periodischer Bakenindex und/oder ein periodischer Zeitschlitzindex sein. In exemplary embodiments, the number of the sequence of numbers can be a periodic beacon index and / or a periodic time slot index.
Bei Ausführungsbeispielen kann eine durch das Kanalzugriffsmuster definierte Belegung des Frequenzbands eine Belegung des Frequenzbands durch ein anderes Kommunikationssystem zumindest teilweise überlappen. In exemplary embodiments, an occupancy of the frequency band defined by the channel access pattern can at least partially overlap an occupancy of the frequency band by another communication system.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Kommunikationssystem mit einer der oben beschriebenen Basisstationen und zumindest einem der oben beschriebenen Endpunkte. Further exemplary embodiments create a communication system with one of the base stations described above and at least one of the end points described above.
Weiter Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Betreiben einer Basisstation eines Kommunikationssystems, wobei das Kommunikationssystem in einem Frequenzband drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Sendens eines Signals, wobei das Signal eine Information über ein Kanalzugriffsmuster aufweist, wobei das Kanalzugriffsmuster eine für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung des Frequenzbands angibt, wobei die Information einen Zustand eines Zahlenfolgengenerators zur Erzeugung einer Zahlenfolge beschreibt oder wobei die Information eine Zahl einer Zahlenfolge beschreibt, wobei die Zahlenfolge das Kanalzugriffsmuster bestimmt. Further exemplary embodiments create a method for operating a base station of a communication system, the communication system communicating wirelessly in a frequency band which is used by a plurality of communication systems for communication. The method comprises a step of sending a signal, the signal having information about a channel access pattern, the channel access pattern specifying a frequency and / or time-hopping-based occupancy of the frequency band that can be used for the communication of the communication system, the information indicating a state of a number sequence generator for generation describes a sequence of numbers or wherein the information describes a number of a sequence of numbers, the sequence of numbers determining the channel access pattern.
Weiter Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Betreiben eines Endpunkts eines Kommunikationssystems, wobei das Kommunikationssystem in einem Frequenzband drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Empfangene eines Signals, wobei das Signal eine Information über ein Kanalzugriffsmuster aufweist, wobei das Kanalzugriffsmuster eine für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung des Frequenzbands angibt. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Ermittelns des Kanalzugriffsmusters basierend auf der Information über das Kanalzugriffsmuster, wobei die Information einen Zustand eines Zahlenfolgengenerators zur Erzeugung einer Zahlenfolge beschreibt oder wobei die Information eine Zahl einer Zahlenfolge beschreibt, wobei die Zahlenfolge das Kanalzugriffsmuster bestimmt. Weitere Ausführungsbeispiele schaffen einen Controller für einen Teilnehmer eines Kommunikationssystems, wobei das Kommunikationssystem in einem Frequenzband drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird, wobei der Controller ausgebildet ist, um ein Kanalzugriffsmuster zu ermitteln, wobei das Kanalzugriffsmuster eine für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung des Frequenzbands angibt, wobei der Controller ausgebildet ist, um das Kanalzugriffsmuster in Abhängigkeit von einem Zustand eines Zahlenfolgengenerators zur Erzeugung einer Zahlenfolge oder einer Zahl einer Zahlenfolge zu ermitteln. Further exemplary embodiments create a method for operating an end point of a communication system, the communication system communicating wirelessly in a frequency band which is used by a plurality of communication systems for communication. The method comprises a step of receiving a signal, the signal having information about a channel access pattern, the channel access pattern specifying a frequency-based and / or time-hop-based occupancy of the frequency band that can be used for the communication of the communication system. The method further comprises a step of determining the channel access pattern based on the information about the channel access pattern, the information describing a state of a number sequence generator for generating a number sequence or wherein the information describes a number of a number sequence, the number sequence determining the channel access pattern. Further exemplary embodiments provide a controller for a subscriber in a communication system, the communication system communicating wirelessly in a frequency band which is used by a plurality of communication systems for communication, the controller being designed to determine a channel access pattern, the channel access pattern being one for communication of the communication system specifies frequency and / or time hop-based occupancy of the frequency band, the controller being designed to determine the channel access pattern as a function of a state of a number sequence generator for generating a number sequence or a number of a number sequence.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Controller ausgebildet sein, um das Kanalzugriffsmuster in Abhängigkeit von dem Zustand des Zahlenfolgengenerators oder einer von dem Zustand des Zahlenfolgengenerators abgeleiteten Zahl der Zahlenfolge zu ermitteln. In embodiments, the controller can be designed to determine the channel access pattern as a function of the state of the number sequence generator or a number of the number sequence derived from the state of the number sequence generator.
Bei Ausführungsbeispielen können basierend auf dem Zustand des Zahlenfolgengenerators auf den Zustand des Zahlenfolgengenerators [z.B. unmittelbar] folgende Zustände des Zahlenfolgengenerators ermittelbar sein, wobei Controller ausgebildet sein kann, um in Abhängigkeit von den folgenden Zuständen des Zahlenfolgengenerators oder davon abgeleiteten folgenden Zahlen der Zahlenfolge das Kanalzugriffsmuster zu ermitteln. In embodiments, based on the state of the number sequence generator, the state of the number sequence generator [e.g. directly] the following states of the number sequence generator can be determined, wherein the controller can be designed to determine the channel access pattern as a function of the following states of the number sequence generator or the following numbers of the number sequence derived therefrom.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Controller ausgebildet sein, um das Kanalzugriffsmuster in Abhängigkeit von einer individuellen Information des Kommunikationssystems [z.B. einer immanenten Information des Kommunikationssystems, wie z.B. einem netzwerkspezifischen Identifikator] zu ermitteln. In exemplary embodiments, the controller can be designed to determine the channel access pattern as a function of individual information from the communication system [e.g. an immanent information of the communication system, such as a network-specific identifier].
Bei Ausführungsbeispielen kann der Controller ausgebildet sein, um den Zustand des Zahlenfolgengenerators, oder eine von dem Zustand des Zahlenfolgengenerators abgeleitete Zahl der Zahlenfolge, oder die Zahl der Zahlenfolge, und die individuelle Information des Kommunikationssystems unter Verwendung einer Abbildungsfunktion auf eine Zeitinformation und eine Frequenzinformation abzubilden, wobei die Zeitinformation und die Frequenzinformation eine Ressource des Kanalzugriffsmusters beschreiben. In embodiments, the controller can be designed to map the state of the number sequence generator, or a number of the number sequence derived from the state of the number sequence generator, or the number of the number sequence, and the individual information of the communication system using a mapping function on time information and frequency information, wherein the time information and the frequency information describe a resource of the channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Controller ausgebildet sein um in Abhängigkeit von dem Zustand des Zahlenfolgengenerators oder einer von dem Zustand des Zahlenfolgengenerators abgeleiteten Zahl der Zahlenfolge, oder der Zahl der Zahlenfolge, und einer individuellen Information des Kommunikationssystems eine Pseudozufallszahl R zu ermitteln, wobei die Pseudozufallszahl R das Kanalzugriffsmuster bestimmt. In exemplary embodiments, the controller can be configured to be dependent on the state of the number sequence generator or a number of the number sequence derived from the state of the number sequence generator, or the number of the number sequence, and individual information from the communication system to determine a pseudo-random number R, the pseudo-random number R determining the channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Controller ausgebildet sein, um basierend auf der Pseudozufallszahl R eine Ressource [z.B. Frequenzkanal und/oder Zeitschlitz, oder Frequenzkanalindex und/oder Zeitschlitzindex] des Kanalzugriffsmusters zu ermitteln. In embodiments, the controller can be configured to determine a resource [e.g. Frequency channel and / or time slot, or frequency channel index and / or time slot index] of the channel access pattern.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Erzeugen eines Kanalzugriffsmusters. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Erzeugens des Kanalzugriffsmusters, wobei das Kanalzugriffsmuster eine für eine Kommunikation eines Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung des Frequenzbands angibt, wobei das Kommunikationssystem in einem Frequenzband drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird, wobei das Kanalzugriffsmuster in Abhängigkeit von einem Zustand eines Zahlenfolgengenerators zur Erzeugung einer Zahlenfolge oder einer Zahl einer Zahlenfolge erzeugt wird. Further exemplary embodiments provide a method for generating a channel access pattern. The method comprises a step of generating the channel access pattern, the channel access pattern specifying a frequency and / or time hop-based occupancy of the frequency band that can be used for communication in a communication system, the communication system communicating wirelessly in a frequency band that is used by a plurality of communication systems for communication , wherein the channel access pattern is generated as a function of a state of a number sequence generator for generating a number sequence or a number of a number sequence.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Kommunikationssystem, wobei das Kommunikationssystem ausgebildet ist, um in einem Frequenzband [z.B. einem lizenzfreien und/oder genehmigungsfreien Frequenzband; z.B. ISM Band], welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird, drahtlos zu kommunizieren, wobei das Kommunikationssystem ausgebildet ist, um basierend auf einem Kanalzugriffsmuster unterschiedliche Frequenzen oder Frequenzkanäle des Frequenzbands [z.B. in die das Frequenzband unterteilt ist] abschnittsweise [z.B. zeitschlitzweise] für die Kommunikation zu nutzen, unabhängig davon ob diese von einem anderen Kommunikationssystem verwendet werden, Wobei sich das Kanalzugriffsmuster von einem anderen Kanalzugriffsmuster, basierend auf dem zumindest ein anderes Kommunikationssystem der Mehrzahl von anderen Kommunikationssystemen auf das Frequenzband zugreift, unterscheidet. Further embodiments provide a communication system, the communication system being adapted to operate in a frequency band [e.g. a license-free and / or license-free frequency band; e.g. ISM band], which is used by a plurality of communication systems for communication, to communicate wirelessly, the communication system being adapted to use different frequencies or frequency channels of the frequency band [e.g. into which the frequency band is divided] in sections [e.g. time slot wise] for communication, regardless of whether they are used by another communication system, the channel access pattern being different from another channel access pattern based on which at least one other communication system of the plurality of other communication systems accesses the frequency band.
Bei Ausführungsbeispielen kann das Kanalzugriffsmuster eine für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung [z.B. von Ressourcen] des Frequenzbands angeben [z.B. eine zeitliche Abfolge von für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare (z.B. über das Frequenzband verteilte) Frequenzressourcen]. In exemplary embodiments, the channel access pattern can indicate a frequency and / or time hop-based occupancy [eg of resources] of the frequency band that can be used for the communication of the communication system [eg a time sequence of for the Communication of the communication system usable frequency resources (for example distributed over the frequency band)].
Bei Ausführungsbeispielen kann das Kommunikationssystem ausgebildet sein, um unkoordiniert zu den anderen Kommunikationssystemen in dem Frequenzband zu kommunizieren. In exemplary embodiments, the communication system can be designed to communicate in an uncoordinated manner with the other communication systems in the frequency band.
Bei Ausführungsbeispielen kann das Kommunikationssystem ausgebildet sein, um das Kanalzugriffsmuster zu ermitteln. In exemplary embodiments, the communication system can be designed to determine the channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen kann das Kanalzugriffsmuster von einer individuellen [z.B. immanenten] Information des Kommunikationssystems abhängig sein. In embodiments, the channel access pattern may vary from an individual [e.g. immanent] information of the communication system.
Bei Ausführungsbeispielen können sich das Kanalzugriffsmuster und das andere Kanalzugriffsmuster in weniger als 20 % der darin festgelegten Ressourcen überlappen. In exemplary embodiments, the channel access pattern and the other channel access pattern can overlap in less than 20% of the resources defined therein.
Bei Ausführungsbeispielen können Teilnehmer des Kommunikationssystems Daten untereinander basierend auf dem Kanalzugriffsmuster abschnittsweise in den unterschiedlichen Kanälen des Frequenzbands übertragen. In exemplary embodiments, subscribers of the communication system can transmit data to one another based on the channel access pattern in sections in the different channels of the frequency band.
Bei Ausführungsbeispielen kann eine Empfangsbandbreite von Teilnehmern des Kommunikationssystems schmaler sein als eine Bandbreite des Frequenzbands. In exemplary embodiments, a reception bandwidth of subscribers in the communication system can be narrower than a bandwidth of the frequency band.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Betreiben eines Kommunikationssystems, wobei das Kommunikationssystem in einem Frequenzband [z.B. einem lizenzfreien und/oder genehmigungsfreien Frequenzband; z.B. ISM Band] drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Übertragens von Daten zwischen Teilnehmern des Kommunikationssystems basierend auf einem Kanalzugriffsmuster abschnittsweise in unterschiedlichen Kanälen des Frequenzbands, unabhängig davon ob diese oder eine Untermenge davon von anderen Kommunikationssystemen verwendet werden, wobei sich das Kanalzugriffsmuster von einem anderen Kanalzugriffsmuster basierend auf dem zumindest ein anderes Kommunikationssystem der Mehrzahl von anderen Kommunikationssystemen auf das Frequenzband zugreift, unterscheidet. Weitere Ausführungsbeispiele schaffen eine Kommunikationsanordnung mit einem ersten Kommunikationssystem und einem zweiten Kommunikationssystem, wobei das erste Kommunikationssystem und das zweite Kommunikationssystem ausgebildet sind, um in dem gleichen Frequenzband [z.B. einem lizenzfreien und/oder genehmigungsfreien Frequenzband; z.B. ISM Band] [z.B. welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird] drahtlos zu kommunizieren, wobei das erste Kommunikationssystem ausgebildet ist, um unter Verwendung eines ersten Kanalzugriffsmusters unterschiedliche Kanäle des Frequenzbands [z.B. in die das Frequenzband unterteilt ist] abschnittsweise [z.B. zeitschlitzweise] für die Kommunikation zu nutzen, unabhängig davon ob diese oder eine Untermenge davon von einem anderen Kommunikationssystem verwendet werden, wobei das zweite Kommunikationssystem ausgebildet ist, um unter Verwendung eines zweiten Kanalzugriffsmusters unterschiedliche Kanäle des Frequenzbands [z.B. in die das Frequenzband unterteilt ist] abschnittsweise [z.B. zeitschlitzweise] für die Kommunikation zu nutzen, unabhängig davon ob diese oder eine Untermenge davon von einem anderen Kommunikationssystem verwendet werden, wobei das erste Kanalzugriffsmuster und das zweite Kanalzugriffsmuster unterschiedlich sind. Further exemplary embodiments provide a method for operating a communication system, the communication system being operated in a frequency band [for example a license-free and / or license-free frequency band; eg ISM Band] communicates wirelessly, which is used by a number of communication systems for communication. The method comprises a step of transmitting data between subscribers of the communication system based on a channel access pattern in sections in different channels of the frequency band, regardless of whether these or a subset thereof are used by other communication systems, the channel access pattern being different from another channel access pattern based on the at least another communication system of the plurality of other communication systems accesses the frequency band differs. Further exemplary embodiments provide a communication arrangement with a first communication system and a second communication system, the first communication system and the second communication system being designed to operate in the same frequency band [eg a license-free and / or license-free frequency band; eg ISM band] [eg which is used by a plurality of communication systems for communication] to communicate wirelessly, the first communication system being designed to use a first channel access pattern to divide different channels of the frequency band [eg into which the frequency band is divided] in sections [eg time slot wise] for communication, regardless of whether these or a subset thereof are used by another communication system, the second communication system being designed to use a second channel access pattern to sectionally divide different channels of the frequency band [eg into which the frequency band is divided] [eg time-slot-wise] for communication, regardless of whether these or a subset thereof are used by another communication system, the first channel access pattern and the second channel access pattern being different.
Bei Ausführungsbeispielen können das erste Kommunikationssystem und das zweite Kommunikationssystem untereinander nicht koordiniert sein. In exemplary embodiments, the first communication system and the second communication system cannot be coordinated with one another.
Bei Ausführungsbeispielen können Teilnehmer des ersten Kommunikationssystems Daten untereinander basierend auf dem ersten Kanalzugriffsmuster abschnittsweise in den unterschiedlichen Kanälen des Frequenzbands übertragen. In embodiments, subscribers of the first communication system can transmit data to one another based on the first channel access pattern in sections in the different channels of the frequency band.
Bei Ausführungsbeispielen können Teilnehmer des zweiten Kommunikationssystems Daten untereinander basierend auf dem zweiten Kanalzugriffsmuster abschnittsweise in den unterschiedlichen Kanälen des Frequenzbands übertragen. In exemplary embodiments, subscribers of the second communication system can transmit data to one another based on the second channel access pattern in sections in the different channels of the frequency band.
Bei Ausführungsbeispielen können das erste Kommunikationssystem und das zweite Kommunikationssystem untereinander nicht kommunizieren. In exemplary embodiments, the first communication system and the second communication system cannot communicate with one another.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Betreiben von zwei Kommunikationssystemen in einem Frequenzband, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur drahtlosen Kommunikation genutzt wird. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Übertragens von Daten zwischen Teilnehmern des ersten Kommunikationssystems basierend auf einem ersten Kanalzugriffsmuster abschnittsweise in unterschiedlichen Kanälen des Frequenzbands, unabhängig davon ob diese oder eine Untermenge davon von anderen Kommunikationssystemen verwendet werden. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Übertragens von Daten zwischen Teilnehmern des zweiten Kommunikationssystems basierend auf einem zweiten Kanalzugriffsmuster abschnittsweise in unterschiedlichen Kanälen des Frequenzbands, unabhängig davon ob diese oder eine Untermenge davon von anderen Kommunikationssystemen verwendet werden, wobei das erste Kanalzugriffsmuster und das zweite Kanalzugriffsmuster unterschiedlich sind. Further exemplary embodiments create a method for operating two communication systems in a frequency band which is used by a plurality of communication systems for wireless communication. The method comprises a step of transmitting data between subscribers of the first communication system based on a first channel access pattern in sections in different channels of the frequency band, regardless of whether this or one Subset of these can be used by other communication systems. The method further comprises a step of transmitting data between subscribers of the second communication system based on a second channel access pattern in sections in different channels of the frequency band, regardless of whether these or a subset thereof are used by other communication systems, the first channel access pattern and the second channel access pattern being different are.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen einen Endpunkt eines Kommunikationssystems, wobei das Kommunikationssystem in einem Frequenzband [z.B. einem lizenzfreien und/oder genehmigungsfreien Frequenzband; z.B. ISM Band] drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird, wobei der Endpunkt ausgebildet ist, um ein Signal [z.B. ein Baken-Signal] zu empfangen, wobei das Signal eine Information über ein netzwerkspezifisches Kanalzugriffsmuster aufweist, wobei das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster eine für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcen des Frequenzbands angibt [z.B. eine zeitliche Abfolge von für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare (z.B. über das Frequenzband verteilte) Frequenzressourcen], wobei der Endpunkt ausgebildet ist, um Daten unter Verwendung von einem relativen Kanalzugriffsmuster zu übertragen [z.B. zu senden oder zu empfangen], wobei das relative Kanalzugriffsmuster eine für die Übertragung zu verwendende Belegung von Ressourcen aus der verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters angibt [z.B. gibt das relative Kanalzugriffsmuster an, welche der durch das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster für die Kommunikation des Kommunikationssystems freigegebenen oder verwendbaren Ressourcen tatsächlich für die Übertragung von Daten durch den Endpunkt zu verwenden sind]. Further embodiments provide an endpoint of a communication system, wherein the communication system operates in a frequency band [e.g. a license-free and / or license-free frequency band; e.g. ISM Band], which is used by a plurality of communication systems to communicate, the endpoint being adapted to receive a signal [e.g. a beacon signal], the signal having information about a network-specific channel access pattern, the network-specific channel access pattern specifying a frequency- and / or time-hop-based allocation of resources of the frequency band which can be used for the communication of the communication system [e.g. a time sequence of frequency resources usable for the communication of the communication system (e.g. distributed over the frequency band)], the endpoint being designed to transmit data using a relative channel access pattern [e.g. to send or receive], the relative channel access pattern indicating an allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency- and / or time-hop-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern [e.g. specifies the relative channel access pattern which of the resources released or usable by the network-specific channel access pattern for the communication of the communication system are actually to be used for the transmission of data by the end point].
Bei Ausführungsbeispielen kann die für die Übertragung zu verwendende Belegung von Ressourcen des relativen Kanalzugriffsmusters eine Teilmenge der verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters sein [z.B. wobei das relative Kanalzugriffsmuster nur eine Teilmenge der Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters aufweist]. In exemplary embodiments, the allocation of resources of the relative channel access pattern to be used for the transmission can be a subset of the usable frequency- and / or time-hopping-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern [e.g. wherein the relative channel access pattern has only a subset of the resources of the network-specific channel access pattern].
Bei Ausführungsbeispielen kann sich das relative Kanalzugriffsmuster von einem anderen relativen Kanalzugriffsmuster, basierend auf dem ein anderer Teilnehmer [z.B. Endpunkt und/oder Basisstation; z.B. Basisstation an einen anderen Teilnehmer] des Kommunikationssystems Daten überträgt [z.B. sendet und/oder empfängt], unterscheiden, wobei das andere relative Kanalzugriffsmuster eine für die Übertragung durch den anderen Teilnehmer zu verwendende Belegung von Ressourcen aus der verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters angibt. In exemplary embodiments, the relative channel access pattern can differ from another relative channel access pattern based on which another subscriber [eg endpoint and / or base station; eg base station to another subscriber] des Communication system transmits data [e.g. sends and / or receives], with the other relative channel access pattern specifying an allocation of resources to be used for transmission by the other participant from the usable frequency and / or time-hopping-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen kann das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster die für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcen des Frequenzbands in Frequenzkanälen [z.B. in die das Frequenzband unterteilt ist] und zugeordneten Zeitschlitzen oder in Frequenzkanalindizes und zugordneten Zeitschlitzindizes angeben. In exemplary embodiments, the network-specific channel access pattern can use the frequency and / or time hopping-based allocation of resources of the frequency band in frequency channels [e.g. into which the frequency band is divided] and specify assigned time slots or in frequency channel indices and assigned time slot indices.
Bei Ausführungsbeispielen kann das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster in Frequenzrichtung [z.B. pro Zeitschlitz oder Zeitschlitzindex] eine Mehrzahl von benachbarten oder voneinander beabstandeten Ressourcen [z.B. Frequenzkanälen oder Frequenzkanalindizes] des Frequenzbands angeben. In embodiments, the network-specific channel access pattern in frequency direction [e.g. per time slot or time slot index] a plurality of adjacent or spaced apart resources [e.g. Frequency channels or frequency channel indices] of the frequency band.
Bei Ausführungsbeispielen kann das relative Kanalzugriffsmuster in Frequenzrichtung höchstens eine Teilmenge [z.B. höchstens eine Ressource, d.h. eine oder keine Ressource] der Mehrzahl von benachbarten oder voneinander beabstandeten Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters angeben. In embodiments, the relative channel access pattern in the frequency direction can be at most a subset [e.g. specify at most one resource, i.e. one or no resource] of the plurality of neighboring or spaced-apart resources of the network-specific channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen kann das relative Kanalzugriffsmuster für zumindest einen Zeitsprung [z.B. für zumindest einen Zeitschlitz oder Zeitschlitzindex] in Frequenzrichtung eine andere Ressource der Mehrzahl von benachbarten oder voneinander beabstandeten Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters angeben als ein anderes relatives Kanalzugriffsmuster, basierend auf dem ein anderer Teilnehmer [z.B. Endpunkt und/oder Basisstation; z.B. Basisstation an einen anderen Teilnehmers] des Kommunikationssystems Daten überträgt [z.B. sendet und/oder empfängt], wobei das andere relative Kanalzugriffsmuster eine für die Übertragung durch den anderen Teilnehmer zu verwendende Belegung von Ressourcen aus der verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters angibt. In embodiments, the relative channel access pattern may be used for at least one time hop [e.g. for at least one time slot or time slot index] in the frequency direction specify a different resource of the plurality of adjacent or spaced-apart resources of the network-specific channel access pattern than a different relative channel access pattern based on which another subscriber [e.g. Endpoint and / or base station; e.g. base station to another subscriber] of the communication system transmits data [e.g. sends and / or receives], the other relative channel access pattern indicating an allocation of resources to be used for the transmission by the other subscriber from the usable frequency- and / or time-hop-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen können zumindest zwei Ressourcen [z.B. Frequenzkanälen oder Frequenzkanalindizes] der Mehrzahl von benachbarten oder voneinander beabstandeten Ressourcen in Frequenzrichtung unterschiedliche Symbolraten und/oder unterschiedliche Anzahlen an Symbolen zugeordnet sein. In embodiments, at least two resources [eg frequency channels or frequency channel indices] of the plurality of adjacent or spaced apart resources Resources can be assigned different symbol rates and / or different numbers of symbols in the frequency direction.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Mehrzahl von benachbarten Ressourcen in Frequenzrichtung einen Block [z.B. Cluster] von zusammenhängenden Ressourcen bilden, wobei unterschiedlichen Teilen des Blocks von zusammenhängenden Ressourcen unterschiedliche Symbolraten und/oder unterschiedliche Anzahlen von Symbolen zugeordnet sind. In embodiments, the plurality of contiguous resources in the frequency direction may be one block [e.g. Form cluster] of contiguous resources, with different parts of the block of contiguous resources being assigned different symbol rates and / or different numbers of symbols.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Endpunkt ausgebildet sein, um das relative Kanalzugriffsmuster aus einem Satz [z.B. Vorrat] von M relativen Kanalzugriffsmustern auszuwählen, wobei die M relativen Kanalzugriffsmuster eine für die Übertragung zu verwendende Belegung von Ressourcen aus der verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters angeben, wobei die M relativen Kanalzugriffsmuster unterschiedlich sind [z.B. sich in zumindest der Belegung von einer Ressource unterscheiden]. In embodiments, the endpoint can be configured to derive the relative channel access pattern from a set [e.g. Supply] of M relative channel access patterns, the M relative channel access patterns indicating an allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency- and / or time-hopping-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern, the M relative channel access patterns being different [e.g. differ in at least the occupancy of a resource].
Bei Ausführungsbeispielen kann der Endpunkt ausgebildet sein, um das relativeIn embodiments, the end point can be designed to the relative
Kanalzugriffsmuster zufällig aus dem Satz von M relativen Kanalzugriffsmustern auszuwählen. Randomly select channel access patterns from the set of M relative channel access patterns.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Endpunkt ausgebildet sein, um das relativeIn embodiments, the end point can be designed to the relative
Kanalzugriffsmuster auf Basis eines immanenten Parameters aus dem Satz von M relativen Kanalzugriffsmustern auszuwählen. Select channel access patterns based on an intrinsic parameter from the set of M relative channel access patterns.
Bei Ausführungsbeispielen kann der immanente Parameter eine digitale Signatur des Telegramms [z. B. CMAC (One-key MAC)] oder ein Codewort für die Detektion von Übertragungsfehlern [z. B. eine CRC] sein. In embodiments, the intrinsic parameter can be a digital signature of the telegram [z. B. CMAC (One-key MAC)] or a code word for the detection of transmission errors [e.g. B. a CRC].
Bei Ausführungsbeispielen kann der Endpunkt ausgebildet sein, um das relativeIn embodiments, the end point can be designed to the relative
Kanalzugriffsmuster in Abhängigkeit von Anforderungen der zu übertragenen Daten an Übertragungseigenschaften [z.B. Latenz, oder Robustheit gegen Interferenzen] aus einem Satz von relativen Kanalzugriffsmustern mit unterschiedlichen Übertragungseigenschaften [z.B. unterschiedlicher Latenz, oder unterschiedlicher Robustheit gegen Interferenzen] auszuwählen. Bei Ausführungsbeispielen kann der Endpunkt ausgebildet sein, um als Daten ein Datenpaket, welches in eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufgeteilt ist, entsprechend des relativen Kanalzugriffsmuster zu übertragen [z.B. zu senden oder zu empfangen], wobei die Mehrzahl von Sub-Datenpaketen jeweils nur einen Teil des Datenpakets aufweisen. Select channel access patterns depending on the requirements of the data to be transmitted in terms of transmission properties [e.g. latency, or robustness against interference] from a set of relative channel access patterns with different transmission properties [e.g. different latency, or different robustness against interference]. In embodiments, the end point can be designed to transmit as data a data packet which is divided into a plurality of sub-data packets according to the relative channel access pattern [e.g. to send or receive], the plurality of sub-data packets only one each Have part of the data packet.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Information einen Zustand eines Zahlenfolgengenerators [z.B. eines periodischen Zahlenfolgengenerators oder eines deterministischen Zufallszahlengenerators] zur Erzeugung einer Zahlenfolge beschreiben, wobei die Zahlenfolge das Kanalzugriffsmuster bestimmt. In embodiments, the information may include a state of a number sequence generator [e.g. a periodic number sequence generator or a deterministic random number generator] for generating a number sequence, the number sequence determining the channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Information eine Zahl [z.B. ein Zeitschlitzindex und/oder ein Bakenindex] einer Zahlenfolge [z.B. einer periodischen Zeitschlitzindexfolge und/oder periodischen Bakenindexfolge] beschreiben, wobei die Zahlenfolge das Kanalzugriffsmuster bestimmt. In embodiments, the information may be a number [e.g. a time slot index and / or a beacon index] a sequence of numbers [e.g. a periodic time slot index sequence and / or periodic beacon index sequence], the sequence of numbers determining the channel access pattern.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen eine Basisstation eines Kommunikationssystems, wobei das Kommunikationssystem in einem Frequenzband [z.B. einem lizenzfreien und/oder genehmigungsfreien Frequenzband; z.B. ISM Band] drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird, wobei die Basisstation ausgebildet ist, um ein Signal [z.B. ein Baken-Signal] zu senden, wobei das Signal eine Information über ein netzwerkspezifisches Kanalzugriffsmuster aufweist, wobei das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster eine für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcen des Frequenzbands angibt [z.B. eine zeitliche Abfolge von für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare (z.B. über das Frequenzband verteilte) Frequenzressourcen], wobei die Basisstation ausgebildet ist, um Daten unter Verwendung von einem relativen Kanalzugriffsmuster zu übertragen [z.B. zu senden oder zu empfangen], wobei das relative Kanalzugriffsmuster eine für die Übertragung zu verwendende Belegung von Ressourcen aus der verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters angibt [z.B. gibt das relative Kanalzugriffsmuster an, welche der durch das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster für die Kommunikation des Kommunikationssystems freigegebenen oder verwendbaren Ressourcen tatsächlich für die Übertragung von Daten durch die Basisstation zu verwenden sind]. Bei Ausführungsbeispielen kann die für die Übertragung zu verwendende Belegung von Ressourcen des relativen Kanalzugriffsmusters eine Teilmenge der verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters sein [z.B. wobei das relative Kanalzugriffsmuster nur eine Teilmenge der Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters aufweist]. Further exemplary embodiments create a base station of a communication system, wherein the communication system operates in a frequency band [for example a license-free and / or license-free frequency band; eg ISM Band] communicates wirelessly, which is used by a plurality of communication systems for communication, the base station being designed to send a signal [eg a beacon signal], the signal having information about a network-specific channel access pattern, the network-specific channel access pattern indicates a frequency and / or time-hop-based allocation of resources in the frequency band that can be used for communication in the communication system [e.g. a time sequence of frequency resources that can be used for communication in the communication system (e.g. distributed over the frequency band)], the base station being designed to To transmit data using a relative channel access pattern [e.g. to send or receive], wherein the relative channel access pattern is an allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency- and / or time-hop-based allocation of resources of the n Specifies the network-specific channel access pattern [for example, the relative channel access pattern specifies which of the resources released or usable for the communication of the communication system by the network-specific channel access pattern are actually to be used for the transmission of data by the base station]. In exemplary embodiments, the allocation of resources of the relative channel access pattern to be used for the transmission can be a subset of the usable frequency and / or time-hopping-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern [for example, the relative channel access pattern only having a subset of the resources of the network-specific channel access pattern].
Bei Ausführungsbeispielen ist der Basisstation vorab nicht bekannt, welches relative Sprungmuster von einem Endpunkt verwendet wird. In exemplary embodiments, the base station does not know in advance which relative hopping pattern is used by an end point.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um das verwendete relative Sprungmuster mittels einer Detektion [z. B. durch Korrelation und Schwellwertentischeidung] zu ermitteln. In exemplary embodiments, the base station can be designed to detect the relative hopping pattern used by means of a detection [e.g. B. by correlation and threshold value separation].
Bei Ausführungsbeispielen kann sich das relative Kanalzugriffsmuster von einem anderen relativen Kanalzugriffsmuster, basierend auf dem die Basisstation andere Daten überträgt [z.B. sendet und/oder empfängt, z.B. zu einem anderen Teilnehmer sendet und von einem anderen Teilnehmer empfängt], unterscheiden, wobei das andere relative Kanalzugriffsmuster eine für die Übertragung zu verwendende Belegung von Ressourcen aus der verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters angibt. In embodiments, the relative channel access pattern may differ from another relative channel access pattern based on which the base station transmits other data [e.g. sends and / or receives, eg sends to another participant and receives from another participant], with the other relative channel access pattern an allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency- and / or time-hop-based allocation of resources of the network-specific Indicating the channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen kann das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster die für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcen des Frequenzbands in Frequenzkanälen [z.B. in die das Frequenzband unterteilt ist] und zugeordneten Zeitschlitzen oder in Frequenzkanalindizes und zugordneten Zeitschlitzindizes angeben. In exemplary embodiments, the network-specific channel access pattern can use the frequency and / or time hopping-based allocation of resources of the frequency band in frequency channels [e.g. into which the frequency band is divided] and specify assigned time slots or in frequency channel indices and assigned time slot indices.
Bei Ausführungsbeispielen kann das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster in Frequenzrichtung [z.B. pro Zeitschlitz oder Zeitschlitzindex] eine Mehrzahl von benachbarten oder voneinander beabstandeten Ressourcen [z.B. Frequenzkanälen oder Frequenzkanalindizes] des Frequenzbands angeben. In embodiments, the network-specific channel access pattern in frequency direction [e.g. per time slot or time slot index] a plurality of adjacent or spaced apart resources [e.g. Frequency channels or frequency channel indices] of the frequency band.
Bei Ausführungsbeispielen kann das relative Kanalzugriffsmuster in Frequenzrichtung höchstens eine Teilmenge [z.B. höchstens eine Ressource, d.h. eine oder keine Ressource] der Mehrzahl von benachbarten oder voneinander beabstandeten Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters angeben. Bei Ausführungsbeispielen kann das relative Kanalzugriffsmuster für zumindest einen Zeitsprung [z.B. für zumindest einen Zeitschlitz oder Zeitschlitzindex] in Frequenzrichtung eine andere Ressource der Mehrzahl von benachbarten oder voneinander beabstandeten Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters angeben als ein anderes relatives Kanalzugriffsmuster, basierend auf dem die Basisstation andere Daten überträgt [z.B. sendet und/oder empfängt, z.B. zu einem anderen Teilnehmer sendet und von einem anderen Teilnehmer empfängt], wobei das andere relative Kanalzugriffsmuster eine für die Übertragung zu verwendende Belegung von Ressourcen aus der verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters angibt. In exemplary embodiments, the relative channel access pattern in the frequency direction can indicate at most a subset [eg at most one resource, ie one or no resource] of the plurality of neighboring or spaced-apart resources of the network-specific channel access pattern. In embodiments, the relative channel access pattern for at least one time hop [e.g. for at least one time slot or time slot index] in the frequency direction can indicate a different resource of the plurality of adjacent or spaced-apart resources of the network-specific channel access pattern than a different relative channel access pattern based on which the base station transmits other data [eg sends and / or receives, eg sends to another subscriber and receives from another subscriber], the other relative channel access pattern being an allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency and / or time jump-based allocation of resources of the network-specific Indicating the channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen können zumindest zwei Ressourcen [z.B. Frequenzkanälen oder Frequenzkanalindizes] der Mehrzahl von benachbarten oder voneinander beabstandeten Ressourcen in Frequenzrichtung unterschiedliche Symbolraten und/oder eine unterschiedliche Anzahl an Symbolen zugeordnet sein. In embodiments, at least two resources [e.g. Frequency channels or frequency channel indices] of the plurality of adjacent or spaced apart resources in the frequency direction can be assigned different symbol rates and / or a different number of symbols.
Bei Ausführungsbeispielen können die Mehrzahl von benachbarten Ressourcen in Frequenzrichtung einen Block [z.B. Cluster] von zusammenhängenden Ressourcen bilden, wobei unterschiedlichen Teilen des Blocks von zusammenhängenden Ressourcen unterschiedliche Symbolraten und/oder unterschiedliche Anzahlen von Symbolen zugeordnet sind. In embodiments, the plurality of contiguous resources in the frequency direction may be one block [e.g. Form cluster] of contiguous resources, with different parts of the block of contiguous resources being assigned different symbol rates and / or different numbers of symbols.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um das relativeIn embodiments, the base station can be designed to the relative
Kanalzugriffsmuster aus einem Satz [z.B. Vorrat] von M relativen Kanalzugriffsmustern auszuwählen, wobei die M relativen Kanalzugriffsmuster eine für die Übertragung zu verwendende Belegung von Ressourcen aus der verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters angeben, wobei die M relativen Kanalzugriffsmuster unterschiedlich sind [z.B. sich in zumindest der Belegung von einer Ressource unterscheiden]. Channel access patterns from a set [e.g. Supply] of M relative channel access patterns, the M relative channel access patterns indicating an allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency- and / or time-hopping-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern, the M relative channel access patterns being different [e.g. differ in at least the occupancy of a resource].
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um das relativeIn embodiments, the base station can be designed to the relative
Kanalzugriffsmuster zufällig aus dem Satz von M relativen Kanalzugriffsmustern auszuwählen. Randomly select channel access patterns from the set of M relative channel access patterns.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um das relativeIn embodiments, the base station can be designed to the relative
Kanalzugriffsmuster auf Basis eines immanenten Parameters aus dem Satz von M relativen Kanalzugriffsmustern auszuwählen. Bei Ausführungsbeispielen kann der immanente Parameter eine digitale Signatur des Telegramms [z. B. CMAC (One-key MAC)] oder ein Codewort für die Detektion von Übertragungsfehlern [z. B. eine CRC] sein. Select channel access patterns based on an intrinsic parameter from the set of M relative channel access patterns. In embodiments, the intrinsic parameter can be a digital signature of the telegram [z. B. CMAC (One-key MAC)] or a code word for the detection of transmission errors [e.g. B. a CRC].
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um das relativeIn embodiments, the base station can be designed to the relative
Kanalzugriffsmuster in Abhängigkeit von Anforderungen der zu übertragenen Daten an Übertragungseigenschaften [z.B. Latenz, oder Robustheit gegen Interferenzen] aus einem Satz von relativen Kanalzugriffsmustern mit unterschiedlichen Übertragungseigenschaften [z.B. unterschiedlicher Latenz, oder unterschiedlicher Robustheit gegen Interferenzen] auszuwählen. Channel access patterns depending on the requirements of the data to be transmitted in terms of transmission properties [e.g. Latency, or robustness against interference] from a set of relative channel access patterns with different transmission characteristics [e.g. different latency, or different robustness against interference].
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um das relativeIn embodiments, the base station can be designed to the relative
Kanalzugriffsmuster in Abhängigkeit von Anforderungen der zu übertragenen Daten an Übertragungseigenschaften [z.B. Latenz, oder Robustheit gegen Interferenzen] zu erzeugen. Channel access patterns depending on the requirements of the data to be transmitted in terms of transmission properties [e.g. Latency, or robustness against interference].
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um als Daten ein Datenpaket, welches in eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufgeteilt ist entsprechend des relativen Kanalzugriffsmuster zu übertragen [z.B. zu senden oder zu empfangen], wobei die Mehrzahl von Sub-Datenpaketen jeweils nur einen Teil des Datenpakets aufweisen. In embodiments, the base station can be designed to transmit as data a data packet which is divided into a plurality of sub-data packets in accordance with the relative channel access pattern [e.g. to send or receive], the plurality of sub-data packets each having only a part of the data packet.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Information einen Zustand einesIn embodiments, the information can be a state of a
Zahlenfolgengenerators [z.B. eines periodischen Zahlenfolgengenerators oder eines deterministischen Zufallszahlengenerators] zur Erzeugung einer Zahlenfolge beschreiben, wobei die Zahlenfolge das Kanalzugriffsmuster bestimmt. Number sequence generator [e.g. a periodic number sequence generator or a deterministic random number generator] for generating a number sequence, the number sequence determining the channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Information eine Zahl [z.B. ein Zeitschlitzindex und/oder ein Bakenindex] einer Zahlenfolge [z.B. einer periodischen Zeitschlitzindexfolge und/oder periodischen Bakenindexfolge] beschreiben, wobei die Zahlenfolge das Kanalzugriffsmuster bestimmt. In embodiments, the information may be a number [e.g. a time slot index and / or a beacon index] a sequence of numbers [e.g. a periodic time slot index sequence and / or periodic beacon index sequence], the sequence of numbers determining the channel access pattern.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Kommunikationssystem mit zumindest einem der oben beschriebenen Endpunkte und einer der oben beschriebenen Basisstationen. Further exemplary embodiments create a communication system with at least one of the end points described above and one of the base stations described above.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Betreiben eines Endpunkts eines Kommunikationssystems, wobei das Kommunikationssystem in einem Frequenzband [z.B. einem lizenzfreien und/oder genehmigungsfreien Frequenzband; z.B. ISM Band] drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Empfangens eines Signals [z.B. ein Baken-Signals], wobei das Signal eine Information über ein netzwerkspezifisches Kanalzugriffsmuster aufweist, wobei das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster eine für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcen des Frequenzbands angibt [z.B. eine zeitliche Abfolge von für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare (z.B. über das Frequenzband verteilte) Frequenzressourcen]. Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt des Übertragens von Daten unter Verwendung eines relativen Kanalzugriffsmusters, wobei das relative Kanalzugriffsmuster eine für die Übertragung zu verwendende Belegung von Ressourcen aus der verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters angibt [z.B. gibt das relative Kanalzugriffsmuster an, welche der durch das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster für die Kommunikation des Kommunikationssystems freigegebenen oder verwendbaren Ressourcen tatsächlich für die Übertragung von Daten durch den Endpunkt zu verwenden sind]. Further exemplary embodiments provide a method for operating an end point of a communication system, wherein the communication system operates in a frequency band [eg a license-free and / or license-free frequency band; e.g. ISM band] wireless communicates which is used by a plurality of communication systems for communication. The method comprises a step of receiving a signal [e.g. a beacon signal], the signal having information about a network-specific channel access pattern, the network-specific channel access pattern being a frequency-based and / or time-hop-based allocation of resources in the frequency band that can be used for communication in the communication system specifies [eg a time sequence of frequency resources that can be used for the communication of the communication system (eg distributed over the frequency band)]. The method further comprises a step of transmitting data using a relative channel access pattern, the relative channel access pattern specifying an allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency and / or time-hopping-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern [e.g. gives the relative Channel access pattern which of the resources released or usable by the network-specific channel access pattern for the communication of the communication system are actually to be used for the transmission of data by the end point].
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Betreiben einer Basisstation eines Kommunikationssystems, wobei das Kommunikationssystem in einem Frequenzband [z.B. einem lizenzfreien und/oder genehmigungsfreien Frequenzband; z.B. ISM Band] drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Sendens eines Signals [z.B. eines Baken-Signals], wobei das Signal eine Information über ein netzwerkspezifisches Kanalzugriffsmuster aufweist, wobei das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster eine für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcen des Frequenzbands angibt [z.B. eine zeitliche Abfolge von für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare (z.B. über das Frequenzband verteilte) Frequenzressourcen]. Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt des Übertragens von Daten unter Verwendung eines relativen Kanalzugriffsmusters, wobei das relative Kanalzugriffsmuster eine für die Übertragung zu verwendende Belegung von Ressourcen aus der verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters angibt [z.B. gibt das relative Kanalzugriffsmuster an, welche der durch das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster für die Kommunikation des Kommunikationssystems freigegebenen oder verwendbaren Ressourcen tatsächlich für die Übertragung von Daten durch die Basisstation zu verwenden sind]. Weitere Ausführungsbeispiele schaffen einen Controller für einen Teilnehmer eines Kommunikationssystems, wobei das Kommunikationssystem in einem Frequenzband drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird, wobei der Controller ausgebildet ist, um ein netzwerkspezifisches Kanalzugriffsmuster zu ermitteln, wobei das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster eine für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcen des Frequenzbands angibt, wobei der Controller ausgebildet ist, um ein relatives Kanalzugriffsmuster zu ermitteln, wobei das relative Kanalzugriffsmuster eine für eine Übertragung von Daten des Teilnehmers zu verwendende Belegung von Ressourcen aus der verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters angibt. Further exemplary embodiments provide a method for operating a base station of a communication system, the communication system being operated in a frequency band [eg a license-free and / or license-free frequency band; eg ISM Band] communicates wirelessly, which is used by a number of communication systems for communication. The method comprises a step of sending a signal [e.g. a beacon signal], the signal having information about a network-specific channel access pattern, the network-specific channel access pattern being a frequency and / or time hop-based allocation of resources in the frequency band that can be used for communication in the communication system specifies [eg a time sequence of frequency resources that can be used for the communication of the communication system (eg distributed over the frequency band)]. The method further comprises a step of transmitting data using a relative channel access pattern, the relative channel access pattern specifying an allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency and / or time-hopping-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern [e.g. gives the relative Channel access pattern which of the resources released or usable by the network-specific channel access pattern for the communication of the communication system are actually to be used for the transmission of data by the base station]. Further exemplary embodiments create a controller for a subscriber in a communication system, the communication system communicating wirelessly in a frequency band which is used by a plurality of communication systems for communication, the controller being designed to determine a network-specific channel access pattern, the network-specific channel access pattern being one for the communication of the communication system indicates usable frequency- and / or time-hop-based allocation of resources of the frequency band, the controller being designed to determine a relative channel access pattern, the relative channel access pattern being an allocation of resources to be used for a transmission of data of the subscriber from the usable frequency- and / or time-hop-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern indicates.
Bei Ausführungsbeispielen kann die für die Übertragung zu verwendende Belegung von Ressourcen des relativen Kanalzugriffsmusters eine Teilmenge der verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters sein [z.B. wobei das relative Kanalzugriffsmuster nur eine Teilmenge der Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters aufweist]. In exemplary embodiments, the allocation of resources of the relative channel access pattern to be used for the transmission can be a subset of the usable frequency- and / or time-hopping-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern [e.g. wherein the relative channel access pattern has only a subset of the resources of the network-specific channel access pattern].
Bei Ausführungsbeispielen kann sich das relative Kanalzugriffsmuster von einem anderen relativen Kanalzugriffsmuster, basierend auf dem der Teilnehmer andere Daten überträgt [z.B. sendet und/oder empfängt] oder basierend auf dem ein anderer Teilnehmer [z.B. Endpunkt und/oder Basisstation] des Kommunikationssystems Daten überträgt [z.B. sendet und/oder empfängt], unterscheiden, wobei das andere relative Kanalzugriffsmuster eine für die Übertragung zu verwendende Belegung von Ressourcen aus der verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters angibt. In embodiments, the relative channel access pattern may differ from another relative channel access pattern based on which the subscriber transmits other data [e.g. sends and / or receives] or based on which another participant [e.g. Endpoint and / or base station] of the communication system transmits data [e.g. sends and / or receives], the other relative channel access pattern indicating an allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency and / or time hopping-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen kann das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster die für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcen des Frequenzbands in Frequenzkanälen [z.B. in die das Frequenzband unterteilt ist] und zugeordneten Zeitschlitzen oder in Frequenzkanalindizes und zugordneten Zeitschlitzindizes angiben. In exemplary embodiments, the network-specific channel access pattern can use the frequency and / or time hopping-based allocation of resources of the frequency band in frequency channels [e.g. into which the frequency band is divided] and assigned time slots or in frequency channel indices and assigned time slot indices.
Bei Ausführungsbeispielen kann das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmusters in Frequenzrichtung [z.B. pro Zeitschlitz oder Zeitschlitzindex] eine Mehrzahl von benachbarten oder voneinander beabstandeten Ressourcen [z.B. Frequenzkanälen oder Frequenzkanalindizes] des Frequenzbands angeben. In exemplary embodiments, the network-specific channel access pattern can have a plurality of adjacent ones in the frequency direction [for example per time slot or time slot index] or resources [eg frequency channels or frequency channel indices] of the frequency band that are spaced apart from one another.
Bei Ausführungsbeispielen kann das relative Kanalzugriffsmuster in Frequenzrichtung höchstens eine Teilmenge [z.B. höchstens eine Ressource, d.h. eine oder keine Ressource] der Mehrzahl von benachbarten oder voneinander beabstandeten Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters angeben. In embodiments, the relative channel access pattern in the frequency direction can be at most a subset [e.g. specify at most one resource, i.e. one or no resource] of the plurality of neighboring or spaced-apart resources of the network-specific channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen kann das relative Kanalzugriffsmuster in Frequenzrichtung eine andere Ressource der Mehrzahl von benachbarten oder voneinander beabstandeten Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters angeben als ein anderes relatives Kanalzugriffsmuster, basierend auf dem der Teilnehmer andere Daten überträgt [z.B. sendet und/oder empfängt] oder basierend auf dem ein anderer Teilnehmer [z.B. Endpunkt und/oder Basisstation] des Kommunikationssystems Daten überträgt [z.B. sendet und/oder empfängt], wobei das andere relative Kanalzugriffsmuster eine für die Übertragung zu verwendende Belegung von Ressourcen aus der verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters angibt. In embodiments, the relative channel access pattern in the frequency direction may indicate a different resource of the plurality of adjacent or spaced-apart resources of the network-specific channel access pattern than a different relative channel access pattern based on which the subscriber transmits other data [e.g. sends and / or receives] or based on which another participant [e.g. Endpoint and / or base station] of the communication system transmits data [e.g. sends and / or receives], the other relative channel access pattern specifying an allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency- and / or time-hop-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen können zumindest zwei Ressourcen [z.B. Frequenzkanälen oder Frequenzkanalindizes] der Mehrzahl von benachbarten oder voneinander beabstandeten Ressourcen in Frequenzrichtung unterschiedliche Symbolraten und/oder unterschiedliche Anzahlen an Symbolen zugeordnet sein. In embodiments, at least two resources [e.g. Frequency channels or frequency channel indices] of the plurality of adjacent or spaced apart resources in the frequency direction can be assigned different symbol rates and / or different numbers of symbols.
Bei Ausführungsbeispielen können die Mehrzahl von benachbarten Ressourcen in Frequenzrichtung einen Block [z.B. Cluster] von zusammenhängenden Ressourcen bilden, wobei unterschiedlichen Teilen des Blocks von zusammenhängenden Ressourcen unterschiedliche Symbolraten und/oder unterschiedliche Anzahlen von Symbolen zugeordnet sind. In embodiments, the plurality of contiguous resources in the frequency direction may be one block [e.g. Form cluster] of contiguous resources, with different parts of the block of contiguous resources being assigned different symbol rates and / or different numbers of symbols.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Controller ausgebildet sein, um das relative Kanalzugriffsmuster in Abhängigkeit von Anforderungen der zu übertragenen Daten an Übertragungseigenschaften [z.B. Latenz, oder Robustheit gegen Interferenzen] aus einem Satz von relativen Kanalzugriffsmustern mit unterschiedlichen Übertragungseigenschaften [z.B. unterschiedlicher Latenz, oder unterschiedlicher Robustheit gegen Interferenzen] auszuwählen. Bei Ausführungsbeispielen kann der Controller ausgebildet sein, um das relative Kanalzugriffsmuster in Abhängigkeit von Anforderungen der zu übertragenen Daten an Übertragungseigenschaften [z.B. Latenz, oder Robustheit gegen Interferenzen] zu erzeugen. In exemplary embodiments, the controller can be designed to determine the relative channel access pattern depending on the requirements of the transmitted data for transmission properties [e.g. latency, or robustness against interference] from a set of relative channel access patterns with different transmission properties [e.g. different latency, or different robustness against interference ]. In exemplary embodiments, the controller can be designed to generate the relative channel access pattern as a function of the requirements of the transmitted data in terms of transmission properties [for example latency, or robustness against interference].
Bei Ausführungsbeispielen kann der Controller ausgebildet sein, um das Kanalzugriffsmuster in Abhängigkeit von einem Zustand eines Zahlenfolgengenerators zur Erzeugung einer Zahlenfolge oder einer Zahl einer Zahlenfolge pseudozufällig zu ermitteln. In exemplary embodiments, the controller can be designed to determine the channel access pattern pseudo-randomly as a function of a state of a number sequence generator for generating a number sequence or a number of a number sequence.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Controller ausgebildet sein, um das Kanalzugriffsmuster in Abhängigkeit von dem Zustand des Zahlenfolgengenerators oder einer von dem Zustand des Zahlenfolgengenerators abgeleiteten Zahl der Zahlenfolge zu ermitteln. In embodiments, the controller can be designed to determine the channel access pattern as a function of the state of the number sequence generator or a number of the number sequence derived from the state of the number sequence generator.
Bei Ausführungsbeispielen können basierend auf dem Zustand des Zahlenfolgengenerators auf den Zustand des Zahlenfolgengenerators [z.B. unmittelbar] folgende Zustände des Zahlenfolgengenerators ermittelbar sein, wobei Controller ausgebildet sein kann, um in Abhängigkeit von den folgenden Zuständen des Zahlenfolgengenerators oder davon abgeleiteten folgenden Zahlen der Zahlenfolge das Kanalzugriffsmuster zu ermitteln. In embodiments, based on the state of the number sequence generator, the state of the number sequence generator [e.g. directly] the following states of the number sequence generator can be determined, wherein the controller can be designed to determine the channel access pattern as a function of the following states of the number sequence generator or the following numbers of the number sequence derived therefrom.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Controller ausgebildet, um das Kanalzugriffsmuster in Abhängigkeit von einer individuellen Information des Kommunikationssystems [z.B. einer immanenten Information des Kommunikationssystems, wie z.B. einem netzwerkspezifischen Identifikator] zu ermitteln. In exemplary embodiments, the controller can be designed to determine the channel access pattern as a function of individual information from the communication system [e.g. an immanent information of the communication system, such as a network-specific identifier].
Bei Ausführungsbeispielen kann der Controller ausgebildet sein, um den Zustand des Zahlenfolgengenerators, oder eine von dem Zustand des Zahlenfolgengenerators abgeleitete Zahl der Zahlenfolge, oder die Zahl der Zahlenfolge, und die individuelle Information des Kommunikationssystems unter Verwendung einer Abbildungsfunktion auf eine Zeitinformation und eine Frequenzinformation abzubilden, wobei die Zeitinformation und die Frequenzinformation eine Ressource des Kanalzugriffsmusters beschreiben. In embodiments, the controller can be designed to map the state of the number sequence generator, or a number of the number sequence derived from the state of the number sequence generator, or the number of the number sequence, and the individual information of the communication system using a mapping function on time information and frequency information, wherein the time information and the frequency information describe a resource of the channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Controller ausgebildet sein, um in Abhängigkeit von dem Zustand des Zahlenfolgengenerators oder einer von dem Zustand des Zahlenfolgengenerators abgeleiteten Zahl der Zahlenfolge, oder der Zahl der Zahlenfolge, und einer individuellen Information des Kommunikationssystems eine Pseudozufallszahl R zu ermitteln, wobei die Pseudozufallszahl R das Kanalzugriffsmuster bestimmt. In exemplary embodiments, the controller can be designed, depending on the state of the number sequence generator or a number of the number sequence derived from the state of the number sequence generator, or the number of the number sequence, and individual information from the communication system to determine a pseudo-random number R, the pseudo-random number R determining the channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Controller ausgebildet sein, um basierend auf der Pseudozufallszahl R eine Ressource [z.B. Frequenzkanal und/oder Zeitschlitz, oder Frequenzkanalindex und/oder Zeitschlitzindex] des Kanalzugriffsmusters zu ermitteln. In embodiments, the controller can be configured to determine a resource [e.g. Frequency channel and / or time slot, or frequency channel index and / or time slot index] of the channel access pattern.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Betreiben eines Teilnehmers eines Kommunikationssystems, wobei das Kommunikationssystem in einem Frequenzband drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Ermittelns eines netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters, wobei das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster eine für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcen des Frequenzbands angibt. Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt des Ermittelns eines relativen Kanalzugriffsmusters, wobei das relative Kanalzugriffsmuster eine für eine Übertragung von Daten des Teilnehmers zu verwendende Belegung von Ressourcen aus der verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters angibt. Further exemplary embodiments create a method for operating a subscriber in a communication system, the communication system communicating wirelessly in a frequency band which is used by a plurality of communication systems for communication. The method comprises a step of determining a network-specific channel access pattern, the network-specific channel access pattern specifying a frequency-based and / or time-hop-based allocation of resources in the frequency band that can be used for the communication of the communication system. The method further comprises a step of determining a relative channel access pattern, the relative channel access pattern specifying an allocation of resources to be used for a transmission of data of the subscriber from the usable frequency- and / or time-hop-based allocation of resources of the network-specific channel access pattern.
Ausführungsbeispiele schaffen einen Datensender eines Kommunikationssystems, wobei der Datensender ausgebildet ist, um ein zum Senden anstehendes Datenpaket [z.B. der Bitübertragungsschicht im OSI-Modell] in eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufzuteilen, die jeweils kürzer sind als das Datenpaket, wobei der Datensender ausgebildet ist, um ein Datensignal, das die Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufweist, entsprechend eines Sprungmusters [z.B. innerhalb eines zulässigen Frequenz- und/oder Zeitbereichs] zu senden, um die Mehrzahl von Sub-Datenpaketen entsprechend einer durch das Sprungmuster angegebenen frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung [z.B. entsprechend den durch das Sprungmuster angegebenen Ressourcenelementen; z.B. entsprechend des Sprungmusters in einer Teilmenge der durch das Sprungmuster angebenden Ressourcenelemente der zur Übertragung des Datensignals verwendbaren Ressourcenelemente des Kommunikationssystems] des Frequenzbands verteilt zu übertragen, wobei der Datensender ausgebildet ist, um das Sprungmuster von einem Grundsprungmuster basierend auf einer [z.B. durch eine] Verschiebung des Grundsprungmusters in der Frequenz und/oder Zeit abzuleiten. Bei Ausführungsbeispielen kann das Kommunikationssystem in einem Frequenzband drahtlos kommunizieren, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird. Embodiments create a data transmitter of a communication system, the data transmitter being designed to split a data packet pending transmission [e.g. the physical layer in the OSI model] into a plurality of sub-data packets, each shorter than the data packet, the data transmitter being designed to send a data signal that has the plurality of sub-data packets in accordance with a hopping pattern [eg within a permissible frequency and / or time range] in order to transmit the plurality of sub-data packets in accordance with a frequency and / or frequency specified by the hopping pattern time jump-based allocation [eg according to the resource elements specified by the jump pattern; For example, according to the hop pattern in a subset of the resource elements specified by the hop pattern of the resource elements of the communication system that can be used for transmitting the data signal] of the frequency band distributed, the data transmitter being designed to convert the hop pattern from a basic hop pattern based on a shift of the basic jump pattern in frequency and / or time. In exemplary embodiments, the communication system can communicate wirelessly in a frequency band that is used by a plurality of communication systems for communication.
Bei Ausführungsbeispielen kann sich die Verschiebung des Grundsprungmusters, basierend auf der der Datensender das Sprungmuster von dem Grundsprungmuster ableitet, von einer Verschiebung des gleichen Grundsprungmusters, basierend auf der ein anderer Datensender des Kommunikationssystems ein anderes Sprungmuster von dem gleichen Grundsprungmuster ableitet, unterscheiden [z.B. so dass sich die mit dem Datensignal entsprechend des Sprungmusters ausgesendeten Sub-Datenpakete und von dem anderen Datensender entsprechend des anderen Sprungmusters ausgesendeten Sub-Datenpakete nicht oder nur teilweise überlagern bzw. kollidieren]. In embodiments, the shift of the basic jump pattern based on which the data transmitter derives the jump pattern from the basic jump pattern can differ from a shift of the same basic jump pattern based on which another data transmitter of the communication system derives a different jump pattern from the same basic jump pattern [e.g. so that the sub-data packets sent out with the data signal according to the jump pattern and the sub-data packets sent out by the other data transmitter according to the other jump pattern do not or only partially overlap or collide].
Bei Ausführungsbeispielen kann der Datensender ausgebildet sein, um beim Ableiten des Sprungmusters von dem Grundsprungmuster einen außerhalb eines zulässigen Frequenz- und/oder Zeitbereichs liegenden Sprung des Sprungmusters basierend auf einer [z.B. durch eine] zyklischen Verschiebung [z.B. des Sprungs] in den zulässigen Frequenz- und/oder Zeitbereich zu verschieben. In embodiments, the data transmitter can be designed, when deriving the jump pattern from the basic jump pattern, to detect a jump of the jump pattern lying outside a permissible frequency and / or time range based on a [e.g. by a] cyclic shift [e.g. of the jump] in the permissible frequency and / or time range.
Bei Ausführungsbeispielen kann bei der zyklischen Verschiebung der ausgehend von einer Grenze des zulässigen Frequenz- und/oder Zeitbereichs um einen Zeit- und/oder Frequenzwert [z.B. Anzahl von Frequenzkanälen oder Zeitschlitzen] außerhalb des zulässigen Frequenz- und/oder Zeitbereichs liegende Sprung des Sprungmusters um den gleichen Zeit- und/oder Frequenzwert [z.B. gleiche Anzahl von Frequenzkanälen oder Zeitschlitzen] ausgehend von einer gegenüberliegenden Grenze des Frequenz- und/oder Zeitbereichs in den zulässigen Frequenz- und/oder Zeitbereich verschoben werden. In exemplary embodiments, in the case of the cyclical shift, starting from a limit of the permissible frequency and / or time range, by a time and / or frequency value [e.g. Number of frequency channels or time slots] outside the permissible frequency and / or time range, the jump pattern by the same time and / or frequency value [e.g. same number of frequency channels or time slots], starting from an opposite limit of the frequency and / or time range, can be shifted into the permissible frequency and / or time range.
Bei Ausführungsbeispielen kann die zyklische Verschiebung des außerhalb des zulässigen Frequenz- und/oder Zeitbereichs liegenden Sprung des Sprungmusters in den zulässigen Frequenz- und/oder Zeitbereich basierend auf einer Modulo-Operation erfolgen. In exemplary embodiments, the cyclical shift of the jump of the jump pattern lying outside the permissible frequency and / or time range into the permissible frequency and / or time range can take place based on a modulo operation.
Bei Ausführungsbeispielen kann der zulässige Frequenzbereich innerhalb von Bandgrenzen des Frequenzbands liegen [z.B. wobei der zulässige Frequenzbereich von Bandgrenzen des Frequenzbands begrenzt ist]. In embodiments, the allowable frequency range can be within band limits of the frequency band [e.g. the permissible frequency range being limited by the band limits of the frequency band].
Bei Ausführungsbeispielen kann ein Zugriff des Kommunikationssystems auf das Frequenzband basierend auf [z.B. periodisch] aufeinander folgenden Zeitabschnitten erfolgen, wobei der zulässige Zeitbereich innerhalb eines der Zeitabschnitte liegt [z.B. wobei der zulässige Zeitbereich von dem Zeitabschnitt begrenzt wird, oder wobei der zulässige Zeitbereich ein Datenübertragungsabschnitt des Zeitabschnitts ist [z.B. der auf einen Signalisierungsabschnitt] folgt]. In embodiments, the communication system can access the frequency band based on [eg periodically] successive time segments where the permissible time range lies within one of the time segments [eg the permissible time range is limited by the time segment, or the permissible time range is a data transmission segment of the time segment [eg which follows a signaling segment]].
Bei Ausführungsbeispielen kann der zulässige Frequenzbereich [oder das Frequenzband] in Frequenzkanäle unterteilt sein, wobei der Frequenzwert eine Anzahl von Frequenzkanälen ist. In exemplary embodiments, the permissible frequency range [or the frequency band] can be divided into frequency channels, the frequency value being a number of frequency channels.
Bei Ausführungsbeispielen kann der zulässige Zeitbereich in Zeitschlitze unterteilt sein, wobei der Zeitwert eine Anzahl von Zeitschlitzen ist. In exemplary embodiments, the permissible time range can be divided into time slots, the time value being a number of time slots.
Bei Ausführungsbeispielen kann das Grundsprungmuster eine ungleichmäßige Belegung von Frequenzkanälen, in die das Frequenzband unterteilt ist, angeben [z.B. so dass zumindest ein Frequenzkanal eine andere Anzahl von Belegungen aufweist als ein anderer Frequenzkanal; Beispielsweise kann Frequenzkanal 12 entsprechend 3 Mal belegt sein, während Kanal 23 und Kanal 6 nicht belegt sind, wobei die Kanäle 23 und 6 durch die zyklische Verschiebung trotzdem belegt werden können]. In embodiments, the basic hopping pattern can indicate uneven occupancy of frequency channels into which the frequency band is divided [e.g. so that at least one frequency channel has a different number of occupancies than another frequency channel; For example, frequency channel 12 can be occupied 3 times, while channel 23 and channel 6 are not occupied, whereby channels 23 and 6 can still be occupied due to the cyclical shift].
Bei Ausführungsbeispielen kann der Datensender ausgebildet sein, um das Sprungmuster von dem Grundsprungmuster basierend auf einer zufälligen oder pseudozufälligen Verschiebung des Grundsprungmusters in der Frequenz und/oder Zeit abzuleiten. In embodiments, the data transmitter can be designed to derive the hopping pattern from the basic hopping pattern based on a random or pseudo-random shift of the basic hopping pattern in frequency and / or time.
Bei Ausführungsbeispielen kann der pseudozufälligen Verschiebung des Grundsprungmusters ein immanenter Parameter des Datensenders zugrunde liegen, wie z.B. eine CRC (=cyclic redundancy check, dt. zyklische Redundanzprüfung), einen CMAC (=cipher-based message authentication code, dt. chiffrenbasierter Nachrichtenauthentifizierungscode) oder eine ID (= Identifikation) des Datensenders. In exemplary embodiments, the pseudo-random shift of the basic jump pattern can be based on an immanent parameter of the data sender, such as a CRC (= cyclic redundancy check), a CMAC (= cipher-based message authentication code) or a ID (= identification) of the data sender.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Datensender ausgebildet sein, um zumindest zwei der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen mit Pilotsequenzen zu versehen. In exemplary embodiments, the data transmitter can be designed to provide at least two of the plurality of sub-data packets with pilot sequences.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Datensender ausgebildet sein, um ein Steuersignal [z.B. von einer Basisstation] des Kommunikationssystems zu empfangen, wobei das Steuersignal eine Information über das Grundsprungmuster aufweist. Bei Ausführungsbeispielen kann der Datensender ausgebildet sein, um sich in der Zeit und/oder Frequenz auf das Steuersignal zu synchronisieren. In exemplary embodiments, the data transmitter can be designed to receive a control signal [for example from a base station] of the communication system, the control signal having information about the basic jump pattern. In exemplary embodiments, the data transmitter can be designed to synchronize with the control signal in terms of time and / or frequency.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Datensender ausgebildet sein, um ein Steuersignal [z.B. von einer Basisstation] des Kommunikationssystems zu empfangen, wobei das Steuersignal eine Information über einen zulässigen Frequenz- und/oder Zeitbereich zur Übertragung des Datensignals mit der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufweist, wobei der Datensender ausgebildet sein kann, um das Datensignal mit der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen innerhalb des zulässigen Frequenz- und/oder Zeitbereichs zu übertragen. In embodiments, the data transmitter can be configured to receive a control signal [e.g. from a base station] of the communication system, the control signal having information about a permissible frequency and / or time range for the transmission of the data signal with the plurality of sub-data packets, wherein the data transmitter can be designed to transmit the data signal with the plurality of To transmit sub-data packets within the permissible frequency and / or time range.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Datensender ausgebildet sein, um ein Steuersignal [z.B. von einer Basisstation des Kommunikationssystems] zu empfangen, wobei das Steuersignal eine Information über ein Kanalzugriffsmuster aufweist, wobei das Kanalzugriffsmuster eine für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung des Frequenzbands angibt, wobei der Datensender ausgebildet sein kann, um das Kanalzugriffsmuster basierend auf der Information über das Kanalzugriffsmuster zu ermitteln, wobei das Sprungmuster ein relatives Kanalzugriffsmuster ist, wobei das relative Kanalzugriffsmuster die zu verwendende Belegung der durch das Kanalzugriffsmuster angegebenen verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung angibt, wobei der Datensender ausgebildet sein kann, um mittels des Datensignals die Mehrzahl von Sub-Datenpaketen in zumindest einer durch das relative Kanalzugriffsmuster angegebenen Teilmenge der durch das Kanalzugriffsmuster angegebenen verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung des Frequenzbands zu senden. In embodiments, the data transmitter can be configured to receive a control signal [e.g. from a base station of the communication system], the control signal having information about a channel access pattern, the channel access pattern indicating a frequency and / or time-hopping-based occupancy of the frequency band that can be used for the communication of the communication system to determine based on the information about the channel access pattern, wherein the hopping pattern is a relative channel access pattern, the relative channel access pattern indicating the occupancy to be used of the usable frequency and / or time hopping-based occupancy specified by the channel access pattern, wherein the data transmitter can be designed to use of the data signal, the plurality of sub-data packets in at least one subset, indicated by the relative channel access pattern, of the usable frequency- and / or time-jump-based occupancy of the Fr, indicated by the channel access pattern to send equenzbands.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Datensender ein Endpunkt des Kommunikationssystems sein. In exemplary embodiments, the data transmitter can be an end point of the communication system.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Endpunkt batteriebetrieben sein. In embodiments, the endpoint can be battery operated.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen einen Datenempfänger eines Kommunikationssystems, wobei zur Übertragung eines Datenpakets innerhalb des Kommunikationssystems das Datenpaket in eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufgeteilt wird, die jeweils kürzer sind als das Datenpaket, und wobei die Mehrzahl von Sub- Datenpaketen mittels eines Datensignals entsprechend eines Sprungmusters in einer Teilmenge von verwendbaren Ressourcenelemente des Kommunikationssystems übertragen werden, wobei zumindest zwei der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen eine Pilotsequenz aufweisen, wobei das Sprungmuster von einem Grundsprungmuster basierend auf einer Verschiebung des Grundsprungmusters in der Frequenz und/oder Zeit abgeleitet ist, wobei der Datenempfänger ausgebildet ist, um die [z.B. alle] von dem Kommunikationssystem zur Übertragung der pilotsequenzaufweisenden Sub-Datenpakete der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen verwendbaren Ressourcenelemente oder die von dem Kommunikationssystem zur Übertragung der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen verwendbaren Ressourcenelemente [z.B. definiert durch Zeitschlitze und Frequenzkanäle des Frequenzbands] des Kommunikationssystems jeweils mit einer Referenzsequenz [z.B. die der Pilotsequenz entspricht] zu korrelieren, um für die verwendbaren Ressourcenelemente Korrelationsergebnisse zu erhalten, und um die Korrelationsergebnisse [z.B. entsprechend der Lage der verwendbaren Ressourcenelemente in der Zeit und Frequenz [z.B. nicht verwendete Frequenzkanäle und/oder Zeitschlitze werden „ausgeblendet“]] in ein zumindest ein-dimensionales Array von Korrelationsergebnissen zu überführen, wobei der Datenempfänger ausgebildet ist, um eine Korrelation des zumindest ein-dimensionale Arrays von Korrelationsergebnissen mit einem zumindest eindimensionalen Array von Referenzwerten durchzuführen, wobei das zumindest eindimensionale Array von Referenzwerten von dem Grundsprungmuster abgeleitet ist. Further embodiments create a data receiver of a communication system, the data packet being divided into a plurality of sub-data packets, each of which is shorter than the data packet, for the transmission of a data packet within the communication system, and the plurality of sub-data packets using a data signal according to a jump pattern are transmitted in a subset of usable resource elements of the communication system, at least two of the plurality of sub-data packets one Have pilot sequence, the jump pattern being derived from a basic jump pattern based on a shift of the basic jump pattern in frequency and / or time, the data receiver being designed to receive the [eg all] of the communication system for transmitting the pilot-sequence-having sub-data packets of the plurality of Sub-data packets usable resource elements or the resource elements that can be used by the communication system to transmit the plurality of sub-data packets [e.g. defined by time slots and frequency channels of the frequency band] of the communication system are each correlated with a reference sequence [e.g. that corresponds to the pilot sequence] in order for the usable Resource elements to obtain correlation results, and to transfer the correlation results [eg according to the position of the usable resource elements in time and frequency [eg unused frequency channels and / or time slots are "masked out"]] in an at least one-d to transfer dimensional array of correlation results, the data receiver being designed to perform a correlation of the at least one-dimensional array of correlation results with an at least one-dimensional array of reference values, the at least one-dimensional array of reference values being derived from the basic jump pattern.
Bei Ausführungsbeispielen kann das Kommunikationssystem in einem Frequenzband drahtlos kommunizieren, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird. In exemplary embodiments, the communication system can communicate wirelessly in a frequency band that is used by a plurality of communication systems for communication.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger ausgebildet sein, um die Mehrzahl von Sub-Datenpaketen basierend auf der Korrelation des zumindest ein-dimensionalen Arrays von Korrelationsergebnissen mit dem zumindest ein-dimensionalen Array vonIn embodiments, the data receiver can be designed to receive the plurality of sub-data packets based on the correlation of the at least one-dimensional array of correlation results with the at least one-dimensional array of
Referenzwerten zu detektieren. Detect reference values.
Bei Ausführungsbeispielen kann das zumindest ein-dimensionale Array vonIn embodiments, the at least one-dimensional array of
Korrelationsergebnissen ein zwei-dimensionales Array von Korrelationsergebnissen sein, wobei das zumindest ein-dimensionale Array von Referenzwerten ein zwei-dimensionales Array von Referenzwerten ist. Correlation results be a two-dimensional array of correlation results, wherein the at least one-dimensional array of reference values is a two-dimensional array of reference values.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger ausgebildet sein, um eine zweidimensionale Korrelation des zwei-dimensionales Arrays von Korrelationsergebnissen mit dem zwei-dimensionales Array von Referenzwerten durchzuführen. Bei Ausführungsbeispielen kann die zwei-dimensionale Korrelation eine zwei-dimensionale Kreuzkorrelation im Zeitbereich sein. In embodiments, the data receiver can be designed to perform a two-dimensional correlation of the two-dimensional array of correlation results with the two-dimensional array of reference values. In exemplary embodiments, the two-dimensional correlation can be a two-dimensional cross-correlation in the time domain.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger ausgebildet sein, um die zweidimensionale Korrelation im Frequenzbereich durchzuführen. In exemplary embodiments, the data receiver can be designed to carry out the two-dimensional correlation in the frequency domain.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger ausgebildet sein, um das zweidimensionale Array von Korrelationsergebnissen in den Frequenzbereich zu transformieren [z.B. mittels DFT oder FFT], um eine transformierte Version des zwei-dimensionalen Arrays von Korrelationsergebnissen zu erhalten, wobei der Datenempfänger ausgebildet sein kann, um das zwei-dimensionale Array von Referenzwerten in den Frequenzbereich zu transformieren [z.B. mittels DFT oder FFT], um eine transformierte Version des zwei dimensionalen Arrays von Referenzwerten zu erhalten, wobei der Datenempfänger ausgebildet sein kann, um entweder das zwei-dimensionale Array von Korrelationsergebnissen oder das zwei-dimensionale Array von Referenzwerten vor der Transformation in den Frequenzbereich zu spiegeln, wobei der Datenempfänger ausgebildet sein kann, um die transformierte Version des zwei-dimensionale Arrays von Korrelationsergebnissen und die transformierte Version des zwei-dimensionalen Arrays von Referenzwerten elementweise zu multiplizieren, um ein zwei-dimensionales Multiplikationsergebnis zu erhalten, wobei der Datenempfänger ausgebildet sein kann, um das Multiplikationsergebnis in den Zeitbereich zu transformieren, um ein Gesamtkorrelationsergebnis zu erhalten. In embodiments, the data receiver can be designed to transform the two-dimensional array of correlation results into the frequency domain [e.g. by means of DFT or FFT] in order to obtain a transformed version of the two-dimensional array of correlation results, wherein the data receiver can be designed to transform the two-dimensional array of reference values into the frequency domain [e.g. by means of DFT or FFT] in order to obtain a transformed version of the two-dimensional array of reference values, wherein the data receiver can be designed to either send the two-dimensional array of correlation results or the two-dimensional array of reference values before the transformation into the frequency domain mirror, wherein the data receiver can be designed to multiply the transformed version of the two-dimensional array of correlation results and the transformed version of the two-dimensional array of reference values element by element in order to obtain a two-dimensional multiplication result, wherein the data receiver can be designed to transform the multiplication result into the time domain to obtain an overall correlation result.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger ausgebildet sein, um das zweidimensionale Array von Korrelationsergebnissen in eine virtuelle eindimensionale Ebene von Korrelationsergebnissen zu transformieren, wobei der Datenempfänger ausgebildet sein kann, um das zwei-dimensionale Array von Referenzwerten in eine virtuelle eindimensionale Ebene von Referenzwerten zu transformieren, wobei der Datenempfänger ausgebildet sein kann, um die virtuelle eindimensionale Ebene von Korrelationsergebnissen in den Frequenzbereich zu transformieren [z.B. mittels DFT oder FFT], um eine transformierte Version der virtuellen eindimensionalen Ebene von Korrelationsergebnissen zu erhalten, wobei der Datenempfänger ausgebildet sein kann, um die virtuelle eindimensionale Ebene von Referenzwerten in den Frequenzbereich zu transformieren [z.B. mittels DFT oder FFT], um eine transformierte Version der virtuellen eindimensionalen Ebene von Referenzwerten zu erhalten, wobei der Datenempfänger ausgebildet sein kann, um entweder die virtuelle eindimensionale Ebene von Korrelationsergebnissen oder die virtuelle eindimensionale Ebene von Referenzwerten vor der Transformation in den Frequenzbereich zu spiegeln, wobei der Datenempfänger ausgebildet sein kann, um die transformierte Version der virtuellen eindimensionalen Ebene von Korrelationsergebnissen oder die transformierte Version der virtuellen eindimensionale Ebene von Referenzwerten elementarweise zu multiplizieren, um ein Multiplikationsergebnis zu erhalten, wobei der Datenempfänger ausgebildet sein kann, um das Multiplikationsergebnis in den Zeitbereich zu transformieren, um ein Gesamtkorrelationsergebnis zu erhalten. In embodiments, the data receiver can be designed to transform the two-dimensional array of correlation results into a virtual one-dimensional level of correlation results, wherein the data receiver can be designed to transform the two-dimensional array of reference values into a virtual one-dimensional level of reference values, wherein the data receiver can be designed to transform the virtual one-dimensional level of correlation results into the frequency domain [e.g. using DFT or FFT] in order to obtain a transformed version of the virtual one-dimensional level of correlation results To transform the level of reference values into the frequency range [eg by means of DFT or FFT] in order to obtain a transformed version of the virtual one-dimensional level of reference values, the data receiver being designed k ann to mirror either the virtual one-dimensional level of correlation results or the virtual one-dimensional level of reference values before the transformation into the frequency domain, wherein the data receiver can be designed to multiply the transformed version of the virtual one-dimensional plane of correlation results or the transformed version of the virtual one-dimensional plane of reference values elementary in order to obtain a multiplication result, wherein the data receiver can be designed to convert the multiplication result into the time domain transform to get an overall correlation result.
Bei Ausführungsbeispielen kann das zwei-dimensionale Array von Korrelationsergebnissen und das zwei-dimensionale Array von Referenzwerten die gleiche Arraygröße aufweisen. In exemplary embodiments, the two-dimensional array of correlation results and the two-dimensional array of reference values can have the same array size.
Bei Ausführungsbeispielen können die verwendbaren Ressourcenelemente des Kommunikationssystems entsprechend der Lage der verwendbaren Ressourcenelemente in der Zeit und Frequenz Elementen des zwei-dimensionalen Arrays von Korrelationsergebnissen zugeordnet sein. In exemplary embodiments, the usable resource elements of the communication system can be assigned to elements of the two-dimensional array of correlation results in accordance with the position of the usable resource elements in time and frequency.
Bei Ausführungsbeispielen kann das zumindest ein-dimensionale Array von Referenzwerten dem Grundsprungmuster entsprechen. In exemplary embodiments, the at least one-dimensional array of reference values can correspond to the basic jump pattern.
Bei Ausführungsbeispielen können die Elemente des zwei-dimensionalen Arrays von Referenzwerten, die Ressourcenelementen zugeordnet sind, die entsprechend des Grundsprungmusters ein Sub-Datenpaket aufweisen, einen [z.B. normierten] Referenzwert aufweisen, der die Korrelationslänge der Korrelation der Pilotsequenz mit der Referenzsequenz widerspiegelt. In embodiments, the elements of the two-dimensional array of reference values that are assigned to resource elements that have a sub-data packet according to the basic jump pattern may include a [e.g. normalized] reference value which reflects the correlation length of the correlation of the pilot sequence with the reference sequence.
Bei Ausführungsbeispielen können die übrigen Elemente des zwei-dimensionalen Arrays von Referenzwerten Null als Referenzwert aufweisen. In exemplary embodiments, the remaining elements of the two-dimensional array of reference values can have zero as a reference value.
Bei Ausführungsbeispielen können die verwendbaren Ressourcenelemente des Kommunikationssystems durch Frequenzkanäle [z.B. des Frequenzbands] und Zeitschlitze definiert sein. In embodiments, the usable resource elements of the communication system can be defined by frequency channels [e.g. of the frequency band] and time slots.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger ausgebildet sein, um ein Steuersignal zu senden basierend auf dem sich ein Datensender des Kommunikationssystems synchronisieren kann. Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger ausgebildet sein, um ein Steuersignal zu senden, wobei das Steuersignal eine Information über einen von dem Datensender des Kommunikationssystems zu verwendenden Frequenz- und/oder Zeitbereich aufweist. In exemplary embodiments, the data receiver can be designed to send a control signal based on which a data transmitter of the communication system can synchronize. In exemplary embodiments, the data receiver can be designed to send a control signal, the control signal having information about a frequency and / or time range to be used by the data transmitter of the communication system.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger ausgebildet sein, um ein Steuersignal zu senden, wobei das Steuersignal eine Information über die von demIn embodiments, the data receiver can be designed to send a control signal, the control signal information about the from the
Kommunikationssystem zur Übertragung der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen verwendbaren Ressourcenelemente aufweist. Communication system for transmitting the plurality of sub-data packets usable resource elements.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger ausgebildet sein, um ein Steuersignal zu senden, wobei das Steuersignal eine Information über ein Kanalzugriffsmuster aufweist, wobei das Kanalzugriffsmuster eine für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcenelementen des Frequenzbands angibt, wobei das Kanalzugriffsmuster die von demIn exemplary embodiments, the data receiver can be designed to send a control signal, the control signal having information about a channel access pattern, the channel access pattern specifying a frequency and / or time-hopping-based allocation of resource elements of the frequency band that can be used for the communication of the communication system, the channel access pattern those of that
Kommunikationssystem zur Übertragung der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen verwendbaren Ressourcenelemente angibt, wobei das Sprungmuster ein relatives Kanalzugriffsmuster ist, wobei das relative Kanalzugriffsmuster die zu verwendende Belegung der durch das Kanalzugriffsmuster angegebenen verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung angibt. Communication system for the transmission of the plurality of sub-data packets indicates usable resource elements, the hopping pattern being a relative channel access pattern, the relative channel access pattern specifying the occupancy to be used of the usable frequency and / or time hopping-based occupancy indicated by the channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger eine Basisstation sein. In embodiments, the data receiver can be a base station.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basistation batteriebetrieben sein. In embodiments, the base station can be battery operated.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Senden eines Datenpakets in einem Kommunikationssystem. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Aufteilens eines zum Senden anstehenden Datenpakets [z.B. der Bitübertragungsschicht im OSI-Modell] in eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen, die jeweils kürzer sind als das Datenpaket. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Ableitens eines Sprungmusters von einem Grundsprungmuster basierend auf einer [z.B. durch eine] Verschiebung des Grundsprungmusters in der Frequenz und/oder Zeit. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Sendens eines Datensignals mit der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen entsprechend des Sprungmusters [z.B. innerhalb eines zulässigen Frequenz- und/oder Zeitbereichs], so dass die Mehrzahl von Sub-Datenpaketen entsprechend einer durch das Sprungmuster angegebenen frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung des Frequenzbands verteilt übertragen werden. Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zur Übertragung von Daten zwischen Teilnehmern eines Kommunikationssystems. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Sendens eines ersten Datensignals mit einer ersten Mehrzahl von Sub-Datenpakten entsprechend eines ersten Sprungmusters durch einen ersten Teilnehmer des Kommunikationssystems [z.B. um die erste Mehrzahl von Sub-Datenpaketen entsprechend einer durch das erste Sprungmuster angegebenen ersten frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung des Frequenzbands verteilt zu übertragen]. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Sendens eines zweiten Datensignals mit einer zweiten Mehrzahl von Sub-Datenpaketen entsprechend eines zweiten Sprungmusters durch einen zweiten Teilnehmer des Kommunikationssystems [z.B. um die zweite Mehrzahl von Sub- Datenpaketen entsprechend einer durch das zweite Sprungmuster angegebenen zweiten frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung des Frequenzbands verteilt zu übertragen], wobei das erste Sprungmuster und das zweite Sprungmuster von dem gleichen Grundsprungmuster abgeleitet sind, wobei das erste Sprungmuster basierend auf einer ersten Verschiebung des Grundsprungmusters in der Frequenz und/oder Zeit abgeleitet ist, wobei das zweite Sprungmuster basierend auf einer zweiten Verschiebung des Grundsprungmusters in der Frequenz und/oder Zeit abgeleitet ist, wobei die erste Verschiebung und die zweite Verschiebung unterschiedlich sind [z.B. so dass sich die mit dem ersten Datensignal entsprechend des ersten Sprungmusters ausgesendeten Sub- Datenpakete und die von dem zweiten Datensender entsprechend des zweiten Sprungmusters ausgesendeten Sub-Datenpakete nicht oder nur teilweise überlagern bzw. kollidieren]. Further exemplary embodiments create a method for sending a data packet in a communication system. The method comprises a step of dividing a data packet pending transmission [eg the physical layer in the OSI model] into a plurality of sub-data packets, each of which is shorter than the data packet. The method further comprises a step of deriving a hop pattern from a basic hop pattern based on a shift of the basic hop pattern in frequency and / or time. Furthermore, the method comprises a step of sending a data signal with the plurality of sub-data packets according to the hop pattern [eg within a permissible frequency and / or time range], so that the plurality of sub-data packets according to a frequency and frequency specified by the hop pattern / or time-hopping-based occupancy of the frequency band are transmitted in a distributed manner. Further exemplary embodiments create a method for the transmission of data between subscribers of a communication system. The method comprises a step of sending a first data signal with a first plurality of sub-data packets corresponding to a first hopping pattern by a first subscriber of the communication system [e.g. to transfer the first plurality of sub-data packets corresponding to a first frequency and / or frequency specified by the first hopping pattern. or time-hopping based allocation of the frequency band distributed]. The method further comprises a step of sending a second data signal with a second plurality of sub-data packets corresponding to a second hopping pattern by a second subscriber of the communication system [e.g. by the second plurality of sub-data packets corresponding to a second frequency and frequency specified by the second hopping pattern / or time-hopping-based allocation of the frequency band distributed], the first hopping pattern and the second hopping pattern being derived from the same basic hopping pattern, the first hopping pattern being derived based on a first shift of the basic hopping pattern in frequency and / or time, the second Hopping pattern is derived based on a second shift of the basic hopping pattern in frequency and / or time, the first shifting and the second shifting being different [eg so that the one transmitted with the first data signal corresponds to the first hopping pattern n sub-data packets and the sub-data packets sent out by the second data transmitter according to the second jump pattern do not or only partially overlap or collide].
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Empfangen von Daten in einem Kommunikationssystem, wobei zur Übertragung eines Datenpakets innerhalb des Kommunikationssystems das Datenpaket in eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufgeteilt wird, die jeweils kürzer sind als das Datenpaket, und wobei die Mehrzahl von Sub- Datenpaketen mittels eines Datensignals entsprechend eines Sprungmusters in einer Teilmenge von verwendbaren Ressourcenelemente des Kommunikationssystems übertragen werden, wobei zumindest zwei der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen eine Pilotsequenz aufweisen, wobei das Sprungmuster von einem Grundsprungmuster basierend auf einer Verschiebung des Grundsprungmusters in der Frequenz und/oder Zeit abgeleitet ist. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Korrelierens der von dem Kommunikationssystem zur Übertragung der pilotsequenzaufweisenden Sub-Datenpakete der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen verwendbaren Ressourcenelemente oder die von dem Kommunikationssystem zur Übertragung der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen verwendbaren Ressourcenelemente [z.B. definiert durch Zeitschlitze und Frequenzkanäle des Frequenzbands] des Kommunikationssystems jeweils mit einer Referenzsequenz [z.B. die der Pilotsequenz entspricht], um für die verwendbaren Ressourcenelemente Korrelationsergebnisse zu erhalten. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Überführens der Korrelationsergebnisse [z.B. entsprechend der Lage der verwendbaren Ressourcenelemente in der Zeit und Frequenz [z.B. nicht verwendete Frequenzkanäle und/oder Zeitschlitze werden „ausgeblendet“]] in ein zumindest ein-dimensionales Array von Korrelationsergebnissen. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Durchführens einer Korrelation zwischen dem zumindest ein-dimensionalen Array von Korrelationsergebnissen und dem zumindest ein-dimensionalen Array von Referenzwerten, wobei das zumindest ein dimensionale Array von Referenzwerten von dem Grundsprungmuster abgeleitet ist. Further embodiments create a method for receiving data in a communication system, the data packet being divided into a plurality of sub-data packets, each of which is shorter than the data packet, for the transmission of a data packet within the communication system, and the plurality of sub-data packets using of a data signal corresponding to a hop pattern in a subset of usable resource elements of the communication system, at least two of the plurality of sub-data packets having a pilot sequence, the hop pattern being derived from a basic hop pattern based on a shift of the basic hop pattern in frequency and / or time . The method comprises a step of correlating the resource elements that can be used by the communication system to transmit the pilot-sequence sub-data packets of the plurality of sub-data packets or the resource elements that can be used by the communication system to transmit the plurality of sub-data packets [eg defined by time slots and frequency channels of the frequency band] of the communication system in each case with a reference sequence [eg which corresponds to the pilot sequence] in order to obtain correlation results for the resource elements that can be used. The method further comprises a step of transferring the correlation results [eg according to the position of the usable resource elements in time and frequency [eg unused frequency channels and / or time slots are "masked out"]] into an at least one-dimensional array of correlation results. The method further comprises a step of performing a correlation between the at least one-dimensional array of correlation results and the at least one-dimensional array of reference values, the at least one dimensional array of reference values being derived from the basic jump pattern.
Ausführungsbeispiele schaffen einen Datensender eines Kommunikationssystems, wobei der Datensender ausgebildet ist, um ein Datensignal entsprechend eines Sprungmusters [z.B. innerhalb eines zulässigen Frequenz- und/oder Zeitbereichs bzw. zulässigen Ressourcenbereichs] [z.B. in einer durch das Sprungmuster angebenden Teilmenge der zur Übertragung des Datensignals verwendbaren Ressourcenelemente des Kommunikationssystems] zu senden, wobei das Datensignal eine Mehrzahl von Sub- Datenpaketen aufweist, die entsprechend einer durch das Sprungmuster angegebenen frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung [z.B. von Ressourcenelementen] [z.B. von verwendbaren Ressourcenelementen des Kommunikationssystems] des Frequenzbands verteilt übertragen werden, wobei der Datensender ausgebildet ist, um das Sprungmuster von einem Grundsprungmuster basierend auf einer [z.B. durch eine] Verschiebung des Grundsprungmusters in der Frequenz [z.B. in Frequenzrichtung] und/oder Zeit [z.B. in Zeitrichtung] abzuleiten, wobei der Datensender ausgebildet ist, um beim Ableiten des Sprungmusters von dem Grundsprungmuster, sofern zumindest ein Sprung des Sprungmusters bedingt durch die Ableitung des Sprungmusters von dem Grundsprungmusters basierend auf der Verschiebung des Grundsprungmusters in der Frequenz [z.B. in Frequenzrichtung] außerhalb eines zulässigen Frequenzbereichs [z.B. zulässigen Ressourcenbereichs [= zur Übertragung der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen verwendbare Ressourcenelemente des Kommunikationssystems]] liegt, den zumindest einen Sprung [z.B. ein [z.B. einzelnes] durch das Sprungmuster definiertes Ressourcenelement oder Sub-Datenpaket] basierend auf einer [z.B. durch eine] zyklischen Verschiebung in der Frequenz in den zulässigen Frequenzbereich zu verschieben und den zumindest einen Sprung zusätzlich basierend auf einer [z.B. durch eine] linearen Verschiebung [z.B. eine Verschiebung um ein Ressourcenelement; z.B. in den nachfolgenden oder vorausgegangenen Zeitschlitz oder Zeitschlitzindex] in der Zeit zu verschieben. Bei Ausführungsbeispielen kommuniziert der Datensender bzw. das Kommunikationssystem in einem Frequenzband drahtlos, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird. Embodiments create a data transmitter of a communication system, the data transmitter being designed to transmit a data signal according to a jump pattern [e.g. within a permissible frequency and / or time range or permissible resource range] [e.g. in a subset that can be used for transmission of the data signal, indicated by the jump pattern Resource elements of the communication system], the data signal having a plurality of sub-data packets which are transmitted in a distributed manner according to a frequency and / or time jump-based allocation [e.g. of resource elements] [e.g. of usable resource elements of the communication system] of the frequency band specified by the hop pattern , the data transmitter being designed to derive the jump pattern from a basic jump pattern based on a shift of the basic jump pattern in frequency [e.g. in frequency direction] and / or time [e.g. in time direction], wherein the data transmitter is designed to, when deriving the jump pattern from the basic jump pattern, provided at least one jump of the jump pattern caused by the derivation of the jump pattern from the basic jump pattern based on the shift of the basic jump pattern in frequency [e.g. in frequency direction] outside a permissible frequency range [e.g. permissible Resource area [= resource elements of the communication system that can be used to transmit the plurality of sub-data packets]] is located, the at least one jump [e.g. a [e.g. single] resource element or sub-data packet defined by the jump pattern] based on a [e.g. by a] cyclical shift to shift the frequency into the permissible frequency range and the at least one jump additionally based on a [eg by a] linear shift [eg a shift by a resource element; eg in the following or previous time slot or time slot index] to shift in time. In exemplary embodiments, the data transmitter or the communication system communicates wirelessly in a frequency band which is used by a plurality of communication systems for communication.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datensender ausgebildet, um beim Ableiten des Sprungmusters von dem Grundsprungmuster, sofern zumindest ein Sprung des Sprungmusters bedingt durch die Ableitung des Sprungmusters von dem Grundsprungmusters basierend auf der Verschiebung des Grundsprungmusters in der Zeit [z.B. in Zeitrichtung] außerhalb eines zulässigen Zeitbereichs [z.B. zulässigen Ressourcenbereichs [= zur Übertragung der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen verwendbare Ressourcenelemente des Kommunikationssystems]] liegt, den zumindest einen Sprung durch eine zyklische Verschiebung in der zeit in den zulässigen Zeitbereich zu verschieben. In embodiments, the data transmitter is designed to respond when deriving the jump pattern from the basic jump pattern, provided that at least one jump of the jump pattern is caused by the derivation of the jump pattern from the basic jump pattern based on the shift of the basic jump pattern in time [e.g. in time direction] outside a permissible time range [e.g. permissible resource range [= resource elements of the communication system that can be used to transmit the plurality of sub-data packets]] is to shift the at least one jump into the permissible time range by means of a cyclical shift in time.
Bei Ausführungsbeispielen wird bei der linearen Verschiebung der Sprung des Sprungmusters um genau plus einen Zeitwert [z.B. ein Ressourcenelement [z.B. einen Zeitschlitz oder Zeitschlitzindex]] verschoben. In embodiments, in the case of the linear shift, the jump of the jump pattern is increased by exactly plus a time value [e.g. a resource element [e.g. a time slot or time slot index]] shifted.
Bei Ausführungsbeispielen werden bei der zyklischen Verschiebung der ausgehend von einer Grenze des zulässigen Frequenz- und/oder Zeitbereichs um einen Zeit- und/oder Frequenzwert [z.B. eine Anzahl von Ressourcenelementen [z.B. eine Anzahl an Frequenzkanälen und/oder Zeitschlitzen]] außerhalb des zulässigen Frequenz- und/oder Zeitbereichs liegende zumindest eine Sprung des Sprungmusters um den gleichen Zeit- und/oder Frequenzwert [z.B. die gleiche Anzahl an Ressourcenelementen [z.B. die gleiche Anzahl an Frequenzkanälen und/oder Zeitschlitzen]] ausgehend von einer gegenüberliegenden Grenze des Frequenz- und/oder Zeitbereichs in den zulässigen Frequenz- und/oder Zeitbereich verschoben. In exemplary embodiments, in the case of the cyclical shifting, starting from a limit of the permissible frequency and / or time range, by a time and / or frequency value [e.g. a number of resource elements [e.g. a number of frequency channels and / or time slots]] outside the permissible frequency and / or time range, at least one jump in the hopping pattern by the same time and / or frequency value [e.g. the same number of resource elements [e.g. the same number of frequency channels and / or time slots]], based on an opposite limit of the frequency and / or time range, shifted into the permissible frequency and / or time range.
Bei Ausführungsbeispielen erfolgt die zyklische Verschiebung des außerhalb des zulässigen Frequenz- und/oder Zeitbereichs liegenden zumindest einen Sprung des Sprungmusters in den zulässigen Frequenz- und/oder Zeitbereich basierend auf einer Modulo-Operation erfolgen. In embodiments, the cyclical shift of the at least one jump of the jump pattern into the permissible frequency and / or time range, which lies outside the permissible frequency and / or time range, takes place based on a modulo operation.
Bei Ausführungsbeispielen liegt der zulässige Frequenzbereich innerhalb von Bandgrenzen des Frequenzbands [z.B. wobei der zulässige Frequenzbereich von Bandgrenzen des Frequenzbands begrenzt ist]. Bei Ausführungsbeispielen erfolgt ein Zugriff des Kommunikationssystems auf das Frequenzband basierend auf [z.B. periodisch] aufeinander folgenden Zeitabschnitten, wobei der zulässige Zeitbereich innerhalb eines der Zeitabschnitte liegt [z.B. wobei der zulässige Zeitbereich von dem Zeitabschnitt begrenzt wird, oder wobei der zulässige Zeitbereich ein Datenübertragungsabschnitt des Zeitabschnitts ist [z.B. der auf einen Signalisierungsabschnitt] folgt]. In exemplary embodiments, the permissible frequency range lies within the band limits of the frequency band [for example, the permissible frequency range being limited by the band limits of the frequency band]. In embodiments, the communication system accesses the frequency band based on [e.g. periodically] successive time segments, the permissible time range being within one of the time segments [e.g. wherein the permissible time range is limited by the time segment, or the permissible time range is a data transmission segment of the time segment is [eg that follows a signaling section]].
Bei Ausführungsbeispielen ist der zulässige Frequenzbereich [oder das Frequenzband] in Frequenzkanäle unterteilt, wobei der Frequenzwert [z.B. Frequenzindex oder Frequenzwertindex] eine Anzahl von Frequenzkanälen ist. In embodiments, the permissible frequency range [or the frequency band] is divided into frequency channels, the frequency value [e.g. Frequency index or frequency value index] is a number of frequency channels.
Bei Ausführungsbeispielen ist der zulässige Zeitbereich in Zeitschlitze unterteilt, wobei der Zeitwert [z.B. Zeitindex oder Zeitwertwertindex] eine Anzahl von Zeitschlitzen ist. In embodiments, the permitted time range is divided into time slots, the time value [e.g. Time index or time value index] is a number of time slots.
Bei Ausführungsbeispielen sind unmittelbar aufeinander folgende Sprünge desIn exemplary embodiments, immediately successive jumps of the
Grundsprungmusters um mindestens einen Frequenzkanal voneinander beabstandet. Basic hopping pattern spaced from one another by at least one frequency channel.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datensender ausgebildet, um das Sprungmuster von dem Grundsprungmuster basierend auf einer zufälligen oder pseudozufälligen Verschiebung des Grundsprungmusters in der Frequenz und/oder Zeit abzuleiten. In embodiments, the data transmitter is designed to derive the hopping pattern from the basic hopping pattern based on a random or pseudo-random shift of the basic hopping pattern in frequency and / or time.
Bei Ausführungsbeispielen liegt der pseudozufälligen Verschiebung desIn exemplary embodiments, the pseudo-random shift of the
Grundsprungmusters ein immanenter Parameter des Datensenders, des Datenempfängers oder des Kommunikationssystems zugrunde. Basic jump pattern is based on an immanent parameter of the data transmitter, the data receiver or the communication system.
Bei Ausführungsbeispielen liegt der pseudozufälligen Verschiebung desIn exemplary embodiments, the pseudo-random shift of the
Grundsprungmusters eine CRC (=cyclic redundancy check, dt. zyklischeBasic jump pattern a CRC (= cyclic redundancy check, German cyclic
Redundanzprüfung), einen CMAC (=cipher-based message authentication code, dt. chiffrenbasierter Nachrichtenauthentifizierungscode) oder eine ID (= Identifikation) des Datensenders zugrunde. Redundancy check), a CMAC (= cipher-based message authentication code) or an ID (= identification) of the data sender.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datensender ausgebildet, um zumindest zwei der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen mit Pilotsequenzen zu versehen. In exemplary embodiments, the data transmitter is designed to provide at least two of the plurality of sub-data packets with pilot sequences.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datensender ausgebildet, um ein Steuersignal [z.B. von einer Basisstation] des Kommunikationssystems zu empfangen, wobei das Steuersignal eine Information über das Grundsprungmuster aufweist. Bei Ausführungsbeispielen ist der Datensender ausgebildet, um sich in der Zeit und/oder Frequenz auf das Steuersignal zu synchronisieren. In exemplary embodiments, the data transmitter is designed to receive a control signal [for example from a base station] of the communication system, the control signal having information about the basic hop pattern. In exemplary embodiments, the data transmitter is designed to synchronize with the control signal in terms of time and / or frequency.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datensender ausgebildet, um ein Steuersignal [z.B. von einer Basisstation] des Kommunikationssystems zu empfangen, wobei das Steuersignal eine Information über einen zulässigen Frequenz- und/oder Zeitbereich zur Übertragung des Datensignals mit der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufweist, wobei der Datensender ausgebildet ist, um das Datensignal mit der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen innerhalb des zulässigen Frequenz- und/oder Zeitbereichs zu übertragen. In embodiments, the data transmitter is designed to receive a control signal [e.g. from a base station] of the communication system, the control signal having information about a permissible frequency and / or time range for the transmission of the data signal with the plurality of sub data packets, the data transmitter being designed to transmit the data signal with the plurality of sub -Transmit data packets within the permissible frequency and / or time range.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datensender ausgebildet, um ein Steuersignal [z.B. von einer Basisstation des Kommunikationssystems] zu empfangen, wobei das Steuersignal eine Information über ein Kanalzugriffsmuster aufweist, wobei das Kanalzugriffsmuster eine für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung des Frequenzbands angibt, wobei der Datensender ausgebildet ist, um das Kanalzugriffsmuster basierend auf der Information über das Kanalzugriffsmuster zu ermitteln, wobei das Sprungmuster ein relatives Kanalzugriffsmuster ist, wobei das relative Kanalzugriffsmuster die zu verwendende Belegung der durch das Kanalzugriffsmuster angegebenen verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung angibt, wobei der Datensender ausgebildet ist, um mittels des Datensignals die Mehrzahl von Sub-Datenpaketen in zumindest einer durch das relative Kanalzugriffsmuster angegebenen Teilmenge der durch das Kanalzugriffsmuster angegebenen verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung des Frequenzbands zu senden. In embodiments, the data transmitter is designed to receive a control signal [e.g. from a base station of the communication system], the control signal having information about a channel access pattern, the channel access pattern indicating a frequency and / or time-hopping-based occupancy of the frequency band which can be used for the communication of the communication system, the data transmitter being designed to be based on the channel access pattern to determine on the information about the channel access pattern, the hopping pattern being a relative channel access pattern, the relative channel access pattern indicating the occupancy to be used of the usable frequency and / or time hopping-based occupancy specified by the channel access pattern, the data transmitter being designed to use the data signal the plurality of sub-data packets in at least one subset, indicated by the relative channel access pattern, of the usable frequency-based and / or time-hop-based occupancy of the frequency band indicated by the channel access pattern to send.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datensender ein Endpunkt des Kommunikationssystems. In embodiments, the data transmitter is an end point of the communication system.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Endpunkt batteriebetrieben. In embodiments, the endpoint is battery operated.
Bei Ausführungsbeispielen ist das Grundsprungmuster ein erstes Grundsprungmuster, wobei der Datensender ausgebildet ist, um das Sprungmuster von dem ersten Grundsprungmuster oder einem zweiten Grundsprungmuster basierend auf einer [z.B. durch eine] Verschiebung des jeweiligen Grundsprungmusters in der Frequenz [z.B. in Frequenzrichtung] und/oder Zeit [z.B. in Zeitrichtung] abzuleiten, wobei das erste Grundsprungmuster und das zweite Grundsprungmuster unterschiedlich sind. Bei Ausführungsbeispielen sind das erste Grundsprungmuster und das zweite Grundsprungmuster unterschiedliche Abstände in der Zeit und/oder Frequenz zwischen zumindest zwei aufeinander folgenden Sprüngen der jeweiligen Grundsprungmuster aufweisen. In embodiments, the basic jump pattern is a first basic jump pattern, the data transmitter being designed to convert the jump pattern from the first basic jump pattern or a second basic jump pattern based on a shift of the respective basic jump pattern in frequency [e.g. in frequency direction] and / or time [eg in time direction], the first basic jump pattern and the second basic jump pattern being different. In embodiments, the first basic jump pattern and the second basic jump pattern have different intervals in time and / or frequency between at least two successive jumps of the respective basic jump pattern.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datensender ausgebildet, um das Datensignal mit einem Frequenzoffset zu beaufschlagen, der von dem Sprungmuster abhängig ist [z.B. um einen Datenempfänger das verwendete Sprungmuster zu signalisieren]. In exemplary embodiments, the data transmitter is designed to apply a frequency offset to the data signal which is dependent on the hopping pattern [e.g. to signal the jump pattern used to a data receiver].
Bei Ausführungsbeispielen ist der Frequenzoffset kleiner als % einer Symbolrate. In exemplary embodiments, the frequency offset is less than% of a symbol rate.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datensender ausgebildet, um das Datensignal mit einem Zeitversatz zu beaufschlagen, der von dem Sprungmuster abhängig ist [z.B. um einen Datenempfänger das verwendete Sprungmuster zu signalisieren]. In embodiments, the data transmitter is designed to apply a time offset to the data signal which is dependent on the hopping pattern [e.g. to signal the jump pattern used to a data receiver].
Bei Ausführungsbeispielen ist der Zeitversatz kleiner als % einer Dauer eines Ressourcenelements, In exemplary embodiments, the time offset is less than% of a duration of a resource element,
Bei Ausführungsbeispielen ist der Zeitversatz kleiner als 4 einer Symboldauer. In exemplary embodiments, the time offset is less than 4 a symbol duration.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datensender ausgebildet, um zumindest zwei Sub- Datenpakete der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen mit [z.B. verschiedenen] Pilotsequenzen [z.B. Präambeln] zu versehen, wobei die Pilotsequenzen von dem Sprungmuster abhängig sind [z.B. um einen Datenempfänger das verwendete Sprungmuster zu signalisieren]. In embodiments, the data transmitter is designed to transmit at least two sub-data packets of the plurality of sub-data packets with [e.g. various] pilot sequences [e.g. Preambles], the pilot sequences being dependent on the jump pattern [e.g. to signal the jump pattern used to a data receiver].
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen einen Datensender eines Kommunikationssystems, wobei der Datensender ausgebildet ist, um ein Datensignal entsprechend eines Sprungmusters [z.B. innerhalb eines zulässigen Frequenz- und/oder Zeitbereichs bzw. zulässigen Ressourcenbereichs] [z.B. in einer durch das Sprungmuster angebenden Teilmenge der zur Übertragung des Datensignals verwendbaren Ressourcenelemente des Kommunikationssystems] zu senden, wobei das Datensignal eine Mehrzahl von Sub- Datenpaketen aufweist, die entsprechend einer durch das Sprungmuster angegebenen frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung [z.B. von Ressourcenelementen] [z.B. von verwendbaren Ressourcenelementen des Kommunikationssystems] des Frequenzbands verteilt übertragen werden, wobei der Datensender ausgebildet ist, um das Sprungmuster von einem Grundsprungmuster abzuleiten, wobei die Ableitung des Sprungmusters von dem Grundsprungmuster einer Verschiebung des Grundsprungmusters in der Frequenz und/oder in der Zeit entspricht, wobei, sofern zumindest ein Sprung durch die Verschiebung des Grundsprungmusters in der Frequenz außerhalb eines zulässigen Frequenzbereichs [z.B. zulässigen Ressourcenbereichs [= zur Übertragung der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen verwendbare Ressourcenelemente des Kommunikationssystems]] liegt, die Ableitung des Sprungmusters von dem Grundsprungmuster einer Verschiebung des Grundsprungmusters in der Frequenz und/oder in der Zeit entspricht, bei der der zumindest eine Sprung basierend auf einer [z.B. durch eine] zyklischen Verschiebung in der Frequenz in den zulässigen Frequenzbereich verschoben wird und bei der der zumindest einen Sprung zusätzlich basierend auf einer [z.B. durch eine] linearen Verschiebung [z.B. eine Verschiebung um ein Ressourcenelement; z.B. in den nachfolgenden Zeitschlitz] in der zeit verschoben wird. Further embodiments create a data transmitter of a communication system, the data transmitter being designed to transmit a data signal according to a jump pattern [e.g. within a permissible frequency and / or time range or permissible resource range] [e.g. in a subset of the data signal for transmission of the data signal indicated by the jump pattern usable resource elements of the communication system], the data signal having a plurality of sub-data packets which are transmitted in a distributed manner according to a frequency and / or time jump-based occupancy [e.g. of resource elements] [e.g. of usable resource elements of the communication system] of the frequency band specified by the hop pattern the data transmitter is designed to derive the hopping pattern from a basic hopping pattern, the derivation of the hopping pattern from the basic hopping pattern being a shift of the basic hopping pattern in frequency and / or corresponds in time, where, if at least one jump due to the shift of the basic jump pattern in frequency lies outside a permissible frequency range [e.g. permissible resource range [= resource elements of the communication system that can be used to transmit the plurality of sub-data packets]], the derivation of the jump pattern from the basic jump pattern corresponds to a shift in the basic jump pattern in frequency and / or in the time at which the at least one jump is shifted into the permissible frequency range based on a cyclical shift in frequency and in which the at least one jump is additionally shifted based on a [eg by a] linear displacement [eg a displacement by a resource element; eg in the following time slot] is shifted in time.
Bei Ausführungsbeispielen kommuniziert der Datensender bzw. das Kommunikationssystem in einem Frequenzband drahtlos, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird. In exemplary embodiments, the data transmitter or the communication system communicates wirelessly in a frequency band which is used by a plurality of communication systems for communication.
Bei Ausführungsbeispielen entspricht, sofern zumindest ein Sprung durch die Verschiebung des Grundsprungmusters in der Zeit außerhalb eines zulässigen Zeitbereichs [z.B. zulässigen Ressourcenbereichs [= zur Übertragung der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen verwendbare Ressourcenelemente des Kommunikationssystems]] liegt, die Ableitung des Sprungmusters von dem Grundsprungmuster einer Verschiebung des Grundsprungmusters in der Frequenz und/oder in der Zeit, bei der der zumindest Sprung basierend auf einer [z.B. durch eine] zyklischen Verschiebung in der Zeit in den zulässigen Frequenzbereich verschoben wird. In embodiments, if at least one jump due to the shift of the basic jump pattern in time outside a permissible time range [e.g. permissible resource area [= resource elements of the communication system that can be used to transmit the plurality of sub-data packets]], the derivation of the jump pattern from the basic jump pattern is a shift of the basic jump pattern in frequency and / or in the time at which the at least jump is based on a [ e.g. is shifted by a] cyclical shift in time into the permissible frequency range.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen einen Datenempfänger eines Kommunikationssystems, wobei der Datenempfänger ausgebildet ist, um ein Datensignal zu empfangen, wobei das Datensignal entsprechend eines Sprungmusters [z.B. innerhalb eines zulässigen Frequenz- und/oder Zeitbereichs bzw. zulässigen Ressourcenbereichs] [z.B. in einer durch das Sprungmuster angebenden Teilmenge der zur Übertragung des Datensignals verwendbaren Ressourcenelemente des Kommunikationssystems] übertragen wird, wobei das Datensignal eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufweist, die entsprechend einer durch das Sprungmuster angegebenen frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung [z.B. von Ressourcenelementen] [z.B. von verwendbaren Ressourcenelementen des Kommunikationssystems] des Frequenzbands verteilt übertragen werden, wobei zumindest zwei der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen eine Pilotsequenz aufweisen, wobei das Sprungmuster von einem Grundsprungmuster basierend auf einer [z.B. durch eine] Verschiebung des Grundsprungmusters in der Frequenz [z.B. in Frequenzrichtung] und/oder Zeit [z.B. in Zeitrichtung] abgeleitet ist, wobei beim Ableiten des Sprungmusters von dem Grundsprungmuster, sofern zumindest ein Sprung des Sprungmusters bedingt durch die Ableitung des Sprungmusters von dem Grundsprungmusters basierend auf der Verschiebung des Grundsprungmusters in der Frequenz [z.B. in Frequenzrichtung] außerhalb eines zulässigen Frequenzbereichs [z.B. zulässigen Ressourcenbereichs [= zur Übertragung der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen verwendbare Ressourcenelemente des Kommunikationssystems]] liegt, der zumindest einen Sprung basierend auf einer [z.B. durch eine] zyklischen Verschiebung in der Frequenz in den zulässigen Frequenzbereich verschoben wird und der zumindest einen Sprung zusätzlich basierend auf einer [z.B. durch eine] linearen Verschiebung [z.B. eine Verschiebung um ein Ressourcenelement; z.B. in den nachfolgenden Zeitschlitz] in der Zeit verschoben wird, wobei der Datenempfänger ausgebildet ist, um die [z.B. alle] von dem Kommunikationssystem zur Übertragung der pilotsequenzaufweisenden Sub-Datenpakete der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen verwendbaren Ressourcenelemente oder die von dem Kommunikationssystem zur Übertragung der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen verwendbaren Ressourcenelemente [z.B. definiert durch Zeitschlitze und Frequenzkanäle des Frequenzbands] des Kommunikationssystems jeweils mit einer Referenzsequenz [z.B. die der Pilotsequenz entspricht] zu korrelieren, um für die verwendbaren Ressourcenelemente Korrelationsergebnisse zu erhalten, und um die Korrelationsergebnisse [z.B. entsprechend der Lage der verwendbaren Ressourcenelemente in der Zeit und Frequenz [z.B. nicht verwendete Frequenzkanäle und/oder Zeitschlitze werden „ausgeblendet“]] in ein zumindest ein-dimensionales Array von Korrelationsergebnissen zu überführen, wobei der Datenempfänger ausgebildet ist, um eine Korrelation des zumindest ein-dimensionalen Arrays von Korrelationsergebnissen mit einem zumindest eindimensionalen Array von Referenzwerten durchzuführen, wobei das zumindest ein dimensionale Array von Referenzwerten von dem Grundsprungmuster abgeleitet ist. Further exemplary embodiments create a data receiver of a communication system, the data receiver being designed to receive a data signal, the data signal corresponding to a jump pattern [e.g. within a permissible frequency and / or time range or permissible resource range] [e.g. in one specified by the jump pattern Subset of the resource elements of the communication system that can be used for transmission of the data signal] is transmitted, the data signal having a plurality of sub-data packets which, according to a frequency and / or time jump-based occupancy indicated by the jump pattern [e.g. of resource elements] [e.g. of usable resource elements of the Communication system] of the frequency band are transmitted in a distributed manner, with at least two of the plurality of sub-data packets having a pilot sequence, the hopping pattern being based on a shifting of the basic hopping pattern from a basic hopping pattern ng pattern in frequency [e.g. in Frequency direction] and / or time [e.g. in time direction] is derived, whereby when deriving the jump pattern from the basic jump pattern, provided that at least one jump of the jump pattern caused by the derivation of the jump pattern from the basic jump pattern based on the shift of the basic jump pattern in the frequency [e.g. in Frequency direction] is outside a permissible frequency range [e.g. permissible resource range [= resource elements of the communication system that can be used to transmit the plurality of sub-data packets]], which shifts at least one jump based on a cyclical shift in frequency into the permissible frequency range and the at least one jump is additionally based on a [eg by a] linear shift [eg a shift by a resource element; eg in the following time slot] is shifted in time, the data receiver being designed to receive the resource elements that can be used by the communication system for the transmission of the pilot-sequence-containing sub-data packets of the plurality of sub-data packets or the resource elements used by the communication system for the transmission of the To correlate a plurality of sub-data packets usable resource elements [e.g. defined by time slots and frequency channels of the frequency band] of the communication system with a reference sequence [e.g. which corresponds to the pilot sequence] in order to obtain correlation results for the usable resource elements, and to obtain the correlation results [e.g. according to the Position of the usable resource elements in time and frequency [eg frequency channels and / or time slots that are not used are "masked out"]] to be transferred into an at least one-dimensional array of correlation results, the data receiver being designed to provide a Carry out correlation of the at least one-dimensional array of correlation results with an at least one-dimensional array of reference values, the at least one dimensional array of reference values being derived from the basic jump pattern.
Bei Ausführungsbeispielen kommuniziert der Datenempfänger bzw. das Kommunikationssystem in einem Frequenzband drahtlos, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird. In exemplary embodiments, the data receiver or the communication system communicates wirelessly in a frequency band which is used by a plurality of communication systems for communication.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datenempfänger ausgebildet, um die Mehrzahl von Sub- Datenpaketen basierend auf der Korrelation des zumindest ein-dimensionalen Arrays von Korrelationsergebnissen mit dem zumindest ein-dimensionalen Array von Referenzwerten zu detektieren. Bei Ausführungsbeispielen ist das zumindest em-dimensionale Array von Korrelationsergebnissen ein zwei-dimensionales Array von Korrelationsergebnissen, wobei das zumindest ein-dimensionale Array von Referenzwerten ein zwei-dimensionales Array von Referenzwerten ist. In embodiments, the data receiver is designed to detect the plurality of sub-data packets based on the correlation of the at least one-dimensional array of correlation results with the at least one-dimensional array of reference values. In exemplary embodiments, the at least one-dimensional array of correlation results is a two-dimensional array of correlation results, the at least one-dimensional array of reference values being a two-dimensional array of reference values.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datenempfänger ausgebildet, um eine zwei-dimensionale Korrelation des zwei-dimensionales Arrays von Korrelationsergebnissen mit dem zwei dimensionales Array von Referenzwerten durchzuführen. In exemplary embodiments, the data receiver is designed to carry out a two-dimensional correlation of the two-dimensional array of correlation results with the two-dimensional array of reference values.
Bei Ausführungsbeispielen ist die zwei-dimensionale Korrelation eine zwei-dimensionale Kreuzkorrelation im Zeitbereich. In exemplary embodiments, the two-dimensional correlation is a two-dimensional cross-correlation in the time domain.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datenempfänger ausgebildet, um die zwei-dimensionale Korrelation im Frequenzbereich durchzuführen. In exemplary embodiments, the data receiver is designed to carry out the two-dimensional correlation in the frequency domain.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datenempfänger ausgebildet, um das zwei-dimensionale Array von Korrelationsergebnissen in den Frequenzbereich zu transformieren [z.B. mittels DFT oder FFT], um eine transformierte Version des zwei-dimensionalen Arrays von Korrelationsergebnissen zu erhalten, wobei der Datenempfänger ausgebildet sein kann, um das zwei-dimensionale Array von Referenzwerten in den Frequenzbereich zu transformieren [z.B. mittels DFT oder FFT], um eine transformierte Version des zwei-dimensionalen Arrays von Referenzwerten zu erhalten, wobei der Datenempfänger ausgebildet sein kann, um entweder das zwei-dimensionale Array von Korrelationsergebnissen oder das zweidimensionale Array von Referenzwerten vor der Transformation in den Frequenzbereich zu spiegeln, wobei der Datenempfänger ausgebildet sein kann, um die transformierte Version des zwei-dimensionale Arrays von Korrelationsergebnissen und die transformierte Version des zwei-dimensionalen Arrays von Referenzwerten elementweise zu multiplizieren, um ein zwei-dimensionales Multiplikationsergebnis zu erhalten, wobei der Datenempfänger ausgebildet sein kann, um das Multiplikationsergebnis in den Zeitbereich zu transformieren, um ein Gesamtkorrelationsergebnis zu erhalten. In embodiments, the data receiver is designed to transform the two-dimensional array of correlation results into the frequency domain [e.g. by means of DFT or FFT] in order to obtain a transformed version of the two-dimensional array of correlation results, wherein the data receiver can be designed to transform the two-dimensional array of reference values into the frequency domain [e.g. by means of DFT or FFT] in order to obtain a transformed version of the two-dimensional array of reference values, wherein the data receiver can be designed to mirror either the two-dimensional array of correlation results or the two-dimensional array of reference values before the transformation into the frequency domain , wherein the data receiver can be designed to multiply the transformed version of the two-dimensional array of correlation results and the transformed version of the two-dimensional array of reference values element by element in order to obtain a two-dimensional multiplication result, wherein the data receiver can be designed, to transform the multiplication result into the time domain to obtain an overall correlation result.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datenempfänger ausgebildet, um das zwei-dimensionale Array von Korrelationsergebnissen in eine virtuelle eindimensionale Ebene von Korrelationsergebnissen zu transformieren, wobei der Datenempfänger ausgebildet sein kann, um das zwei-dimensionale Array von Referenzwerten in eine virtuelle eindimensionale Ebene von Referenzwerten zu transformieren, wobei der Datenempfänger ausgebildet sein kann, um die virtuelle eindimensionale Ebene von Korrelationsergebnissen in den Frequenzbereich zu transformieren [z.B. mittels DFT oder FFT], um eine transformierte Version der virtuellen eindimensionalen Ebene von Korrelationsergebnissen zu erhalten, wobei der Datenempfänger ausgebildet sein kann, um die virtuelle eindimensionale Ebene von Referenzwerten in den Frequenzbereich zu transformieren [z.B. mittels DFT oder FFT], um eine transformierte Version der virtuellen eindimensionalen Ebene von Referenzwerten zu erhalten, wobei der Datenempfänger ausgebildet sein kann, um entweder die virtuelle eindimensionale Ebene von Korrelationsergebnissen oder die virtuelle eindimensionale Ebene von Referenzwerten vor der Transformation in den Frequenzbereich zu spiegeln, wobei der Datenempfänger ausgebildet sein kann, um die transformierte Version der virtuellen eindimensionalen Ebene von Korrelationsergebnissen oder die transformierte Version der virtuellen eindimensionale Ebene von Referenzwerten elementarweise zu multiplizieren, um ein Multiplikationsergebnis zu erhalten, wobei der Datenempfänger ausgebildet sein kann, um das Multiplikationsergebnis in den Zeitbereich zu transformieren, um ein Gesamtkorrelationsergebnis zu erhalten. In embodiments, the data receiver is designed to transform the two-dimensional array of correlation results into a virtual one-dimensional level of correlation results, wherein the data receiver can be designed to transform the two-dimensional array of reference values into a virtual one-dimensional level of reference values, wherein the data receiver can be designed to use the virtual one-dimensional level of correlation results in the To transform the frequency range [e.g. using DFT or FFT] in order to obtain a transformed version of the virtual one-dimensional level of correlation results, whereby the data receiver can be designed to transform the virtual one-dimensional level of reference values into the frequency range [e.g. using DFT or FFT] , in order to obtain a transformed version of the virtual one-dimensional level of reference values, wherein the data receiver can be designed to mirror either the virtual one-dimensional level of correlation results or the virtual one-dimensional level of reference values before the transformation into the frequency domain, wherein the data receiver can be designed can, in order to multiply the transformed version of the virtual one-dimensional plane of correlation results or the transformed version of the virtual one-dimensional plane of reference values element by element in order to obtain a multiplication result, w whether the data receiver can be designed to transform the multiplication result into the time domain in order to obtain an overall correlation result.
Bei Ausführungsbeispielen weisen das zwei-dimensionale Array von Korrelationsergebnissen und das zwei-dimensionale Array von Referenzwerten die gleiche Arraygröße auf. In exemplary embodiments, the two-dimensional array of correlation results and the two-dimensional array of reference values have the same array size.
Bei Ausführungsbeispielen sind die verwendbaren Ressourcenelemente des Kommunikationssystems entsprechend der Lage der verwendbaren Ressourcenelemente in der Zeit und Frequenz Elementen des zwei-dimensionalen Arrays von Korrelationsergebnissen zugeordnet. In exemplary embodiments, the usable resource elements of the communication system are assigned to elements of the two-dimensional array of correlation results in accordance with the position of the usable resource elements in time and frequency.
Bei Ausführungsbeispielen entspricht das zumindest ein-dimensionale Array von Referenzwerten dem Grundsprungmuster. In exemplary embodiments, the at least one-dimensional array of reference values corresponds to the basic jump pattern.
Bei Ausführungsbeispielen weisen die Elemente des zwei-dimensionalen Arrays von Referenzwerten, die Ressourcenelementen zugeordnet sind, die entsprechend des Grundsprungmusters ein Sub-Datenpaket aufweisen, einen [z.B. normierten] Referenzwert auf, der die Korrelationslänge der Korrelation der Pilotsequenz mit der Referenzsequenz widerspiegelt. In exemplary embodiments, the elements of the two-dimensional array of reference values that are assigned to resource elements that have a sub-data packet according to the basic jump pattern have a [e.g. normalized] reference value which reflects the correlation length of the correlation of the pilot sequence with the reference sequence.
Bei Ausführungsbeispielen weisen die übrigen Elemente des zwei-dimensionalen Arrays von Referenzwerten Null als Referenzwert auf. Bei Ausführungsbeispielen sind die verwendbaren Ressourcenelemente des Kommunikationssystems durch Frequenzkanäle [z.B. des Frequenzbands] und Zeitschlitze definiert. In exemplary embodiments, the remaining elements of the two-dimensional array of reference values have zero as the reference value. In exemplary embodiments, the usable resource elements of the communication system are defined by frequency channels [eg the frequency band] and time slots.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datenempfänger ausgebildet, um ein Steuersignal zu senden basierend auf dem sich ein Datensender des Kommunikationssystems synchronisieren kann. In embodiments, the data receiver is designed to send a control signal based on which a data transmitter of the communication system can synchronize.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datenempfänger ausgebildet, um ein Steuersignal zu senden, wobei das Steuersignal eine Information über einen von dem Datensender des Kommunikationssystems zu verwendenden Frequenz- und/oder Zeitbereich aufweist. In exemplary embodiments, the data receiver is designed to send a control signal, the control signal having information about a frequency and / or time range to be used by the data transmitter of the communication system.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datenempfänger ausgebildet, um ein Steuersignal zu senden, wobei das Steuersignal eine Information über die von dem Kommunikationssystem zur Übertragung der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen verwendbaren Ressourcenelemente aufweist. In exemplary embodiments, the data receiver is designed to send a control signal, the control signal having information about the resource elements that can be used by the communication system to transmit the plurality of sub-data packets.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datenempfänger ausgebildet, um ein Steuersignal zu senden, wobei das Steuersignal eine Information über ein Kanalzugriffsmuster aufweist, wobei das Kanalzugriffsmuster eine für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcenelementen des Frequenzbands angibt, wobei das Kanalzugriffsmuster die von dem Kommunikationssystem zur Übertragung der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen verwendbaren Ressourcenelemente angibt, wobei das Sprungmuster ein relatives Kanalzugriffsmuster ist, wobei das relative Kanalzugriffsmuster die zu verwendende Belegung der durch das Kanalzugriffsmuster angegebenen verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung angibt. In exemplary embodiments, the data receiver is designed to send a control signal, the control signal having information about a channel access pattern, the channel access pattern indicating a frequency and / or time-hopping-based allocation of resource elements of the frequency band that can be used for the communication of the communication system, the channel access pattern indicating the indicates resource elements that can be used by the communication system for transmitting the plurality of sub-data packets, the hopping pattern being a relative channel access pattern, the relative channel access pattern specifying the usage of the usable frequency-based and / or time-hopping-based usage specified by the channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datenempfänger eine Basisstation. In embodiments, the data receiver is a base station.
Bei Ausführungsbeispielen ist die Basistation batteriebetrieben. In exemplary embodiments, the base station is battery-operated.
Bei Ausführungsbeispielen ist das Grundsprungmuster ein erstes Grundsprungmuster, wobei das Sprungmuster von dem ersten Grundsprungmuster oder einem zweiten Grundsprungmuster basierend auf einer [z.B. durch eine] Verschiebung des jeweiligen Grundsprungmusters in der Frequenz [z.B. in Frequenzrichtung] und/oder Zeit [z.B. in Zeitrichtung] abgeleitet ist, wobei das erste Grundsprungmuster und das zweiteIn embodiments, the basic jump pattern is a first basic jump pattern, the jump pattern from the first basic jump pattern or a second basic jump pattern based on a shift of the respective basic jump pattern in frequency [e.g. in frequency direction] and / or time [e.g. in Time direction], the first basic jump pattern and the second
Grundsprungmuster unterschiedlich sind. Basic jump patterns are different.
Bei Ausführungsbeispielen weisen das erste Grundsprungmuster und das zweiteIn embodiments, the first basic jump pattern and the second
Grundsprungmuster unterschiedliche Abstände in der Zeit und/oder Frequenz zwischen zumindest zwei aufeinander folgenden Sprüngen der jeweiligen Grundsprungmuster auf, wobei der Datenempfänger ausgebildet ist, um das jeweilige Grundsprungmuster basierend auf den Abständen in der Zeit und/oder Frequenz zwischen zumindest zwei aufeinander folgenden Sprüngen des Sprungmusters zu ermitteln. Basic jump pattern different intervals in time and / or frequency between at least two successive jumps of the respective basic jump pattern, the data receiver being designed to generate the respective basic jump pattern based on the intervals in time and / or frequency between at least two successive jumps of the jump pattern to determine.
Bei Ausführungsbeispielen ist das Datensignal mit einem Frequenzoffset beaufschlagt, der von dem Sprungmuster abhängig ist, wobei der Datenempfänger ausgebildet ist, um den Frequenzoffset zu ermitteln und um basierend auf dem ermittelten Frequenzoffset das Sprungmuster zu ermitteln. In exemplary embodiments, a frequency offset is applied to the data signal, which is dependent on the hopping pattern, the data receiver being designed to determine the frequency offset and to determine the hopping pattern based on the determined frequency offset.
Bei Ausführungsbeispielen ist das Datensignal mit einem Zeitversatz beaufschlagt, der von dem Sprungmuster abhängig ist, wobei der Datenempfänger ausgebildet ist, um den Zeitversatz zu ermitteln und um basierend auf dem ermittelten Zeitversatz das Sprungmuster zu ermitteln. In exemplary embodiments, a time offset is applied to the data signal which is dependent on the jump pattern, the data receiver being designed to determine the time offset and to determine the jump pattern based on the determined time offset.
Bei Ausführungsbeispielen sind zumindest zwei Sub-Datenpakete der Mehrzahl von Sub- Datenpaketen mit Pilotsequenzen [z.B. Präambeln] versehen, wobei die Pilotsequenzen von dem Sprungmuster abhängig sind, wobei der Datenempfänger ausgebildet ist, um die Pilotsequenzen zu ermitteln und um basierend auf dem ermittelten Pilotsequenzen das Sprungmuster zu ermitteln. In embodiments, at least two sub-data packets of the plurality of sub-data packets are associated with pilot sequences [e.g. Preambles], the pilot sequences being dependent on the jump pattern, the data receiver being designed to determine the pilot sequences and to determine the jump pattern based on the determined pilot sequences.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein System mit einem Datensender gemäß einem der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele und einem Datenempfänger mit einem der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele. Further exemplary embodiments create a system with a data transmitter in accordance with one of the exemplary embodiments described herein and a data receiver in accordance with one of the exemplary embodiments described herein.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Senden eines Datenpakets in einem Kommunikationssystem, wobei das Kommunikationssystem in einem Frequenzband drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Ableitens eines Sprungmusters von einem Grundsprungmuster basierend auf einer Verschiebung des Grundsprungmusters in der Frequenz und/oder Zeit, wobei beim Ableiten des Sprungmusters von dem Grundsprungmuster, sofern zumindest ein Sprung des Sprungmusters bedingt durch die Ableitung des Sprungmusters von dem Grundsprungmusters basierend auf der Verschiebung des Grundsprungmusters in der Frequenz [z.B. in Frequenzrichtung] außerhalb eines zulässigen Frequenzbereichs [z.B. zulässigen Ressourcenbereichs [= zur Übertragung der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen verwendbare Ressourcenelemente des Kommunikationssystems]] liegt, der zumindest eine Sprung basierend auf einer [z.B. durch eine] zyklischen Verschiebung in der Frequenz in den zulässigen Frequenzbereich verschoben wird und der zumindest eine Sprung zusätzlich basierend auf einer [z.B. durch eine] linearen Verschiebung [z.B. eine Verschiebung um ein Ressourcenelement; z.B. in den nachfolgenden Zeitschlitz] in der Zeit verschoben wird. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Sendens des Datenpakets aufgeteilt auf eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen entsprechend des Sprungmusters, so dass die Mehrzahl von Sub-Datenpaketen entsprechend einer durch das Sprungmuster angegebenen frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung des Frequenzbands verteilt übertragen werden. Further exemplary embodiments create a method for sending a data packet in a communication system, the communication system communicating wirelessly in a frequency band which is used by a plurality of communication systems for communication. The method comprises a step of deriving a jump pattern from a basic jump pattern based on a shift of the basic jump pattern in frequency and / or time, wherein when deriving the jump pattern from the basic jump pattern, if at least one jump of the Jump pattern due to the derivation of the jump pattern from the basic jump pattern based on the shift of the basic jump pattern in frequency [e.g. in frequency direction] outside a permissible frequency range [e.g. permissible resource range [= resource elements of the communication system that can be used to transmit the plurality of sub-data packets]], the at least one jump is shifted based on a cyclical shift in the frequency into the permissible frequency range and the at least one jump is additionally shifted based on a linear shift, for example a shift by a resource element; eg in the following time slot] is shifted in time. Furthermore, the method comprises a step of sending the data packet divided into a plurality of sub-data packets according to the hop pattern, so that the plurality of sub-data packets are transmitted in a distributed manner in accordance with a frequency and / or time hop-based occupancy of the frequency band specified by the hop pattern.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Empfangen von Daten in einem Kommunikationssystem, wobei das Kommunikationssystem in einem Frequenzband drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird, wobei zur Übertragung eines Datenpakets innerhalb des Kommunikationssystems das Datenpaket in eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufgeteilt wird, die jeweils kürzer sind als das Datenpaket, und wobei die Mehrzahl von Sub- Datenpaketen mittels eines Datensignals entsprechend eines Sprungmusters in einer Teilmenge von verwendbaren Ressourcenelemente des Kommunikationssystems übertragen werden, wobei zumindest zwei der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen eine Pilotsequenz aufweisen, wobei das Sprungmuster von einem Grundsprungmuster basierend auf einer Verschiebung des Grundsprungmusters in der Frequenz und/oder Zeit abgeleitet ist, wobei beim Ableiten des Sprungmusters von dem Grundsprungmuster, sofern zumindest ein Sprung des Sprungmusters bedingt durch die Ableitung des Sprungmusters von dem Grundsprungmusters basierend auf der Verschiebung des Grundsprungmusters in der Frequenz [z.B. in Frequenzrichtung] außerhalb eines zulässigen Frequenzbereichs [z.B. zulässigen Ressourcenbereichs [= zur Übertragung der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen verwendbare Ressourcenelemente des Kommunikationssystems]] liegt, der zumindest eine Sprung basierend auf einer [z.B. durch eine] zyklischen Verschiebung in der Frequenz in den zulässigen Frequenzbereich verschoben wird und der zumindest eine Sprung zusätzlich basierend auf einer [z.B. durch eine] linearen Verschiebung [z.B. eine Verschiebung um ein Ressourcenelement; z.B. in den nachfolgenden Zeitschlitz] in der Zeit verschoben wird. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Korrelierens der von dem Kommunikationssystem zur Übertragung der pilotsequenzaufweisenden Sub-Datenpakete der Mehrzahl von Sub- Datenpaketen verwendbaren Ressourcenelemente oder die von dem Kommunikationssystem zur Übertragung der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen verwendbaren Ressourcenelemente des Kommunikationssystems jeweils mit einer Referenzsequenz, um für die verwendbaren Ressourcenelemente Korrelationsergebnisse zu erhalten. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Überführens der Korrelationsergebnisse in ein zumindest ein-dimensionales Array von Korrelationsergebnissen. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Durchführens einer Korrelation zwischen dem zumindest ein-dimensionalen Array von Korrelationsergebnissen und dem zumindest ein-dimensionalen Array von Referenzwerten, wobei das zumindest ein dimensionale Array von Referenzwerten von dem Grundsprungmuster abgeleitet ist. Further exemplary embodiments create a method for receiving data in a communication system, the communication system communicating wirelessly in a frequency band which is used by a plurality of communication systems for communication, the data packet being converted into a plurality of sub-data packets for the transmission of a data packet within the communication system is divided, which are each shorter than the data packet, and wherein the plurality of sub-data packets are transmitted by means of a data signal according to a jump pattern in a subset of usable resource elements of the communication system, wherein at least two of the plurality of sub-data packets have a pilot sequence, wherein the jump pattern is derived from a basic jump pattern based on a shift of the basic jump pattern in frequency and / or time, wherein when deriving the jump pattern from the basic jump pattern, provided that at least one jump of the Sp due to the derivation of the jump pattern from the basic jump pattern based on the shift of the basic jump pattern in frequency [e.g. in frequency direction] outside a permissible frequency range [e.g. permissible resource range [= resource elements of the communication system that can be used to transmit the plurality of sub-data packets]], the at least one jump is shifted based on a cyclical shift in the frequency into the permissible frequency range and the at least one jump is additionally shifted based on a linear shift, for example a shift by a resource element; eg in the following time slot] is shifted in time. The method comprises a step of correlating the sub-data packets of the plurality of sub- Resource elements that can be used for data packets or the resource elements of the communication system that can be used by the communication system for transmitting the plurality of sub-data packets, each with a reference sequence in order to obtain correlation results for the resource elements that can be used. The method further comprises a step of converting the correlation results into an at least one-dimensional array of correlation results. The method further comprises a step of performing a correlation between the at least one-dimensional array of correlation results and the at least one-dimensional array of reference values, the at least one dimensional array of reference values being derived from the basic jump pattern.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen einen Endpunkt eines Kommunikationssystems, wobei der Endpunkt ausgebildet ist, um ein Signal zu empfangen, wobei das Signal eine Information über ein netzwerkspezifisches Kanalzugriffsmuster aufweist, wobei das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster eine für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcen des Frequenzbands angibt, wobei das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster in zumindest zwei Abschnitte [z.B. Frames oder Ressource-Frames] unterteilt ist [z.B. so dass die für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcen des Frequenzbands in die zumindest zwei Abschnitte unterteilt ist], wobei der Endpunkt ausgebildet ist, um Daten unter Verwendung von einem relativen Kanalzugriffsmuster zu übertragen, wobei das relative Kanalzugriffsmuster eine für die Übertragung zu verwendende Belegung von Ressourcen aus der verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen eines Abschnitts der zumindest zwei Abschnitte des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters angibt. Further exemplary embodiments create an end point of a communication system, the end point being designed to receive a signal, the signal having information about a network-specific channel access pattern, the network-specific channel access pattern being a frequency and / or time hop-based occupancy of Specifies resources of the frequency band, the network-specific channel access pattern in at least two sections [e.g. Frames or resource frames] is divided [e.g. so that the frequency-based and / or time-hop-based allocation of resources of the frequency band that can be used for the communication of the communication system is divided into the at least two sections], the end point being designed to transmit data using a relative channel access pattern, the relative channel access pattern indicates an allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency- and / or time-hop-based allocation of resources of a section of the at least two sections of the network-specific channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen kommuniziert der Endpunkt bzw. das Kommunikationssystem in einem Frequenzband drahtlos, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird. In exemplary embodiments, the end point or the communication system communicates wirelessly in a frequency band that is used by a plurality of communication systems for communication.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Endpunkt ausgebildet, um den Abschnitt der zumindest zwei Abschnitte des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters zufällig auszuwählen. In exemplary embodiments, the end point is designed to randomly select the section of the at least two sections of the network-specific channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Endpunkt ausgebildet, um den Abschnitt der zumindest zwei Abschnitte des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters in Abhängigkeit von einem immanenten Parameter des Endpunkts auszuwählen. Bei Ausführungsbeispielen ist der immanente Parameter des Endpunkts eine CRC (=cyclic redundancy check, dt. zyklische Redundanzprüfung), eine CMAC (=cipher-based message authentication code, dt. chiffrenbasierter Nachrichtenauthentifizierungscode) oder eine ID (= Identifikation) des Endpunkts. In exemplary embodiments, the end point is designed to select the section of the at least two sections of the network-specific channel access pattern as a function of an intrinsic parameter of the end point. In embodiments, the intrinsic parameter of the end point is a CRC (= cyclic redundancy check), a CMAC (= cipher-based message authentication code) or an ID (= identification) of the end point.
Bei Ausführungsbeispielen ist dem Endpunkt der Abschnitt der zumindest zwei Abschnitte des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters durch eine Basisstation oder eine andere koordinierende Instanz des Kommunikationssystems zugewiesen. In exemplary embodiments, the section of the at least two sections of the network-specific channel access pattern is assigned to the end point by a base station or another coordinating entity of the communication system.
Bei Ausführungsbeispielen ist dem Endpunkt das relative Kanalzugriffsmuster durch eine Basisstation oder eine andere koordinierende Instanz des Kommunikationssystems zugewiesen. In exemplary embodiments, the relative channel access pattern is assigned to the end point by a base station or another coordinating entity of the communication system.
Bei Ausführungsbeispielen sind die zumindest zwei Abschnitte [z.B. Frames] [z.B. [z.B. unmittelbar] aufeinander folgende] zeitliche Abschnitte. In embodiments, the at least two sections [e.g. Frames] [e.g. [e.g. immediately] consecutive] time segments.
Bei Ausführungsbeispielen sind die zumindest zwei Abschnitte [z.B. Frames] [z.B. [z.B. unmittelbar] aufeinanderfolgende] frequenzbereichsweise Abschnitte. In embodiments, the at least two sections [e.g. Frames] [e.g. [e.g. immediately] successive] frequency-domain-wise sections.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen eine Basisstation eines Kommunikationssystems, wobei die Basisstation ausgebildet ist, um ein Signal zu senden, wobei das Signal eine Information über ein netzwerkspezifisches Kanalzugriffsmuster aufweist, wobei das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster eine für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcen des Frequenzbands angibt, wobei das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster in zumindest zwei Abschnitte [z.B. Frames] unterteilt ist [z.B. so dass die für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcen des Frequenzbands in die zumindest zwei Abschnitte unterteilt ist], wobei die Basisstation ausgebildet ist, um Daten von einem Endpunkt des Kommunikationssystems zu empfangen, wobei die Daten unter Verwendung von einem relativen Kanalzugriffsmuster übertragen werden, wobei das relative Kanalzugriffsmuster eine für die Übertragung zu verwendende Belegung von Ressourcen aus der verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen eines Abschnitts der zumindest zwei Abschnitte des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters angibt. Bei Ausführungsbeispielen kommuniziert die Basisstation bzw. das Kommunikationssystem in einem Frequenzband drahtlos, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird, Further exemplary embodiments create a base station of a communication system, the base station being designed to send a signal, the signal having information about a network-specific channel access pattern, the network-specific channel access pattern being a frequency- and / or time-hop-based occupancy of Indicates resources of the frequency band, with the network-specific channel access pattern being subdivided into at least two sections [e.g. frames] [e.g. so that the frequency and / or time hopping-based allocation of resources of the frequency band that can be used for the communication of the communication system is divided into the at least two sections], wherein the base station is configured to receive data from an endpoint of the communication system, the data being transmitted using a relative channel access pattern, the relative channel access pattern being ei ne allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency- and / or time-hop-based allocation of resources of a section which specifies at least two sections of the network-specific channel access pattern. In embodiments, the base station or the communication system communicates wirelessly in a frequency band that is used by a plurality of communication systems for communication,
Bei Ausführungsbeispielen ist der Abschnitt der zumindest zwei Abschnitte des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters durch den Endpunkt zufällig ausgewählt. In exemplary embodiments, the section of the at least two sections of the network-specific channel access pattern is selected at random by the end point.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Abschnitt der zumindest zwei Abschnitte des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters durch den Endpunkt in Abhängigkeit von einem immanenten Parameter [des Endpunkts] ausgewählt. In exemplary embodiments, the section of the at least two sections of the network-specific channel access pattern is selected by the end point as a function of an intrinsic parameter [of the end point].
Bei Ausführungsbeispielen ist der immanente Parameter des Endpunkts eine CRC (=cyclic redundancy check, dt. zyklische Redundanzprüfung), eine CMAC (=cipher-based message authentication code, dt. chiffrenbasierter Nachrichtenauthentifizierungscode) oder eine ID (= Identifikation) des Endpunkts ist. In embodiments, the intrinsic parameter of the end point is a CRC (= cyclic redundancy check), a CMAC (= cipher-based message authentication code) or an ID (= identification) of the end point.
Bei Ausführungsbeispielen ist die Basisstation ausgebildet, um dem Endpunkt den zu verwendenden Abschnitt der zumindest zwei Abschnitte des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters zuzuweisen. In exemplary embodiments, the base station is designed to assign the section of the at least two sections of the network-specific channel access pattern to be used to the end point.
Bei Ausführungsbeispielen ist die Basisstation ausgebildet ist, um dem Endpunkt das relative Kanalzugriffsmuster zuzuweisen. In exemplary embodiments, the base station is designed to assign the relative channel access pattern to the end point.
Bei Ausführungsbeispielen sind die zumindest zwei Abschnitte [z.B. Frames] [z.B. [z.B. unmittelbar] aufeinanderfolgende] zeitliche Abschnitte. In embodiments, the at least two sections [e.g. Frames] [e.g. [e.g. immediately] successive] temporal segments.
Bei Ausführungsbeispielen sind die zumindest zwei Abschnitte [z.B. Frames] [z.B. [z.B. unmittelbar] aufeinander folgende] frequenzbereichsweise Abschnitte. In embodiments, the at least two sections [e.g. Frames] [e.g. [e.g. immediately] consecutive] frequency-domain-wise sections.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Kommunikationssystem mit zumindest einem Endpunkt gemäß einem der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele und eine Basistation gemäß einem der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele. Further exemplary embodiments create a communication system with at least one end point in accordance with one of the exemplary embodiments described herein and a base station in accordance with one of the exemplary embodiments described herein.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Betreiben eines Endpunkts eines Kommunikationssystems, wobei das Kommunikationssystem in einem Frequenzband drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Empfangens eines Signals, wobei das Signal eine Information über ein netzwerkspezifisches Kanalzugriffsmuster aufweist, wobei das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster eine für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcen des Frequenzbands angibt, wobei das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster in zumindest zwei Abschnitte [z.B. Frames] unterteilt ist [z.B. so dass die für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcen des Frequenzbands in die zumindest zwei Abschnitte unterteilt ist]. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Übertragens von Daten unter Verwendung eines relativen Kanalzugriffsmusters, wobei das relative Kanalzugriffsmuster eine für die Übertragung zu verwendende Belegung von Ressourcen aus der verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen eines Abschnitts der zumindest zwei Abschnitte des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters angibt. Further exemplary embodiments create a method for operating an end point of a communication system, the communication system communicating wirelessly in a frequency band which is used by a plurality of communication systems Communication is used. The method comprises a step of receiving a signal, the signal having information about a network-specific channel access pattern, the network-specific channel access pattern specifying a frequency- and / or time-hop-based allocation of resources of the frequency band that can be used for the communication of the communication system, the network-specific channel access pattern in at least two sections [eg frames] is subdivided [eg so that the frequency- and / or time-hop-based allocation of resources of the frequency band that can be used for the communication of the communication system is subdivided into the at least two sections]. The method further comprises a step of transmitting data using a relative channel access pattern, the relative channel access pattern being an allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency- and / or time-hop-based allocation of resources of a section of the at least two sections of the network-specific channel access pattern indicates.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Betreiben einer Basisstation eines Kommunikationssystems, wobei das Kommunikationssystem in einem Frequenzband drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Sendens eines Signals, wobei das Signal eine Information über ein netzwerkspezifisches Kanalzugriffsmuster aufweist, wobei das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster eine für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcen des Frequenzbands angibt, wobei das netzwerkspezifische Kanalzugriffsmuster in zumindest zwei Abschnitte [z.B. Frames] unterteilt ist [z.B. so dass die für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcen des Frequenzbands in die zumindest zwei Abschnitte unterteilt ist]. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Empfangens von Daten von einem Endpunkt des Kommunikationssystems, wobei die Daten unter Verwendung eines relativen Kanalzugriffsmusters übertragen werden, wobei das relative Kanalzugriffsmuster eine für die Übertragung zu verwendende Belegung von Ressourcen aus der verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen eines Abschnitts der zumindest zwei Abschnitte des netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters angibt. Further exemplary embodiments create a method for operating a base station of a communication system, the communication system communicating wirelessly in a frequency band which is used by a plurality of communication systems for communication. The method comprises a step of sending a signal, the signal having information about a network-specific channel access pattern, the network-specific channel access pattern specifying a frequency and / or time-hop-based allocation of resources of the frequency band that can be used for the communication of the communication system, the network-specific channel access pattern in at least two sections [e.g. Frames] is divided [e.g. so that the frequency- and / or time-hop-based allocation of resources of the frequency band that can be used for the communication of the communication system is divided into the at least two sections]. The method further comprises a step of receiving data from an end point of the communication system, the data being transmitted using a relative channel access pattern, the relative channel access pattern being an allocation of resources to be used for the transmission from the usable frequency and / or time-hopping-based allocation of resources of a section indicating at least two sections of the network-specific channel access pattern.
Ausführungsbeispiele schaffen einen Datensender eines [z.B. synchronisierten] Kommunikationssystems, wobei das Kommunikationssystem in einem Frequenzband drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird, wobei der Datensender konfiguriert ist, um ein Datensignal entsprechend eines Sprungmusters zu senden, wobei das Datensignal eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufweist, die entsprechend einer durch das Sprungmuster angegebenen frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcenelementen [z.B. eines Satzes von verwendbaren Ressourcenelementen [z.B. pro Zeitabschnitt], wie z.B. eines zulässigen Ressourcenbereichs [Ressourcenrahmens] oder eines Satzes von Ressourcenelementen eines netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters] verteilt übertragen werden, wobei der Datensender konfiguriert ist, um das Sprungmuster von einem Grundsprungmuster basierend auf einer [z.B. durch eine] Verschiebung des Grundsprungmusters in der Frequenz [z.B. in Frequenzrichtung] und/oder Zeit [z.B. in Zeitrichtung] abzuleiten, wobei das Grundsprungmuster von einer [z.B. periodischen] [z.B. unipolaren] Binärfolge abgeleitet ist. Embodiments create a data transmitter of a [eg synchronized] communication system, the communication system communicating wirelessly in a frequency band which is used by a plurality of communication systems Communication is used, wherein the data transmitter is configured to send a data signal in accordance with a jump pattern, the data signal having a plurality of sub-data packets that correspond to a frequency- and / or time-jump-based allocation of resource elements [eg a set of usable resource elements [e.g. per time segment], such as a permissible resource area [resource frame] or a set of resource elements of a network-specific channel access pattern], the data transmitter being configured to convert the hopping pattern from a basic hopping pattern based on a Shift of the basic jump pattern in frequency [eg in frequency direction] and / or time [eg in time direction], the basic jump pattern being derived from a [eg periodic] [eg unipolar] binary sequence.
Bei Ausführungsbeispielen kann das Sprungmuster eine [z.B. innerhalb des Satzes von verwendbaren Ressourcenelementen] zyklisch verschobene Version des Grundsprungmusters sein. In embodiments, the jump pattern may be a [e.g. within the set of usable resource elements] be a cyclically shifted version of the basic jump pattern.
Bei Ausführungsbeispielen ist die [z.B. unipolare] Binärfolge ein Golomb-Lineal [z.B. optimales Golomb-Lineal], eine gespiegelte Version eines Golomb-Lineals oder eine Barker- Folge zumindest teilweise abbildet. In embodiments, the [e.g. unipolar] binary sequence a Golomb ruler [e.g. optimal Golomb ruler], a mirrored version of a Golomb ruler or a Barker series at least partially.
Bei Ausführungsbeispielen werden markierte ganzzahlige Positionen [z.B. Markierungen] des Golomb-Lineals oder der gespiegelten Version desselben jeweils durch einen ersten logischen Wert [z.B. logisch Eins] in der unipolaren Binärfolge abgebildet, wobei nicht- markierte ganzzahlige Positionen des Golomb-Lineals oder der gespiegelten Version desselben jeweils durch einen zweiten logischen Wert [z.B. logisch Null] in der unipolaren Binärfolge abgebildet werden. In embodiments, marked integer positions [e.g. Marks] of the Golomb ruler or the mirrored version of the same are each represented by a first logical value [e.g. logical one] in the unipolar binary sequence, with unmarked integer positions of the Golomb ruler or the mirrored version of the same in each case represented by a second logical value [e.g. logic zero] can be mapped in the unipolar binary sequence.
Bei Ausführungsbeispielen entspricht eine Anzahl an markierten ganzzahligen Positionen des Golomb-Lineals oder der gespiegelten Version desselben einer Anzahl an Ressourcenelementen, die durch das Grundsprungmuster belegt sind. In exemplary embodiments, a number of marked integer positions of the Golomb ruler or the mirrored version thereof corresponds to a number of resource elements which are occupied by the basic jump pattern.
Bei Ausführungsbeispielen ist eine Länge der [z.B. unipolaren] Binärfolge größer oder gleich einer doppelten Länge des Golomb-Lineals minus eins, wobei einem Teil der unipolaren Binärfolge, die das Golomb-Lineal [z.B. optimales Golomb-Lineal] oder die gespiegelte Version des Golomb-Lineals zumindest teilweise abbildet zweite logische Werte [z.B. Nullen] vorangestellt und/oder angehängt sind. Bei Ausführungsbeispielen ist eine Länge der [z.B. unipolaren] Binärfolge größer oder gleich einer doppelten Länge der gespiegelten Version des Golomb-Lineals minus eins, wobei einem Teil der unipolaren Binärfolge, die das Golomb-Lineal [z.B. optimales Golomb-Lineal] oder die gespiegelte Version des Golomb-Lineals zumindest teilweise abbildet zweite logische Werte [z.B. Nullen] vorangestellt und/oder angehängt sind. In exemplary embodiments, a length of the [eg unipolar] binary sequence is greater than or equal to twice the length of the Golomb ruler minus one, whereby a part of the unipolar binary sequence which the Golomb ruler [eg optimal Golomb ruler] or the mirrored version of the Golomb ruler Rulers at least partially depicts second logical values [eg zeros] in front and / or appended. In embodiments, a length of the [eg unipolar] binary sequence is greater than or equal to twice the length of the mirrored version of the Golomb ruler minus one, with a part of the unipolar binary sequence that the Golomb ruler [eg optimal Golomb ruler] or the mirrored version the Golomb ruler at least partially maps second logical values [eg zeros] in front of and / or appended.
Bei Ausführungsbeispielen werden markierte ganzzahlige Positionen [z.B. Markierung] des Golomb-Lineals oder der gespiegelten Version desselben, mit Ausnahme von markierten ganzzahligen Positionen des Golomb-Lineals, die einen Abstand zu anderen markierten ganzzahligen Positionen des Golomb-Lineals aufweisen, der kleiner oder gleich einem vorgegebenen Abstand sind, der einer Anzahl an verfügbaren Frequenzkanälen entspricht, durch jeweils einen ersten logischen Wert [z.B. logisch Eins] in der unipolaren Binärfolge abgebildet, wobei nicht markierte ganzzahlige Positionen und die markierten ganzzahligen Positionen des Golomb-Lineals oder der gespiegelten Version desselben, die einen Abstand zu anderen markierten ganzzahligen Positionen des Golomb-Lineals oder der gespiegelten Version desselben aufweisen, der kleiner oder gleich dem vorgegebenen Abstand ist, jeweils durch einen zweiten logischen Wert [z.B. logisch Null] in der unipolaren Binärfolge abgebildet werden. In embodiments, marked integer positions [e.g. Marking] of the Golomb ruler or the mirrored version of the same, with the exception of marked integer positions of the Golomb ruler that are at a distance from other marked integer positions of the Golomb ruler that are less than or equal to a predetermined distance, that of a number available frequency channels, each by a first logical value [e.g. logical one] in the unipolar binary sequence, with unmarked integer positions and the marked integer positions of the Golomb ruler or the mirrored version of the same that are at a distance from other marked integer positions of the Golomb ruler or the mirrored version of the same, the smaller or is equal to the specified distance, in each case by a second logical value [eg logic zero] can be mapped in the unipolar binary sequence.
Bei Ausführungsbeispielen ist eine Anzahl an markierten ganzzahligen Positionen des Golomb-Lineals oder der gespiegelten Version desselben größer als eine Anzahl an Ressourcenelementen, die durch das Grundsprungmuster belegt sind. In exemplary embodiments, a number of marked integer positions of the Golomb ruler or the mirrored version thereof is greater than a number of resource elements which are occupied by the basic jump pattern.
Bei Ausführungsbeispielen ist eine Länge der [z.B. unipolaren] Binärfolge größer oder gleich einer doppelten Länge des Golomb-Lineals minus eins, oder wobei eine Länge der [z.B. unipolaren] Binärfolge größer oder gleich einer doppelten Länge der gespiegelten Version des Golomb-Lineals minus eins ist, wobei einem Teil der unipolaren Binärfolge, die das Golomb-Lineal [z.B. optimales Golomb-Lineal] oder die gespiegelte Version des Golomb- Lineals zumindest teilweise abbildet zweite logische Werte [z.B. Nullen] vorangestellt und/oder angehängt sind. In embodiments, a length of the [e.g. unipolar] binary sequence greater than or equal to twice the length of the Golomb ruler minus one, or where a length of the [e.g. unipolar] binary sequence is greater than or equal to twice the length of the mirrored version of the Golomb ruler minus one, with a portion of the unipolar binary sequence that the Golomb ruler [e.g. optimal Golomb ruler] or the mirrored version of the Golomb ruler at least partially maps second logical values [e.g. Zeros] are prefixed and / or appended.
Bei Ausführungsbeispielen ist eine durch das Grundsprungmuster angegebene Belegung von Ressourcenelementen eines Satzes von verwendbaren Ressourcenelementen [z.B. eines zulässigen Ressourcenbereichs [Ressourcenrahmens] oder eines Satzes von Ressourcenelementen eines netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters] von der [z.B. unipolaren] Binärfolge abgeleitet. In exemplary embodiments, an allocation of resource elements of a set of usable resource elements [eg a permissible resource area [resource frame] or a set of, which is indicated by the basic jump pattern Resource elements of a network-specific channel access pattern] derived from the [eg unipolar] binary sequence.
Bei Ausführungsbeispielen ist die durch das Grundsprungmuster angegebene Belegung von Ressourcenelementen derart von der [z.B. unipolaren] Binärfolge abgeleitet, dass diejenigen Ressourcenelemente des Satzes von verwendbaren Ressourcenelementen, die jeweiligen Elementen der [z.B. unipolaren] Binärfolge zugeordnet sind, die einen vorgegebenen logischen Wert [z.B. logisch Eins] aufweisen, durch das Grundsprungmuster belegte Ressourcenelement sind. In exemplary embodiments, the allocation of resource elements indicated by the basic jump pattern is so dependent on the [e.g. unipolar] binary sequence that those resource elements of the set of usable resource elements, the respective elements of the [e.g. unipolar] binary sequences which have a predetermined logical value [e.g. logical one], are resource elements occupied by the basic jump pattern.
Beispielsweise kann jedes Ressourcenelement des Satzes von verwendbaren Ressourcenelementen, das einem jeweiligen Element der [z.B. unipolaren] Binärfolge zugeordnet ist, das einen vorgegebenen logischen Wert [z.B. logisch Eins] aufweist, ein durch das Grundsprungmuster belegtes Ressourcenelement sein. For example, each resource element of the set of usable resource elements corresponding to a respective element of the [e.g. unipolar] binary sequence having a predetermined logical value [e.g. logic one], be a resource element occupied by the basic hop pattern.
Bei Ausführungsbeispielen ist jedes Ressourcenelement des Satzes von verfügbaren Ressourcenelementen einem jeweiligen Element der [z.B. unipolaren] Binärfolge zugeordnet. In embodiments, each resource element of the set of available resource elements is associated with a respective element of the [e.g. unipolar] binary sequence assigned.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Satz von verfügbaren Ressourcenelementen durch eine [eindimensionale oder zweidimensionale] Matrix darstellbar, wobei Spalten der Matrix verfügbare Zeitschlitze beschreiben und wobei Zeilen der Matrix verfügbare Frequenzkanäle beschreiben, wobei die Ressourcenelemente des Satzes von verfügbaren Ressourcenelementen den jeweiligen Elementen der [z.B. unipolaren] Binärfolge derart zugeordnet sind, dass aufeinanderfolgende Spalten der Matrix aufeinanderfolgenden Blöcken von Elementen der Binärfolge zugeordnet sind, wobei eine Anzahl an Elementen der Binärfolge der jeweiligen Blöcke von Elementen der Binärfolge einer Anzahl an Zeilen der Matrix entspricht, wobei innerhalb der jeweiligen Blöcke von Elementen der Binärfolge aufeinanderfolgende Zeilen der Matrix aufeinanderfolgenden Elementen der jeweiligen Blöcke von Elementen der Binärfolge zugeordnet sind. In embodiments, the set of available resource elements can be represented by a [one-dimensional or two-dimensional] matrix, with columns of the matrix describing available time slots and rows of the matrix describing available frequency channels, the resource elements of the set of available resource elements corresponding to the respective elements of the [e.g. unipolar] binary sequence are assigned in such a way that successive columns of the matrix are assigned to successive blocks of elements of the binary sequence, a number of elements of the binary sequence of the respective blocks of elements of the binary sequence corresponding to a number of rows of the matrix, wherein within the respective blocks of elements the binary sequence successive rows of the matrix are assigned to successive elements of the respective blocks of elements of the binary sequence.
Bei Ausführungsbeispielen ist eine Länge der [z.B. unipolaren] Binärfolge [z.B. eine Anzahl an Elementen der [z.B. unipolaren] Binärfolge] gleich einer Anzahl an Ressourcenelementen des Satzes von zulässigen Ressourcenelementen. In embodiments, a length of the [e.g. unipolar] binary sequence [e.g. a number of elements of the [e.g. unipolar] binary sequence] equal to a number of resource elements of the set of admissible resource elements.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datensender konfiguriert, um beim Ableiten des Sprungmusters von dem Grundsprungmuster, sofern bedingt durch die Ableitung des Sprungmusters von dem Grundsprungmusters basierend auf der Verschiebung des Grundsprungmusters in der Zeit und/oder Frequenz zumindest eine durch das Sprungmuster angegebene Belegung eines Ressourcenelements außerhalb des Satzes von verwendbaren Ressourcenelementen liegt, die zumindest eine durch das Sprungmuster angegebene Belegung basierend auf einer zyklischen Verschiebung in der Zeit und/oder Frequenz in den Satz von verwendbaren Ressourcenelementen zu verschieben. In embodiments, the data transmitter is configured to, when deriving the jump pattern from the basic jump pattern, if caused by the derivation of the jump pattern from the basic jump pattern based on the displacement of the Basic jump pattern in the time and / or frequency at least one occupancy of a resource element specified by the hop pattern lies outside the set of usable resource elements, the at least one occupancy specified by the hop pattern based on a cyclical shift in time and / or frequency in the set of usable resources Move resource items.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datensender konfiguriert, um beim Ableiten des Sprungmusters von dem Grundsprungmuster, sofern bedingt durch die Ableitung des Sprungmusters von dem Grundsprungmusters basierend auf der Verschiebung des Grundsprungmusters in der Frequenz zumindest eine durch das Sprungmuster angegebene Belegung eines Ressourcenelements außerhalb des Satzes von verwendbaren Ressourcenelementen liegt, die zumindest eine durch das Sprungmuster angegebene Belegung basierend auf einer zyklischen Verschiebung in der Frequenz in den Satz von verwendbaren Ressourcenelementen zu verschieben und die zumindest eine durch das Sprungmuster angegebene Belegung zusätzlich basierend auf einer linearen Verschiebung in der Zeit zu verschieben. In embodiments, the data transmitter is configured to, when deriving the jump pattern from the basic jump pattern, if caused by the derivation of the jump pattern from the basic jump pattern based on the shift of the basic jump pattern in frequency, at least one occupancy of a resource element outside the set of usable resource elements indicated by the jump pattern is to shift the at least one occupancy indicated by the hopping pattern based on a cyclical shift in frequency in the set of usable resource elements and additionally shift the at least one occupancy specified by the hopping pattern based on a linear shift in time.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datensender konfiguriert, um beim Ableiten des Sprungmusters von dem Grundsprungmuster, sofern bedingt durch die Ableitung des Sprungmusters von dem Grundsprungmusters basierend auf der Verschiebung des Grundsprungmusters in der Zeit zumindest eine durch das Sprungmuster angegebene Belegung eines Ressourcenelements außerhalb des Satzes von verwendbaren Ressourcenelementen liegt, die zumindest eine durch das Sprungmuster angegebene Belegung basierend auf einer zyklischen Verschiebung in der Zeit in den Satz von verwendbaren Ressourcenelementen zu verschieben. In embodiments, the data transmitter is configured to, when deriving the jump pattern from the basic jump pattern, if caused by the derivation of the jump pattern from the basic jump pattern based on the shift of the basic jump pattern in time, at least one occupancy of a resource element outside the set of usable resource elements indicated by the jump pattern is to move the at least one occupancy indicated by the jump pattern based on a cyclical shift in time in the set of usable resource elements.
Bei Ausführungsbeispielen wird bei der linearen Verschiebung die zumindest eine durch das Sprungmuster angegebene Belegung um genau plus ein Ressourcenelement verschoben. In exemplary embodiments, the at least one occupancy indicated by the jump pattern is shifted by exactly plus one resource element in the linear shift.
Bei Ausführungsbeispielen wird bei der zyklischen Verschiebung die zumindest eine durch das Sprungmuster angegebene Belegung, die ausgehend von einer Grenze des Satzes von verwendbaren Ressourcenelementen um eine Anzahl von Ressourcenelementen außerhalb des Satzes von verwendbaren Ressourcenelementen liegt, um die gleiche Anzahl an Ressourcenelementen ausgehend von einer gegenüberliegenden Grenze des Satzes von verwendbaren Ressourcenelementen in den Satz von verwendbareren Ressourcenelementen verschoben. Bei Ausführungsbeispielen erfolgt ein Zugriff des Kommunikationssystems auf das Frequenzband basierend auf [z.B. periodisch] aufeinander folgenden Zeitabschnitten, wobei der Satz von verwendbaren Ressourcenelementen innerhalb eines der Zeitabschnitte liegt. In embodiments, the at least one occupancy indicated by the jump pattern, which is based on a limit of the set of usable resource elements by a number of resource elements outside the set of usable resource elements, is in the cyclic shift by the same number of resource elements based on an opposite limit of the set of usable resource elements moved to the set of more usable resource elements. In exemplary embodiments, the communication system accesses the frequency band based on [eg periodically] successive time segments, the set of usable resource elements lying within one of the time segments.
Bei Ausführungsbeispielen ist das Grundsprungmuster ein erstes Grundsprungmuster, wobei der Datensender konfiguriert ist, um in einem ersten Betriebsmodus das Sprungmuster von dem ersten Grundsprungmuster abzuleiten, wobei der Datensender konfiguriert ist, um in einem zweiten Betriebsmodus das Sprungmuster von einem zweiten Grundsprungmuster abzuleiten, wobei das zweite Grundsprungmuster von einer zweiten binären Folge abgeleitet ist, wobei durch das zweite Grundsprungmuster weniger Ressourcenelemente belegt werden als durch das erste Grundsprungmuster. In embodiments, the basic jump pattern is a first basic jump pattern, the data transmitter being configured to derive the jump pattern from the first basic jump pattern in a first operating mode, the data transmitter being configured to derive the jump pattern from a second basic jump pattern in a second operating mode, the second Basic jump pattern is derived from a second binary sequence, with fewer resource elements being occupied by the second basic jump pattern than by the first basic jump pattern.
Bei Ausführungsbeispielen ist der erste Betriebsmodus ein normaler Betriebsmodus, wobei der zweite Betriebsmodus ein Betriebsmodus [z.B. Notfallbetriebmodus] ist, in dem eine höhere Anzahl an gleichzeitig in dem Frequenzband sendender Datensender zu erwarten ist. In embodiments, the first operating mode is a normal operating mode, the second operating mode being an operating mode [e.g. Emergency operating mode], in which a higher number of data transmitters transmitting simultaneously in the frequency band is to be expected.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datensender konfiguriert, um in dem zweiten Betriebsmodus ein Datenpaket in eine geringere Anzahl an Sub-Datenpaketen aufzuteilen als in dem ersten Betriebsmodus. In embodiments, the data transmitter is configured to split a data packet into a smaller number of sub-data packets in the second operating mode than in the first operating mode.
Bei Ausführungsbeispielen ist in dem zweiten Betriebsmodus das Datenpaket kürzer als in dem ersten Betriebsmodus. In exemplary embodiments, the data packet is shorter in the second operating mode than in the first operating mode.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datensender konfiguriert, um vor dem Senden des Datensignals ein Signalisierungssignal zu senden, das das nachfolgende Senden des Datensignals signalisiert, wobei der Datensender konfiguriert ist, um dasIn embodiments, the data transmitter is configured to send a signaling signal before the transmission of the data signal, which signals the subsequent transmission of the data signal, wherein the data transmitter is configured to
Signalisierungssignal in einem Signalisierungsressourcenelement eines Satzes von vorgegebenen Signalisierungsressourcenelementen zu senden. To send a signaling signal in a signaling resource element of a set of predetermined signaling resource elements.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datensender konfiguriert, um ein Steuersignal [z.B. von einer Basisstation des Kommunikationssystems] zu empfangen, wobei das Steuersignal eine Information über ein Kanalzugriffsmuster aufweist, wobei das Kanalzugriffsmuster eine für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcenelementen angibt, wobei die für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcenelementen der Satz von verwendbaren Ressourcenelementen ist, wobei der Datensender konfiguriert ist, um das Kanalzugriffsmuster basierend auf der Information über das Kanalzugriffsmuster zu ermitteln, wobei das Sprungmuster ein relatives Kanalzugriffsmuster ist, wobei das relative Kanalzugriffsmuster die zu verwendende Belegung der durch das Kanalzugriffsmuster angegebenen verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung angibt, wobei der Datensender konfiguriert ist, um mittels des Datensignals die Mehrzahl von Sub- Datenpaketen in zumindest einer durch das relative Kanalzugriffsmuster angegebenen Teilmenge der durch das Kanalzugriffsmuster angegebenen verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung des Frequenzbands zu senden. In exemplary embodiments, the data transmitter is configured to receive a control signal [e.g. from a base station of the communication system], the control signal having information about a channel access pattern, the channel access pattern being a frequency and / or time hop-based allocation of resource elements that can be used for the communication of the communication system indicates, wherein the frequency and / or time-hopping-based allocation of resource elements that can be used for the communication of the communication system is the set of usable resource elements, wherein the data transmitter is configured to the To determine channel access pattern based on the information about the channel access pattern, wherein the hopping pattern is a relative channel access pattern, the relative channel access pattern indicating the occupancy to be used of the usable frequency and / or time hopping-based occupancy specified by the channel access pattern, the data transmitter being configured to use of the data signal to send the plurality of sub-data packets in at least a subset, indicated by the relative channel access pattern, of the usable frequency-based and / or time-hop-based occupancy of the frequency band indicated by the channel access pattern.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datensender ein Endpunkt des Kommunikationssystems. In embodiments, the data transmitter is an end point of the communication system.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Endpunkt batteriebetrieben. In embodiments, the endpoint is battery operated.
Bei Ausführungsbeispielen kommuniziert das Kommunikationssystem in einem Frequenzband drahtlos, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird, wobei der Datenempfänger konfiguriert ist, um ein Datensignal zu empfangen, das entsprechend eines Sprungmusters übertragen wird, wobei das Datensignal eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufweist, die entsprechend einer durch das Sprungmuster angegebenen frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcenelementen verteilt übertragen werden, wobei das Sprungmuster von einem Grundsprungmuster basierend auf einer Verschiebung des Grundsprungmusters in der Frequenz und/oder Zeit abgeleitet ist, wobei das Grundsprungmuster von einer [z.B. periodischen] [z.B. unipolaren] Binärfolge abgeleitet ist. In exemplary embodiments, the communication system communicates wirelessly in a frequency band which is used by a plurality of communication systems for communication, the data receiver being configured to receive a data signal which is transmitted according to a hop pattern, the data signal having a plurality of sub-data packets which are transmitted in a distributed manner according to a frequency- and / or time-jump-based allocation of resource elements specified by the jump pattern, the jump pattern being derived from a basic jump pattern based on a shift of the basic jump pattern in frequency and / or time, the basic jump pattern being derived from a [e.g. periodic] [e.g. unipolar] binary sequence.
Bei Ausführungsbeispielen ist die [z.B. unipolare] Binärfolge ein Golomb-Lineal [z.B. optimales Golomb-Lineal], eine gespiegelte Version eines Golomb-Lineals oder eine Barker- Folge zumindest teilweise abbildet. In embodiments, the [e.g. unipolar] binary sequence a Golomb ruler [e.g. optimal Golomb ruler], a mirrored version of a Golomb ruler or a Barker series at least partially.
Bei Ausführungsbeispielen werden die markierten ganzzahlige Positionen [z.B. Markierungen] des Golomb-Lineals oder der gespiegelten Version desselben jeweils durch einen ersten logischen Wert [z.B. logisch Eins] in der unipolaren Binärfolge abgebildet, wobei nicht-markierte ganzzahlige Positionen des Golomb-Lineals oder der gespiegelten Version desselben jeweils durch einen zweiten logischen Wert [z.B. logisch Null] in der unipolaren Binärfolge abgebildet werden. Bei Ausführungsbeispielen entspricht eine Anzahl an markierten ganzzahligen Positionen des Golomb-Lineals oder der gespiegelten Version desselben einer Anzahl an Ressourcenelementen, die durch das Grundsprungmuster belegt sind. In embodiments, the marked integer positions [eg markings] of the Golomb ruler or the mirrored version of the same are each represented by a first logical value [eg logical one] in the unipolar binary sequence, with non-marked integer positions of the Golomb ruler or the mirrored Version of the same can be mapped in each case by a second logical value [eg logical zero] in the unipolar binary sequence. In exemplary embodiments, a number of marked integer positions of the Golomb ruler or the mirrored version thereof corresponds to a number of resource elements which are occupied by the basic jump pattern.
Bei Ausführungsbeispielen ist eine Länge der [z.B. unipolaren] Binärfolge größer oder gleich einer doppelten Länge des Golomb-Lineals minus eins, wobei einem Teil der unipolaren Binärfolge, die das Golomb-Lineal [z.B. optimales Golomb-Lineal] oder die gespiegelte Version des Golomb-Lineals zumindest teilweise abbildet zweite logische Werte [z.B. Nullen] vorangestellt und/oder angehängt sind. In embodiments, a length of the [e.g. unipolar] binary sequence greater than or equal to twice the length of the Golomb ruler minus one, with a portion of the unipolar binary sequence that the Golomb ruler [e.g. optimal Golomb ruler] or the mirrored version of the Golomb ruler at least partially maps second logical values [e.g. Zeros] are prefixed and / or appended.
Bei Ausführungsbeispielen ist eine Länge der [z.B. unipolaren] Binärfolge größer oder gleich einer doppelten Länge der gespiegelten Version des Golomb-Lineals minus eins ist, wobei einem Teil der unipolaren Binärfolge, die das Golomb-Lineal [z.B. optimales Golomb-Lineal] oder die gespiegelte Version des Golomb-Lineals zumindest teilweise abbildet zweite logische Werte [z.B. Nullen] vorangestellt und/oder angehängt sind. In embodiments, a length of the [e.g. unipolar] binary sequence is greater than or equal to twice the length of the mirrored version of the Golomb ruler minus one, with a portion of the unipolar binary sequence that the Golomb ruler [e.g. optimal Golomb ruler] or the mirrored version of the Golomb ruler at least partially maps second logical values [e.g. Zeros] are prefixed and / or appended.
Bei Ausführungsbeispielen werden markierte ganzzahlige Positionen [z.B. Markierung] des Golomb-Lineals oder der gespiegelten Version desselben, mit Ausnahme von markierten ganzzahligen Positionen des Golomb-Lineals, die einen Abstand zu anderen markierten ganzzahligen Positionen des Golomb-Lineals aufweisen, der kleiner oder gleich einem vorgegebenen Abstand ist, der einer Anzahl an verfügbaren Frequenzkanälen entspricht, durch jeweils einen ersten logischen Wert [z.B. logisch Eins] in der unipolaren Binärfolge abgebildet, wobei nicht markierte ganzzahlige Positionen und die markierten ganzzahligen Positionen des Golomb-Lineals oder der gespiegelten Version desselben, die einen Abstand zu anderen markierten ganzzahligen Positionen des Golomb-Lineals oder der gespiegelten Version desselben aufweisen, der kleiner oder gleich dem vorgegebenen Abstand ist, jeweils durch einen zweiten logischen Wert [z.B. logisch Null] in der unipolaren Binärfolge abgebildet werden. In embodiments, marked integer positions [e.g. Marking] of the Golomb ruler or the mirrored version thereof, with the exception of marked integer positions of the Golomb ruler which are at a distance from other marked integer positions of the Golomb ruler that is less than or equal to a predetermined distance, that of a number available frequency channels, each by a first logical value [e.g. logical one] in the unipolar binary sequence, with unmarked integer positions and the marked integer positions of the Golomb ruler or the mirrored version of the same that are at a distance from other marked integer positions of the Golomb ruler or the mirrored version of the same, the smaller or is equal to the specified distance, in each case by a second logical value [eg logic zero] can be mapped in the unipolar binary sequence.
Bei Ausführungsbeispielen ist eine Anzahl an markierten ganzzahligen Positionen des Golomb-Lineals oder der gespiegelten Version desselben größer als eine Anzahl an Ressourcenelementen, die durch das Grundsprungmuster belegt sind. In exemplary embodiments, a number of marked integer positions of the Golomb ruler or the mirrored version thereof is greater than a number of resource elements which are occupied by the basic jump pattern.
Bei Ausführungsbeispielen ist eine Länge der [z.B. unipolaren] Binärfolge größer oder gleich einer doppelten Länge des Golomb-Lineals minus eins, wobei einem Teil der unipolaren Binärfolge, die das Golomb-Lineal [z.B. optimales Golomb-Lineal] oder die gespiegelte Version des Golomb-Lineals zumindest teilweise abbildet zweite logische Werte [z.B. Nullen] vorangestellt und/oder angehängt sind. In embodiments, a length of the [eg unipolar] binary sequence is greater than or equal to twice the length of the Golomb ruler minus one, with a part of the unipolar binary sequence that is the Golomb ruler [eg optimal Golomb ruler] or the mirrored Version of the Golomb ruler at least partially maps second logical values [eg zeros] in front and / or appended.
Bei Ausführungsbeispielen ist eine Länge der [z.B. unipolaren] Binärfolge größer oder gleich einer doppelten Länge der gespiegelten Version des Golomb-Lineals minus eins, wobei einem Teil der unipolaren Binärfolge, die das Golomb-Lineal [z.B. optimales Golomb-Lineal] oder die gespiegelte Version des Golomb-Lineals zumindest teilweise abbildet zweite logische Werte [z.B. Nullen] vorangestellt und/oder angehängt sind. In embodiments, a length of the [e.g. unipolar] binary sequence greater than or equal to twice the length of the mirrored version of the Golomb ruler minus one, with a portion of the unipolar binary sequence that the Golomb ruler [e.g. optimal Golomb ruler] or the mirrored version of the Golomb ruler at least partially maps second logical values [e.g. Zeros] are prefixed and / or appended.
Bei Ausführungsbeispielen ist eine durch das Grundsprungmuster angegebene Belegung von Ressourcenelementen eines Satzes von verwendbaren Ressourcenelementen [z.B. eines zulässigen Ressourcenbereichs [Ressourcenrahmens] oder eines Satzes von Ressourcenelementen eines netzwerkspezifischen Kanalzugriffsmusters] von der [z.B. unipolaren] Binärfolge abgeleitet. In exemplary embodiments, an allocation of resource elements of a set of usable resource elements [e.g. an allowable resource area [resource frame] or a set of resource elements of a network-specific channel access pattern] from the [e.g. unipolar] binary sequence derived.
Bei Ausführungsbeispielen ist die durch das Grundsprungmuster angegebene Belegung von Ressourcenelementen derart von der [z.B. unipolaren] Binärfolge abgeleitet, dass diejenigen Ressourcenelemente des Satzes von verwendbaren Ressourcenelementen, die jeweiligen Elementen der [z.B. unipolaren] Binärfolge zugeordnet sind, die einen vorgegebenen logischen Wert [z.B. logisch Eins] aufweisen, durch das Grundsprungmuster belegte Ressourcenelement sind. In exemplary embodiments, the allocation of resource elements indicated by the basic jump pattern is so dependent on the [e.g. unipolar] binary sequence that those resource elements of the set of usable resource elements, the respective elements of the [e.g. unipolar] binary sequences which have a predetermined logical value [e.g. logical one], are resource elements occupied by the basic jump pattern.
Beispielsweise kann jedes Ressourcenelement des Satzes von verwendbaren Ressourcenelementen, das einem jeweiligen Element der [z.B. unipolaren] Binärfolge zugeordnet ist, das einen vorgegebenen logischen Wert [z.B. logisch Eins] aufweist, ein durch das Grundsprungmuster belegtes Ressourcenelement sein. For example, each resource element of the set of usable resource elements corresponding to a respective element of the [e.g. unipolar] binary sequence having a predetermined logical value [e.g. logic one], be a resource element occupied by the basic hop pattern.
Bei Ausführungsbeispielen ist jedes Ressourcenelement des Satzes von verfügbaren Ressourcenelementen einem jeweiligen Element der [z.B. unipolaren] Binärfolge zugeordnet. In embodiments, each resource element of the set of available resource elements is associated with a respective element of the [e.g. unipolar] binary sequence assigned.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Satz von verfügbaren Ressourcenelementen durch eine [eindimensionale oder zweidimensionale] Matrix darstellbar, wobei Spalten der Matrix verfügbare Zeitschlitze beschreiben und wobei Zeilen der Matrix verfügbare Frequenzkanäle beschreiben, wobei die Ressourcenelemente des Satzes von verfügbaren Ressourcenelementen den jeweiligen Elementen der [z.B. unipolaren] Binärfolge derart zugeordnet sind, dass aufeinanderfolgende Spalten der Matrix aufeinanderfolgenden Blöcken von Elementen der Binärfolge zugeordnet sind, wobei eine Anzahl an Elementen der Binärfolge der jeweiligen Blöcke von Elementen der Binärfolge einer Anzahl an Zeilen der Matrix entspricht, wobei innerhalb der jeweiligen Blöcke von Elementen der Binärfolge aufeinanderfolgende Zeilen der Matrix aufeinanderfolgenden Elementen der jeweiligen Blöcke von Elementen der Binärfolge zugeordnet sind. In exemplary embodiments, the set of available resource elements can be represented by a [one-dimensional or two-dimensional] matrix, columns of the matrix describing available time slots and rows of the matrix describing available frequency channels, the resource elements of the set of available resource elements corresponding to the respective elements of the [e.g. unipolar] Binary sequence are assigned in such a way that successive columns of the matrix are assigned to successive blocks of elements of the binary sequence, with a number of elements the binary sequence of the respective blocks of elements of the binary sequence corresponds to a number of rows of the matrix, with successive rows of the matrix being assigned to successive elements of the respective blocks of elements of the binary sequence within the respective blocks of elements of the binary sequence.
Bei Ausführungsbeispielen ist eine Länge der [z.B. unipolaren] Binärfolge [z.B. eine Anzahl an Elementen der [z.B. unipolaren] Binärfolge] gleich einer Anzahl an Ressourcenelementen des Satzes von zulässigen Ressourcenelementen. In embodiments, a length of the [e.g. unipolar] binary sequence [e.g. a number of elements of the [e.g. unipolar] binary sequence] equal to a number of resource elements of the set of admissible resource elements.
Bei Ausführungsbeispielen ist weisen zumindest zwei der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen eine Pilotsequenz auf, wobei der Datenempfänger ausgebildet ist, um die von dem Kommunikationssystem zur Übertragung der pilotsequenzaufweisenden Sub-Datenpakete der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen verwendbaren Ressourcenelemente oder die von dem Kommunikationssystem zur Übertragung der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen verwendbaren Ressourcenelemente des Kommunikationssystems jeweils mit einer Referenzsequenz zu korrelieren, um für die verwendbaren Ressourcenelemente Korrelationsergebnisse zu erhalten, und um die Korrelationsergebnisse in ein zumindest eindimensionales Array von Korrelationsergebnissen zu überführen, wobei der Datenempfänger ausgebildet ist, um eine Korrelation des zumindest ein-dimensionalen Arrays von Korrelationsergebnissen mit einem zumindest ein-dimensionalen Array von Referenzwerten durchzuführen, wobei das zumindest ein-dimensionale Array von Referenzwerten von dem Grundsprungmuster oder der binären Folge abgeleitet ist. In exemplary embodiments, at least two of the plurality of sub-data packets have a pilot sequence, the data receiver being designed to use the resource elements that can be used by the communication system to transmit the sub-data packets of the plurality of sub-data packets that have a pilot sequence, or those of the communication system to transmit the To correlate a plurality of sub-data packets usable resource elements of the communication system each with a reference sequence in order to obtain correlation results for the usable resource elements, and to convert the correlation results into an at least one-dimensional array of correlation results, the data receiver being designed to correlate the at least to carry out one-dimensional arrays of correlation results with an at least one-dimensional array of reference values, the at least one-dimensional array of reference values from the basic jump pattern or the binary sequence is derived.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datenempfänger ausgebildet ist, um die Mehrzahl von Sub-Datenpaketen basierend auf der Korrelation des zumindest ein-dimensionalen Arrays von Korrelationsergebnissen mit dem zumindest ein-dimensionalen Array von Referenzwerten zu detektieren. In embodiments, the data receiver is designed to detect the plurality of sub-data packets based on the correlation of the at least one-dimensional array of correlation results with the at least one-dimensional array of reference values.
Bei Ausführungsbeispielen ist das Grundsprungmuster ein erstes Grundsprungmuster, wobei in einem ersten Betriebsmodus das Sprungmuster von dem ersten Grundsprungmuster abgeleitet wird, wobei in einem zweiten Betriebsmodus das Sprungmuster von einem zweiten Grundsprungmuster abgeleitet wird, wobei das zweite Grundsprungmuster von einer zweiten binären Folge abgeleitet ist, wobei durch das zweite Grundsprungmuster weniger Ressourcenelemente belegt werden als durch das erste Grundsprungmuster. Bei Ausführungsbeispielen ist der erste Betriebsmodus ein normaler Betriebsmodus, wobei der zweite Betriebsmodus ein Betriebsmodus [z.B. Notfallbetriebmodus] ist, in dem eine höhere Anzahl an gleichzeitig in dem Frequenzband sendender Datensender zu erwarten ist. In exemplary embodiments, the basic jump pattern is a first basic jump pattern, the jump pattern being derived from the first basic jump pattern in a first operating mode, the jump pattern being derived from a second basic jump pattern in a second operating mode, the second basic jump pattern being derived from a second binary sequence, with fewer resource elements are occupied by the second basic jump pattern than by the first basic jump pattern. In exemplary embodiments, the first operating mode is a normal operating mode, the second operating mode being an operating mode [eg emergency operating mode] in which a higher number of data transmitters transmitting simultaneously in the frequency band is to be expected.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datenempfänger konfiguriert, um eine Übertragung eines Signalisierungssignals in einem Signalisierungsressourcenelement eines Satzes von vorgegebenen Signalisierungsressourcenelementen zu erkennen, wobei das Signalisierungssignal eine nachfolgende Übertragung des Datensignals signalisiert, wobei der Datenempfänger konfiguriert ist, um bei erkannter Übertragung des Signalisierungssignals das nachfolgende Datensignal zu empfangen, und wobei der Datenempfänger konfiguriert ist, um bei nicht erkannter Übertragung des Signalisierungssignals von einem normalen Energieverbrauchsmodus in einen Energiesparmodus zu wechseln. In exemplary embodiments, the data receiver is configured to detect a transmission of a signaling signal in a signaling resource element of a set of predetermined signaling resource elements, the signaling signal signaling a subsequent transmission of the data signal, the data receiver being configured to receive the subsequent data signal when the transmission of the signaling signal is detected , and wherein the data receiver is configured to switch from a normal energy consumption mode to an energy-saving mode if the transmission of the signaling signal is not detected.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datenempfänger ausgebildet ist, um ein Steuersignal zu senden, wobei das Steuersignal eine Information über den von dem Kommunikationssystem zur Übertragung der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen Satz von verwendbaren Ressourcenelemente aufweist. In exemplary embodiments, the data receiver is designed to send a control signal, the control signal containing information about the set of resource elements that can be used by the communication system for the transmission of the plurality of sub-data packets.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datenempfänger ausgebildet, um ein Steuersignal zu senden, wobei das Steuersignal eine Information über ein Kanalzugriffsmuster aufweist, wobei das Kanalzugriffsmuster eine für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcenelementen des Frequenzbands angibt, wobei die für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcenelementen der Satz von verwendbaren Ressourcenelementen ist, wobei das Sprungmuster ein relatives Kanalzugriffsmuster ist, wobei das relative Kanalzugriffsmuster die zu verwendende Belegung der durch das Kanalzugriffsmuster angegebenen verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung angibt. In exemplary embodiments, the data receiver is designed to send a control signal, the control signal having information about a channel access pattern, the channel access pattern specifying a frequency and / or time-hopping-based allocation of resource elements of the frequency band that can be used for the communication of the communication system Communication of the communication system usable frequency and / or time hop-based allocation of resource elements is the set of usable resource elements, the hop pattern being a relative channel access pattern, the relative channel access pattern indicating the allocation to be used of the usable frequency and / or time hop-based allocation specified by the channel access pattern .
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datenempfänger eine Basisstation. In embodiments, the data receiver is a base station.
Bei Ausführungsbeispielen ist die Basistation batteriebetrieben. In exemplary embodiments, the base station is battery-operated.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Senden eines Datenpakets in einem Kommunikationssystem, wobei das Kommunikationssystem in einem Frequenzband drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Aufteilens eines zum Senden anstehenden Datenpakets in eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen, die jeweils kürzer sind als das Datenpaket. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Ableitens eines Sprungmusters von einem Grundsprungmuster basierend auf einer Verschiebung des Grundsprungmusters in der Frequenz und/oder Zeit. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Sendens eines Datensignals mit der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen entsprechend des Sprungmusters, so dass die Mehrzahl von Sub-Datenpaketen entsprechend einer durch das Sprungmuster angegebenen frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcenelementen verteilt übertragen werden, wobei das Grundsprungmuster von einer [z.B unipolaren] Binärfolge abgeleitet ist. Further exemplary embodiments create a method for sending a data packet in a communication system, the communication system communicating wirelessly in a frequency band which is used by a plurality of communication systems Communication is used. The method comprises a step of dividing a data packet pending transmission into a plurality of sub-data packets, each of which is shorter than the data packet. The method further comprises a step of deriving a hop pattern from a basic hop pattern based on a shift of the basic hop pattern in frequency and / or time. Furthermore, the method comprises a step of sending a data signal with the plurality of sub-data packets in accordance with the hop pattern, so that the plurality of sub-data packets are transmitted in a distributed manner in accordance with a frequency- and / or time-hop-based allocation of resource elements specified by the hop pattern Basic jump pattern is derived from a [e.g. unipolar] binary sequence.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Empfangen von Daten in einem Kommunikationssystem, wobei das Kommunikationssystem in einem Frequenzband drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Empfangens eines Datensignals, das entsprechend eines Sprungmusters übertragen wird, wobei das Datensignal eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufweist, die entsprechend einer durch das Sprungmuster angegebenen frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcenelementen verteilt übertragen werden, wobei das Sprungmuster von einem Grundsprungmuster basierend auf einer Verschiebung des Grundsprungmusters in der Frequenz und/oder Zeit abgeleitet ist, wobei das Grundsprungmuster von einer [z.B. unipolaren] Binärfolge abgeleitet ist. Further exemplary embodiments create a method for receiving data in a communication system, the communication system communicating wirelessly in a frequency band which is used by a plurality of communication systems for communication. The method comprises a step of receiving a data signal that is transmitted in accordance with a hop pattern, the data signal having a plurality of sub-data packets which are transmitted in a distributed manner in accordance with a frequency- and / or time-hop-based allocation of resource elements specified by the hop pattern, wherein the Jump pattern is derived from a basic jump pattern based on a shift of the basic jump pattern in frequency and / or time, the basic jump pattern being derived from a [e.g. unipolar] binary sequence.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Erzeugen einer [unipolaren] binären Folge mit vorgegebenen periodischen Korrelationseigenschaften [z.B. für ein Kommunikationssystem, in dem ein zur Übertragung von Daten verwendetes Sprungmuster von einem Grundsprungmuster basierend auf einer Verschiebung des Grundsprungmusters in der Frequenz und/oder Zeit abgeleitet ist, wobei das Grundsprungmuster von einer [z.B. unipolaren] Binärfolge abgeleitet ist]. Das Verfahren umfasst einen Schritt des zufälligen Erzeugens einer Mehrzahl von [unipolaren] binären Folgen, wobei die Mehrzahl von [unipolaren] binären Folgen jeweils eine vorgegebene Anzahl an binären Elementen [z.B. Länge] aufweist, von denen eine vorgegebene Anzahl jeweils einen ersten logischen Wert [z.B. logisch Eins] aufweisen. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Berechnens von periodischen Autokorrelationsfunktionen der Mehrzahl von [unipolaren] binären Folgen, um für jede der Mehrzahl von [unipolaren] binären Folgen einen Satz von Autokorrelationsnebenwerten zu erhalten. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Berechnens eines maximalen Autokorrelationsnebenwerts in Abhängigkeit der vorgegebenen Anzahl an binären Elementen der binären Folge, und der vorgegebenen Anzahl an binären Elementen, die einen ersten logischen Wert aufweisen. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Auswählens derjenigen [unipolaren] binären Folgen der Mehrzahl von [unipolaren] binären Folgen, dessen Satz von Autokorrelationsnebenwerten keinen Autokorrelationsnebenwert aufweist, der größer als der berechnete maximale Autokorrelationsnebenwert ist, oder nur Autorkorrelationsnebenwerte aufweist, die einen vorgegebenen Abstand zu dem berechneten theoretischen maximale Autokorrelationsnebenwert nicht übersteigen. Further exemplary embodiments provide a method for generating a [unipolar] binary sequence with predetermined periodic correlation properties [eg for a communication system in which a hop pattern used for the transmission of data is derived from a basic hop pattern based on a shift of the basic hop pattern in frequency and / or time , where the basic jump pattern is derived from a [eg unipolar] binary sequence]. The method comprises a step of randomly generating a plurality of [unipolar] binary sequences, the plurality of [unipolar] binary sequences each having a predetermined number of binary elements [eg length], of which a predetermined number each has a first logical value [ eg logical one]. The method further comprises a step of calculating periodic autocorrelation functions of the plurality of [unipolar] binary sequences in order to obtain a set of secondary autocorrelation values for each of the plurality of [unipolar] binary sequences. The method further comprises a step of calculating a maximum secondary autocorrelation value as a function of the predetermined number of binary elements of the binary sequence, and the predetermined number of binary elements which have a first logical value. The method further comprises a step of selecting those [unipolar] binary sequences of the plurality of [unipolar] binary sequences whose set of autocorrelation minor values does not have an autocorrelation minor value that is greater than the calculated maximum autocorrelation minor value, or only has autocorrelation minor values that are a predetermined distance from Do not exceed the calculated theoretical maximum autocorrelation secondary value.
Bei Ausführungsbeispielen wird der maximale Autokorrelationsnebenwert der periodischen Autokorrelationsfunktion basierend auf folgender Formel berechnet:
Figure imgf000208_0001
wobei max der maximale Autokorrelationsnebenwert ist, wobei E die vorgegebene Anzahl an ersten logischen Werten ist, und wobei N die vorgegebene Anzahl an binären Elementen der binären Folge ist.
In exemplary embodiments, the maximum secondary autocorrelation value of the periodic autocorrelation function is calculated based on the following formula:
Figure imgf000208_0001
where max is the maximum autocorrelation secondary value, where E is the predetermined number of first logical values, and where N is the predetermined number of binary elements of the binary sequence.
Bei Ausführungsbeispielen umfasst das Verfahren ferner einen Schritt des Berechnens von periodischen Kreuzkorrelationsfunktionen der Mehrzahl von [unipolaren] binären Folgen, um für jede der Mehrzahl von [unipolaren] binären Folgen einen Satz von Kreuzkorrelationsnebenwerten aufweist, und einen Schritt des Berechnens eines maximalen Kreuzkorrelationsnebenwerts der periodischen Kreuzkorrelierten in Abhängigkeit der vorgegebenen Anzahl an binären Elementen der binären Folge und der vorgegebenen Anzahl an binären Elementen, die einen ersten logischen Wert aufweisen, und einen Schritt des Auswählens derjenigen [unipolaren] binären Folgen der Mehrzahl von [unipolaren] binären Folgen, dessen Satz von Kreuzkorrelationsnebenwerten keinen Kreuzkorrelationsnebenwert aufweist, der größer als der berechnete maximale Kreuzkorrelationsnebenwert ist. In embodiments, the method further comprises a step of calculating periodic cross-correlation functions of the plurality of [unipolar] binary sequences in order to have a set of cross-correlation secondary values for each of the plurality of [unipolar] binary sequences, and a step of calculating a maximum cross-correlation secondary value of the periodic cross-correlated depending on the predetermined number of binary elements of the binary sequence and the predetermined number of binary elements which have a first logical value, and a step of selecting those [unipolar] binary sequences of the plurality of [unipolar] binary sequences whose set of cross-correlation secondary values does not have a cross-correlation minor that is greater than the calculated maximum cross-correlation minor.
Bei Ausführungsbeispielen wird der maximale Kreuzkorrelationsnebenwert der periodischen Kreuzkorrelierten basierend auf folgender Formel berechnet:
Figure imgf000208_0002
wobei
Figure imgf000208_0003
der maximale Kreuzkorrelationsnebenwert ist, wobei E die vorgegebene Anzahl an ersten logischen Werten ist, wobei N die vorgegebene Länge ist, und wobe sämtliche Kreuzkorrelationsnebenwerte aller möglichen Kombinationen von periodischen Kreuzkorrelierten der Mehrzahl von binären Folgen ist.
In exemplary embodiments, the maximum cross-correlation secondary value of the periodic cross-correlated is calculated based on the following formula:
Figure imgf000208_0002
in which
Figure imgf000208_0003
is the maximum cross-correlation minor value, where E is the predetermined number of first logical values, where N is the predetermined length, and where is all cross-correlation minor values of all possible combinations of periodic cross-correlates of the plurality of binary sequences.
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. Although some 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 to this, 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 device (or using a hardware device). Apparatus), such as a microprocessor, a programmable computer or an electronic circuit. In some embodiments, some or more of the most important process steps can be performed by such an apparatus.
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. Depending on the specific implementation requirements, 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 disk, 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 with a programmable computer system or cooperate in such a way that the respective method is carried out. Therefore, the digital storage medium can be computer readable.
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. Some exemplary embodiments according to the invention thus include a data carrier which has electronically readable control signals which are capable of interacting with a programmable computer system in such a way that one of the methods described herein is carried out.
Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung alsIn general, embodiments of the present invention can be used as
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 Träger gespeichert sein. 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.
Andere Ausführungsbeispiele umfassen das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren, wobei das Computerprogramm auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist. Other exemplary embodiments include the computer program for performing one of the methods described herein, the computer program being stored on a machine-readable carrier.
Mit anderen Worten ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens somit ein Computerprogramm, das einen Programmcode zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft. In other words, an exemplary embodiment of the method according to the invention is thus a computer program which has a program code for performing one of the methods described herein when the computer program runs on a computer.
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. 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) on 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.
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. 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.
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. 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.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst einen Computer, auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist. Another exemplary embodiment comprises a computer on which the computer program for performing one of the methods described herein is installed.
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. Another 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 recipient can for example, a computer, mobile device, storage device or similar device. The device or the system can, for example, comprise a file server for transmitting the computer program to the recipient.
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. In some exemplary embodiments, a programmable logic component (for example a field-programmable gate array, an FPGA) can be used to carry out some or all of the functionalities of the methods described herein. In some exemplary embodiments, a field-programmable gate array can interact with a microprocessor in order to carry out one of the methods described herein. In general, in some exemplary embodiments, the methods are performed by any hardware device. This can be hardware that can be used universally, such as a computer processor (CPU), or hardware specific to the method, such as an ASIC, for example.
Die hierin beschriebenen Vorrichtungen 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. The devices 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.
Die hierin beschriebenen Vorrichtungen, oder jedwede Komponenten der hierin beschriebenen Vorrichtungen können zumindest teilweise in Hardware und/oder in Software (Computerprogramm) implementiert sein. 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).
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. For example, the methods described herein can be implemented using hardware apparatus, or using a computer, or using a combination of hardware apparatus and a computer.
Die hierin beschriebenen Verfahren, oder jedwede Komponenten der hierin beschriebenen Verfahren können zumindest teilweise durch Hardware und/oder durch Software ausgeführt werden. The methods described herein, or any components of the methods described herein, can be carried out at least in part by hardware and / or by software.
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 The embodiments described above are merely illustrative of the principles of the present invention. It is to be understood that modifications and variations of the arrangements and details described herein will be apparent to other skilled persons. It is therefore intended that the invention be limited only by the scope of protection of the following patent claims and not by the specific details presented herein with reference to the description and explanation of the exemplary embodiments. bibliography
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[8] DE 10 2017 211 375 A1 [8] DE 10 2017 211 375 A1
[9] Hans Dieter Lücke: „Korrelationssignal“, Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York, 1992 [9] Hans Dieter Lücke: "Correlation Signal", Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York, 1992
[10] Leonard D. Baumert, “Cyclic difference sets”, Springer-Verlag Berlin[10] Leonard D. Baumert, “Cyclic difference sets”, Springer-Verlag Berlin
Heidelberg, 1971 Heidelberg, 1971
[11] DE 10 2018 214648 A1 [11] DE 10 2018 214648 A1
[12] DE 10 2018 218 729 A1 [12] DE 10 2018 218 729 A1
[13] DE 10 2018 206 137 A1 [13] DE 10 2018 206 137 A1
[14] 3GPP Technical Specification 36.211, „Evolved Universal Terrestrial Radio[14] 3GPP Technical Specification 36.211, "Evolved Universal Terrestrial Radio
Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation“, www.3gpp.org Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation ”, www.3gpp.org
Abkürzungsverzeichnis List of abbreviations
CRC: Cyclic Redundancy Check CRC: Cyclic Redundancy Check
LPWAN: Low Power Wide Area Network LPWAN: Low Power Wide Area Network
LSB: Least Significant Bit(s) LSB: Least Significant Bit (s)
MSB: Most Significant Bit(s) MSB: Most Significant Bit (s)
PAN: Personal Area Network PAN: Personal Area Network
TLS: Transport Layer Security TLS: Transport Layer Security
TSMA: Telegram-Splitting-Multiple-Access TSMA: Telegram Splitting Multiple Access
FFT: Fast Fourier Transformation (Schnelle Fourier Transformation), redundanzmindernder Algorithmus der DFT (Diskrete Fourier Transformation)FFT: Fast Fourier Transformation (Fast Fourier Transformation), redundancy-reducing algorithm of DFT (Discrete Fourier Transformation)
PER: Packet Error Rate, Paketfehlerrate PER: Packet Error Rate
PIC: Parallel Interference Cancellation PIC: Parallel Interference Cancellation
SIC: Successive Interference Cancellation SIC: Successive Interference Cancellation
AKF: aperiodische Autokorrelationsfunktion
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AKF: aperiodic autocorrelation function
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BS: Basisstation BS: base station
CRE: Common Ressource Elemente (alternative Common Ressource Blocks)CRE: Common Resource Elements (alternative Common Resource Blocks)
E: Ordnung (entsp. Anzahl der Einser-Markierungen) einer (a)periodischen unipolaren Binärfolge (in der Regel entspricht dies dem L) E: Order (corresponding to the number of ones markings) of an (a) periodic unipolar binary sequence (usually this corresponds to the L)
HNV: Haupt-Nebenmaximum-Verhältnis (siehe Gleichung (5)) HNV: main / secondary maximum ratio (see equation (5))
OGR: Optimale Golomb-Ruler (Lineal), sind aperiodische Binärfolgen mit Elementen e {0,1}, deren AKF nur Nebenwerte Î {0,1} aufweisen. Falls es keine kürzere Länge N bei derselben Ordnung E gibt, dann spricht man von „optimal“. Andernfalls handelt es sich um „Golomb-Lineale“ oder „Barker-Folgen“OGR: Optimal Golomb rulers (rulers) are aperiodic binary sequences with elements e {0,1}, whose AKF only have secondary values Î {0,1}. If there is no shorter length N for the same order E, then one speaks of “optimal”. Otherwise it is "Golomb Rulers" or "Barker Follows"
PAKF: periodische Autokorrelationsfunktion PAKF: periodic autocorrelation function
PKKF: periodische Kreuzkorrelationsfunktio
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PKKF: periodic cross-correlation function
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RACH: Random Access Channel RACH: Random Access Channel
RE: Ressourcenelement (engl ressource element) RE: Resource element
RF: Ressourcenrahmen (engl ressource frame) RF: Resource frame

Claims

Patentansprüche Claims
1. Datenempfänger (104) eines Kommunikationssystems (102), wobei das Kommunikationssystem (104) in einem Frequenzband drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen (102_2,102_2) zur Kommunikation genutzt wird, wobei in dem Kommunikationssystem (102) zur Übertragung von Daten ein Satz (112) von verwendbaren Ressourcen zur Verfügung steht, auf den basierend auf dem Datenempfänger (104) bekannten Sprungmustern zugegriffen werden kann, wobei die Sprungmuster jeweils eine zeit- und/oder frequenzsprungbasierte Belegung von Ressourcen des Satzes (112) von verwendbaren Ressourcen angeben, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um für jede der Ressourcen des Satzes (112) von verwendbaren Ressourcen eine Übertragungs-Metrik zu ermitteln, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um Übertragungs-Metriken derjenigen Ressourcen zu kombinieren, auf die zur Übertragung von Daten basierend auf einem Sprungmuster der Sprungmuster zugegriffen werden kann, um eine Sprungmuster-Metrik zu erhalten, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um eine Übertragung von Daten zu detektieren, wenn die Sprungmuster-Metrik des jeweiligen Sprungmusters ein vorgegebenes Detektionskriterium erfüllt, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um die Übertragungs-Metriken vor der Kombination wertemäßig auf einen oberen oder unteren Grenzwert zu begrenzen; wobei in dem Kommunikationssystem (102) die zu übertragenen Daten ein Datenpaket umfassen, dass auf eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufgeteilt wird, die jeweils kürzer sind als das Datenpaket, wobei die Mehrzahl von Sub-Datenpaketen entsprechend der durch das jeweilige Sprungmuster angegebenen frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen verteilt übertragen werden 1. Data receiver (104) of a communication system (102), wherein the communication system (104) communicates wirelessly in a frequency band which is used by a plurality of communication systems (102_2,102_2) for communication, wherein in the communication system (102) for the transmission of Data, a set (112) of usable resources is available, which can be accessed based on the data receiver (104) known hopping patterns, the hopping patterns each being a time and / or frequency hopping based allocation of resources of the set (112) of usable resources wherein the data receiver (104) is configured to determine a transmission metric for each of the resources of the set (112) of usable resources, the data receiver (104) being configured to combine transmission metrics of those resources which can be accessed for transferring data based on a jump pattern of the jump pattern, to obtain a jump pattern metric, the data receiver (104) being configured to detect a transmission of data when the jump pattern metric of the respective jump pattern meets a predetermined detection criterion, the data receiver (104) being configured to accept the transmission - limit the value of the metrics to an upper or lower limit value before the combination; wherein in the communication system (102) the data to be transmitted comprise a data packet that is divided into a plurality of sub-data packets, each of which is shorter than the data packet, the plurality of sub-data packets according to the frequency specified by the respective hopping pattern and / or time-jump-based allocation of resources are transmitted in a distributed manner
2. Datenempfänger (104) nach dem vorangehenden Anspruch, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um diejenigen Übertragungs- Metriken, die eine hohe Wahrscheinlichkeit beschreiben, dass die jeweilige Ressource zur Übertragung von Daten genutzt wurde, auf den oberen oder unteren Grenzwert zu begrenzen. 2. Data receiver (104) according to the preceding claim, wherein the data receiver (104) is configured to those transmission metrics that describe a high probability that the respective resource was used for the transmission of data to the upper or lower limit value limit.
3. Datenempfänger (104) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um diejenigen Übertragungs- Metriken, die einen oberen Grenzwert übersteigen, wertemäßig auf den oberen Grenzwert zu begrenzen. 3. Data receiver (104) according to one of claims 1 to 2, wherein the data receiver (104) is configured to limit those transmission metrics that exceed an upper limit value in terms of value to the upper limit value.
4. Datenempfänger (104) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um diejenigen Übertragungs- Metriken, die einen unteren Grenzwert unterschreiten, wertemäßig auf den unteren Grenzwert zu begrenzen. 4. Data receiver (104) according to one of claims 1 to 2, wherein the data receiver (104) is configured to limit those transmission metrics that fall below a lower limit value to the lower limit value in terms of value.
5. Datenempfänger (104) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei aus den Übertragungs-Metriken jeweils eine Wahrscheinlichkeit, dass die jeweilige Ressource zur Übertragung von Daten genutzt wurde, ableitbar ist. 5. Data receiver (104) according to one of the preceding claims, wherein a probability that the respective resource was used for the transmission of data can be derived from the transmission metrics.
6. Datenempfänger (104) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Übertragungs-Metriken jeweils eine Wahrscheinlichkeit beschreiben, dass die jeweilige Ressource zur Übertragung von Daten genutzt wurde. 6. Data receiver (104) according to one of the preceding claims, wherein the transmission metrics each describe a probability that the respective resource was used to transmit data.
7. Datenempfänger (104) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei aus der Sprungmuster-Metrik eine Wahrscheinlichkeit, dass das jeweilige Sprungmuster zur Übertragung von Daten genutzt wurde, ableitbar ist. 7. Data receiver (104) according to one of the preceding claims, wherein a probability that the respective jump pattern was used for the transmission of data can be derived from the jump pattern metric.
8. Datenempfänger (104) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Sprungmuster-Metrik eine Wahrscheinlichkeit beschreibt, dass das jeweilige Sprungmuster zur Übertragung von Daten genutzt wurde. 8. data receiver (104) according to one of the preceding claims, wherein the jump pattern metric describes a probability that the respective jump pattern was used for the transmission of data.
9. Datenempfänger (104) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Detektionskriterium angibt, dass die Sprungmuster-Metrik eine Detektionsschwelle erreicht. 9. The data receiver (104) according to any one of the preceding claims, wherein the detection criterion indicates that the jump pattern metric reaches a detection threshold.
10. Datenempfänger (104) nach Anspruch 9, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um die Detektionsschwelle in Abhängigkeit von einer Auslastung des Satzes von verwendbaren Ressourcen adaptiv anzupassen. 10. The data receiver (104) according to claim 9, wherein the data receiver (104) is configured to adaptively adapt the detection threshold as a function of a utilization of the set of usable resources.
11. Datenempfänger (104) nach Anspruch 10, wobei die Auslastung eine geschätzte relative Anzahl von belegten Ressourcen des Satzes (112) von verwendbaren Ressourcen ist, oder wobei die Auslastung eine geschätzte Anzahl gleichzeitig aktiver Datensender (106_1-106_n) des Kommunikationssystems (102) ist, die auf den Satz (112) von verwendbaren Ressourcen zugreifen. 11. The data receiver (104) according to claim 10, wherein the utilization is an estimated relative number of occupied resources of the set (112) of usable resources, or wherein the utilization is an estimated number of simultaneously active data transmitters (106_1-106_n) of the communication system (102) accessing the set (112) of usable resources.
12. Datenempfänger (104) nach einem der Ansprüche 10 bis 11, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um die Auslastung basierend auf einer Anzahl von Ressourcen des Satzes (112) von verwendbaren Ressourcen, dessen Übertragungs-Metriken eine Übertragungs-Schwelle erreichen, zu schätzen. 12. The data receiver (104) according to any one of claims 10 to 11, wherein the data receiver (104) is configured to calculate the utilization based on a number of resources of the set (112) of usable resources whose transmission metrics reach a transmission threshold , appreciate.
13. Datenempfänger (104) nach Anspruch 12, wobei ein Zugriff des Kommunikationssystems (102) auf das Frequenzband basierend auf aufeinander folgenden Zeitabschnitten erfolgt, wobei der Satz (112) von verwendbaren Ressourcen innerhalb eines der Zeitabschnitte liegt, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um die Auslastung ferner basierend auf einer Anzahl von Ressourcen zumindest eines Satzes von verwendbaren Ressourcen zumindest eines vorangehenden Zeitabschnitts, dessen Übertragungs- Metriken eine Übertragungs-Schwelle erreichen, zu schätzen. 13. The data receiver (104) according to claim 12, wherein the communication system (102) accesses the frequency band based on successive time segments, the set (112) of usable resources being within one of the time segments, wherein the data receiver (104) is configured to estimate the utilization further based on a number of resources of at least one set of usable resources of at least a previous time segment whose transmission metrics reach a transmission threshold.
14. Datenempfänger (104) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um die Detektionsschwelle innerhalb einer oberen Grenze und einer unteren Grenze dynamisch anzupassen. 14. The data receiver (104) according to any one of claims 10 to 13, wherein the data receiver (104) is configured to dynamically adapt the detection threshold within an upper limit and a lower limit.
15. Datenempfänger (104) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um die Detektionsschwelle basierend auf einer Sigmoidfunktion oder einer Sigmoid-ähnlichen Funktion innerhalb einer oberen Grenze und einer unteren Grenze dynamisch anzupassen. 15. The data receiver (104) according to claim 10, wherein the data receiver (104) is configured to dynamically adapt the detection threshold based on a sigmoid function or a sigmoid-like function within an upper limit and a lower limit.
16. Datenempfänger (104) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Detektionskriterium angibt, dass das Sprungmuster ein Sprungmuster einer vorgegebenen Anzahl von Sprungmustern ist, die die wertemäßig größten Sprungmuster-Metriken aufweisen. 16. Data receiver (104) according to one of the preceding claims, wherein the detection criterion indicates that the jump pattern is a jump pattern of a predetermined number of jump patterns which have the largest jump pattern metrics in terms of value.
17. Datenempfänger (104) nach Anspruch 16, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um die vorgegebene Anzahl von wertemäßig größten Sprungmuster-Metriken in Abhängigkeit von einer zur Verfügung stehenden Rechenleistung adaptiv anzupassen. 17. The data receiver (104) according to claim 16, wherein the data receiver (104) is configured to adaptively adapt the predetermined number of jump pattern metrics with the greatest value as a function of an available computing power.
18. Datenempfänger (104) nach einem der Ansprüche 16 bis 17, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um die vorgegebene Anzahl von wertemäßig größten Sprungmuster-Metriken in Abhängigkeit von einer Auslastung des Satzes von verwendbaren Ressourcen adaptiv anzupassen. 18. The data receiver (104) according to any one of claims 16 to 17, wherein the data receiver (104) is configured to adaptively adapt the predetermined number of jump pattern metrics with the greatest value as a function of a utilization of the set of usable resources.
19. Datenempfänger (104) nach dem vorangehenden Anspruch, wobei die Auslastung eine geschätzte Anzahl gleichzeitig aktiver Datensender ( 106 _ 1 -19. Data receiver (104) according to the preceding claim, where the utilization is an estimated number of simultaneously active data senders (106 _ 1 -
106_n) des Kommunikationssystems (102) ist, die auf den Satz (112) von verwendbaren Ressourcen zugreifen. 106_n) of the communication system (102) accessing the set (112) of usable resources.
20. Datenempfänger (104) nach dem vorangehenden Anspruch, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um die vorgegebene Anzahl von wertemäßig größten Sprungmuster-Metriken größer oder gleich der geschätzten Anzahl gleichzeitig aktiver Datensender (106_1-106_n) des Kommunikationssystems (102) zu wählen. 20. The data receiver (104) according to the preceding claim, wherein the data receiver (104) is configured to assign the predetermined number of largest jump pattern metrics in terms of value greater than or equal to the estimated number of simultaneously active data transmitters (106_1-106_n) of the communication system (102) choose.
21. Datenempfänger (104) nach einem der Ansprüche 16 bis 20, wobei das Detektionskriterium angibt, dass das Sprungmuster ein Sprungmuster einer vorgegebenen Anzahl von Sprungmustern ist, die die wertemäßig größten Sprungmuster-Metriken aufweisen, wenn weniger als die vorgegebenen Anzahl von Sprungmustern Sprungmuster-Metriken aufweisen, die eine Schwelle erreichen. 21. Data receiver (104) according to one of claims 16 to 20, wherein the detection criterion indicates that the jump pattern is a jump pattern of a predetermined number of jump patterns which have the largest jump pattern metrics in terms of value if less than the predetermined number of jump patterns jump pattern Have metrics that reach a threshold.
22. Datenempfänger (104) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die durch die Sprungmuster angegebenen Ressourcen jeweils eine Teilmenge der Ressourcen des Satzes von verwendbaren Ressourcen sind. 22. Data receiver (104) according to one of the preceding claims, wherein the resources indicated by the jump pattern are each a subset of the resources of the set of usable resources.
23. Datenempfänger (104) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um ein Steuersignal (120) zu senden, wobei das Steuersignal eine Information über ein Kanalzugriffsmuster (110) aufweist, wobei das Kanalzugriffsmuster (110) eine für die Kommunikation des Kommunikationssystems (102) verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcen angibt, wobei die für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcen der Satz (112) von verwendbaren Ressourcen ist, wobei die Sprungmuster relative Kanalzugriffsmuster sind, wobei die relativen Kanalzugriffsmuster jeweils die zu verwendende Belegung der durch das Kanalzugriffsmuster angegebenen verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen angeben. 23 data receiver (104) according to any one of the preceding claims, wherein the data receiver (104) is configured to send a control signal (120), wherein the control signal comprises information about a channel access pattern (110), the channel access pattern (110) a indicates frequency- and / or time-hop-based allocation of resources that can be used for the communication of the communication system (102), the frequency- and / or time-hop-based allocation of resources that can be used for the communication of the communication system being the set (112) of usable resources, wherein the hopping patterns are relative channel access patterns, the relative channel access patterns each specifying the occupancy to be used of the usable frequency-based and / or time hopping-based occupancy of resources specified by the channel access pattern.
24. Datenempfänger (104) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Datenempfänger (104) eine Basisstation des Kommunikationssystems ist. 24. Data receiver (104) according to one of the preceding claims, wherein the data receiver (104) is a base station of the communication system.
25. Datenempfänger (104) nach dem vorangehenden Anspruch, wobei die Basisstation batteriebetrieben ist. 25. Data receiver (104) according to the preceding claim, wherein the base station is battery-operated.
26. Kommunikationssystem (102), mit folgenden Merkmalen: zumindest einem Datensender (106_1), und einem Datenempfänger (104) nach einem der Ansprüche 1 bis 25, wobei der Datensender konfiguriert ist, um Daten entsprechend einer durch eines der Sprungmuster angegebenen zeit- und/oder frequenzsprungbasierte Belegung von Ressourcen des Satzes von verwendbaren Ressourcen zu senden. 26. Communication system (102), having the following features: at least one data transmitter (106_1), and a data receiver (104) according to one of claims 1 to 25, wherein the data transmitter is configured to transmit data in accordance with a time and date indicated by one of the jump patterns / or to send frequency hopping based allocation of resources of the set of usable resources.
27. Verfahren zum Empfangen von Daten in einem Kommunikationssystems (102), wobei das Kommunikationssystem (104) in einem Frequenzband drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird, wobei in dem Kommunikationssystem zur Übertragung von Daten ein Satz von verwendbaren Ressourcen zur Verfügung steht, auf den basierend auf dem Datenempfänger bekannten Sprungmustern zugegriffen werden kann, wobei die Sprungmuster jeweils eine zeit- und/oder frequenzsprungbasierte Belegung von Ressourcen des Satzes von verwendbaren Ressourcen angeben, wobei das Verfahren aufweist: 27. A method for receiving data in a communication system (102), wherein the communication system (104) communicates wirelessly in a frequency band which is used by a plurality of communication systems for communication, a set of usable resources in the communication system for the transmission of data is available which can be accessed based on the data receiver known hopping patterns, the hopping patterns each indicating a time- and / or frequency-hopping-based allocation of resources of the set of usable resources, the method comprising:
Ermitteln einer Übertragungs-Metrik für jede der Ressourcen des Satzes von verwendbaren Ressourcen, Kombinieren der Übertragungs-Metriken derjenigen Ressourcen, auf die zur Übertragung von Daten basierend auf einem Sprungmuster der Sprungmuster zugegriffen werden kann, um eine Sprungmuster-Metrik zu erhalten, Determining a transmission metric for each of the resources of the set of usable resources, Combining the transmission metrics of those resources which can be accessed for the transmission of data based on a hop pattern of the hop pattern in order to obtain a hop pattern metric,
Detektieren einer Übertragung von Daten, wenn die Sprungmuster-Metrik des jeweiligen Sprungmusters ein vorgegebenes Detektionskriterium erfüllt, wobei die Übertragungs-Metriken vor der Kombination wertemäßig auf einen oberen oder unteren Grenzwert begrenzt werden, wobei in dem Kommunikationssystem (102) die zu übertragenen Daten ein Datenpaket umfassen, dass auf eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufgeteilt wird, die jeweils kürzer sind als das Datenpaket, wobei die Mehrzahl von Sub-Datenpaketen entsprechend der durch das jeweilige Sprungmuster angegebenen frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen verteilt übertragen werden. Detecting a transmission of data when the jump pattern metric of the respective jump pattern meets a predetermined detection criterion, the transmission metrics being limited in value to an upper or lower limit value before the combination, the data to be transmitted being a data packet in the communication system (102) include that it is divided into a plurality of sub-data packets, each of which is shorter than the data packet, the plurality of sub-data packets being transmitted in a distributed manner according to the frequency- and / or time-jump-based allocation of resources specified by the respective jump pattern.
28. Verfahren zum Empfangen von Daten in einem Kommunikationssystems (102), wobei das Kommunikationssystem (104) in einem Frequenzband drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird, wobei in dem Kommunikationssystem zur Übertragung von Daten ein Satz von verwendbaren Ressourcen zur Verfügung steht, auf den basierend auf dem Datenempfänger bekannten Sprungmustern zugegriffen werden kann, wobei die Sprungmuster jeweils eine zeit- und/oder frequenzsprungbasierte Belegung von Ressourcen des Satzes von verwendbaren Ressourcen angeben, wobei das Verfahren aufweist: 28. A method for receiving data in a communication system (102), the communication system (104) communicating wirelessly in a frequency band which is used by a plurality of communication systems for communication, a set of usable resources in the communication system for the transmission of data is available which can be accessed based on the data receiver known hopping patterns, the hopping patterns each indicating a time- and / or frequency-hopping-based allocation of resources of the set of usable resources, the method comprising:
Ermitteln einer Übertragungs-Metrik für jede der Ressourcen des Satzes von verwendbaren Ressourcen, Determining a transmission metric for each of the resources of the set of usable resources,
Kombinieren der Übertragungs-Metriken derjenigen Ressourcen, auf die zur Übertragung von Daten basierend auf einem Sprungmuster der Sprungmuster zugegriffen werden kann, um eine Sprungmuster-Metrik zu erhalten, Combining the transmission metrics of those resources that can be accessed for the transmission of data based on a hop pattern of the hop pattern in order to obtain a hop pattern metric,
Detektieren einer Übertragung von Daten, wenn die Sprungmuster-Metrik des jeweiligen Sprungmusters ein vorgegebenes Detektionskriterium erfüllt, wobei die Übertragungs-Metriken vor der Kombination wertemäßig auf einen oberen oder unteren Grenzwert begrenzt werden, Detection of a transmission of data when the jump pattern metric of the respective jump pattern meets a specified detection criterion, The transmission metrics are limited in terms of value to an upper or lower limit value before the combination,
Senden eines Steuersignals, wobei das Steuersignal eine Information über ein Kanalzugriffsmuster aufweist, wobei das Kanalzugriffsmuster eine für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcen angibt, wobei die für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcen der Satz von verwendbaren Ressourcen ist, wobei die Sprungmuster relative Kanalzugriffsmuster sind, wobei die relativen Kanalzugriffsmuster jeweils die zu verwendende Belegung der durch das Kanalzugriffsmuster angegebenen verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen angeben. Sending a control signal, the control signal having information about a channel access pattern, the channel access pattern specifying a frequency- and / or time-hop-based allocation of resources that can be used for the communication of the communication system, the frequency- and / or time-hop-based allocation that can be used for the communication of the communication system of resources is the set of usable resources, the hopping patterns being relative channel access patterns, the relative channel access patterns each specifying the usage of the usable frequency- and / or time-hopping-based usage of resources specified by the channel access pattern.
29. Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, wenn das Computerprogramm auf einem Computer, Mikroprozessor oder softwarebasierten Empfänger oder Sendeempfänger abläuft. 29. Computer program for performing the method according to one of the preceding claims, when the computer program runs on a computer, microprocessor or software-based receiver or transceiver.
30. Datenempfänger (104) eines Kommunikationssystems (102), wobei das Kommunikationssystem (104) in einem Frequenzband drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen (102_2,102_2) zur Kommunikation genutzt wird, wobei in dem Kommunikationssystem (102) zur Übertragung von Daten ein Satz (112) von verwendbaren Ressourcen zur Verfügung steht, auf den basierend auf dem Datenempfänger (104) bekannten Sprungmustern zugegriffen werden kann, wobei die Sprungmuster jeweils eine zeit- und/oder frequenzsprungbasierte Belegung von Ressourcen des Satzes (112) von verwendbaren Ressourcen angeben, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um für jede der Ressourcen des Satzes (112) von verwendbaren Ressourcen eine Übertragungs-Metrik zu ermitteln, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um Übertragungs-Metriken derjenigen Ressourcen zu kombinieren, auf die zur Übertragung von Daten basierend auf einem Sprungmuster der Sprungmuster zugegriffen werden kann, um eine Sprungmuster-Metrik zu erhalten, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um eine Übertragung von Daten zu detektieren, wenn die Sprungmuster-Metrik des jeweiligen Sprungmusters ein vorgegebenes Detektionskriterium erfüllt, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um die Übertragungs-Metriken vor der Kombination wertemäßig auf einen oberen oder unteren Grenzwert zu begrenzen; wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um ein Steuersignal (120) zu senden, wobei das Steuersignal eine Information über ein Kanalzugriffsmuster (110) aufweist, wobei das Kanalzugriffsmuster (110) eine für die Kommunikation des Kommunikationssystems (102) verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcen angibt, wobei die für die Kommunikation des Kommunikationssystems verwendbare frequenz- und/oder zeitsprungbasierte Belegung von Ressourcen der Satz (112) von verwendbaren Ressourcen ist, wobei die Sprungmuster relative Kanalzugriffsmuster sind, wobei die relativen Kanalzugriffsmuster jeweils die zu verwendende Belegung der durch das Kanalzugriffsmuster angegebenen verwendbaren frequenz- und/oder zeitsprungbasierten Belegung von Ressourcen angeben. 30. Data receiver (104) of a communication system (102), wherein the communication system (104) communicates wirelessly in a frequency band that is used by a plurality of communication systems (102_2,102_2) for communication, wherein in the communication system (102) for the transmission of Data, a set (112) of usable resources is available, which can be accessed based on the data receiver (104) known hopping patterns, the hopping patterns each being a time and / or frequency hopping based allocation of resources of the set (112) of usable resources specify, wherein the data receiver (104) is configured to determine a transmission metric for each of the resources of the set (112) of usable resources, wherein the data receiver (104) is configured to combine transmission metrics of those resources that can be accessed for transmission of data based on a hop pattern of the hop patterns to obtain a hop pattern metric, the data receiver (104) being configured to detect a transmission of data when the jump pattern metric of the respective jump pattern meets a predetermined detection criterion, the data receiver (104) being configured to limit the value of the transmission metrics to an upper or lower limit value before the combination; wherein the data receiver (104) is configured to send a control signal (120), the control signal having information about a channel access pattern (110), the channel access pattern (110) having a frequency and frequency that can be used for the communication of the communication system (102) / or time-hop-based allocation of resources, the frequency- and / or time-hop-based allocation of resources that can be used for the communication of the communication system being the set (112) of usable resources, the hopping patterns being relative channel access patterns, the relative channel access patterns each being the one to be used Specify the occupancy of the usable frequency- and / or time-hop-based occupancy of resources specified by the channel access pattern.
31. Datenempfänger (104) eines Kommunikationssystems (102), wobei das Kommunikationssystem (104) in einem Frequenzband drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen (102_2,102_2) zur Kommunikation genutzt wird, wobei in dem Kommunikationssystem (102) zur Übertragung von Daten ein Satz (112) von verwendbaren Ressourcen zur Verfügung steht, auf den basierend auf dem Datenempfänger (104) bekannten Sprungmustern zugegriffen werden kann, wobei die Sprungmuster jeweils eine zeit- und/oder frequenzsprungbasierte Belegung von Ressourcen des Satzes (112) von verwendbaren Ressourcen angeben, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um für jede der Ressourcen des Satzes (112) von verwendbaren Ressourcen eine Übertragungs-Metrik zu ermitteln, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um Übertragungs-Metriken derjenigen Ressourcen zu kombinieren, auf die zur Übertragung von Daten basierend auf einem Sprungmuster der Sprungmuster zugegriffen werden kann, um eine Sprungmuster-Metrik zu erhalten, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um eine Übertragung von Daten zu detektieren, wenn die Sprungmuster-Metrik des jeweiligen Sprungmusters ein vorgegebenes Detektionskriterium erfüllt, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um die Übertragungs-Metriken vor der Kombination wertemäßig auf einen oberen oder unteren Grenzwert zu begrenzen; wobei der Datenempfänger (104) eine Basisstation des Kommunikationssystems ist. 31. Data receiver (104) of a communication system (102), wherein the communication system (104) communicates wirelessly in a frequency band which is used by a plurality of communication systems (102_2,102_2) for communication, wherein in the communication system (102) for the transmission of Data, a set (112) of usable resources is available to which the jump patterns known based on the data receiver (104) can be accessed, the Hopping patterns each indicate a time and / or frequency hopping-based allocation of resources of the set (112) of usable resources, the data receiver (104) being configured to determine a transmission metric for each of the resources of the set (112) of usable resources wherein the data receiver (104) is configured to combine transmission metrics of those resources that can be accessed for transmission of data based on a hop pattern of the hop patterns to obtain a hop pattern metric, the data receiver (104) configured is to detect a transmission of data when the jump pattern metric of the respective jump pattern meets a predetermined detection criterion, the data receiver (104) being configured to limit the value of the transmission metrics to an upper or lower limit value before the combination; wherein the data receiver (104) is a base station of the communication system.
32. Datenempfänger (104) eines Kommunikationssystems (102), wobei das Kommunikationssystem (104) in einem Frequenzband drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen (102_2,102_2) zur Kommunikation genutzt wird, wobei in dem Kommunikationssystem (102) zur Übertragung von Daten ein Satz (112) von verwendbaren Ressourcen zur Verfügung steht, auf den basierend auf dem Datenempfänger (104) bekannten Sprungmustern zugegriffen werden kann, wobei die Sprungmuster jeweils eine zeit- und/oder frequenzsprungbasierte Belegung von Ressourcen des Satzes (112) von verwendbaren Ressourcen angeben, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um für jede der Ressourcen des Satzes (112) von verwendbaren Ressourcen eine Übertragungs-Metrik zu ermitteln, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um Übertragungs-Metriken derjenigen Ressourcen zu kombinieren, auf die zur Übertragung von Daten basierend auf einem Sprungmuster der Sprungmuster zugegriffen werden kann, um eine Sprungmuster-Metrik zu erhalten, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um eine Übertragung von Daten zu detektieren, wenn die Sprungmuster-Metrik des jeweiligen Sprungmusters ein vorgegebenes Detektionskriterium erfüllt, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um die Übertragungs-Metriken vor der Kombination wertemäßig auf einen oberen oder unteren Grenzwert zu begrenzen; wobei das Detektionskriterium angibt, dass die Sprungmuster-Metrik eine Detektionsschwelle erreicht, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um die Detektionsschwelle in Abhängigkeit von einer Auslastung des Satzes von verwendbaren Ressourcen adaptiv anzupassen. 32. Data receiver (104) of a communication system (102), wherein the communication system (104) communicates wirelessly in a frequency band which is used by a plurality of communication systems (102_2,102_2) for communication, wherein in the communication system (102) for the transmission of Data, a set (112) of usable resources is available, which can be accessed based on the data receiver (104) known hopping patterns, the hopping patterns each being a time and / or frequency hopping based allocation of resources of the set (112) of usable resources wherein the data receiver (104) is configured to determine a transmission metric for each of the resources of the set (112) of usable resources, the data receiver (104) being configured to combine transmission metrics of those resources which is based on the transmission of data on a jump pattern, the jump pattern can be accessed to obtain a jump pattern metric, the data receiver (104) being configured to detect a transmission of data when the jump pattern metric of the respective jump pattern meets a predetermined detection criterion, the data receiver (104) is configured to limit the value of the transmission metrics to an upper or lower limit value prior to the combination; wherein the detection criterion indicates that the jump pattern metric reaches a detection threshold, wherein the data receiver (104) is configured to adaptively adjust the detection threshold as a function of a utilization of the set of usable resources.
33. Datenempfänger (104) eines Kommunikationssystems (102), wobei das Kommunikationssystem (104) in einem Frequenzband drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen (102_2,102_2) zur Kommunikation genutzt wird, wobei in dem Kommunikationssystem (102) zur Übertragung von Daten ein Satz (112) von verwendbaren Ressourcen zur Verfügung steht, auf den basierend auf dem Datenempfänger (104) bekannten Sprungmustern zugegriffen werden kann, wobei die Sprungmuster jeweils eine zeit- und/oder frequenzsprungbasierte Belegung von Ressourcen des Satzes (112) von verwendbaren Ressourcen angeben, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um für jede der Ressourcen des Satzes (112) von verwendbaren Ressourcen eine Übertragungs-Metrik zu ermitteln, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um Übertragungs-Metriken derjenigen Ressourcen zu kombinieren, auf die zur Übertragung von Daten basierend auf einem Sprungmuster der Sprungmuster zugegriffen werden kann, um eine Sprungmuster-Metrik zu erhalten, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um eine Übertragung von Daten zu detektieren, wenn die Sprungmuster-Metrik des jeweiligen Sprungmusters ein vorgegebenes Detektionskriterium erfüllt, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um die Übertragungs-Metriken vor der Kombination wertemäßig auf einen oberen oder unteren Grenzwert zu begrenzen; wobei das Detektionskriterium angibt, dass das Sprungmuster ein Sprungmuster einer vorgegebenen Anzahl von Sprungmustern ist, die die wertemäßig größten Sprungmuster-Metriken aufweisen, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um die vorgegebene Anzahl von wertemäßig größten Sprungmuster-Metriken in Abhängigkeit von einer Auslastung des Satzes von verwendbaren Ressourcen adaptiv anzupassen, wobei die Auslastung eine geschätzte Anzahl gleichzeitig aktiver Datensender (106_1- 106_n) des Kommunikationssystems (102) ist, die auf den Satz (112) von verwendbaren Ressourcen zugreifen. 33. data receiver (104) of a communication system (102), wherein the communication system (104) communicates wirelessly in a frequency band which is used by a plurality of communication systems (102_2,102_2) for communication, wherein in the communication system (102) for the transmission of Data, a set (112) of usable resources is available, which can be accessed based on the data receiver (104) known hopping patterns, the hopping patterns each being a time and / or frequency hopping based allocation of resources of the set (112) of usable resources wherein the data receiver (104) is configured to determine a transmission metric for each of the resources of the set (112) of usable resources, the data receiver (104) being configured to combine transmission metrics of those resources which can be accessed for transferring data based on a jump pattern of the jump pattern, to get a jump pattern metric, wherein the data receiver (104) is configured to detect a transmission of data when the jump pattern metric of the respective jump pattern meets a predetermined detection criterion, wherein the data receiver (104) is configured to value the transmission metrics before the combination limit upper or lower limit value; wherein the detection criterion indicates that the jump pattern is a jump pattern of a predetermined number of jump patterns that have the largest jump pattern metrics in terms of value, wherein the data receiver (104) is configured to generate the predetermined number of jump pattern metrics with the largest value in dependence on a workload of the set of usable resources adaptively, the utilization being an estimated number of simultaneously active data transmitters (106_1-106_n) of the communication system (102) which access the set (112) of usable resources.
34. Datenempfänger (104) eines Kommunikationssystems (102), wobei das Kommunikationssystem (104) in einem Frequenzband drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen (102_2,102_2) zur Kommunikation genutzt wird, wobei in dem Kommunikationssystem (102) zur Übertragung von Daten ein Satz (112) von verwendbaren Ressourcen zur Verfügung steht, auf den basierend auf dem Datenempfänger (104) bekannten Sprungmustern zugegriffen werden kann, wobei die Sprungmuster jeweils eine zeit- und/oder frequenzsprungbasierte Belegung von Ressourcen des Satzes (112) von verwendbaren Ressourcen angeben, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um für jede der Ressourcen des Satzes (112) von verwendbaren Ressourcen eine Übertragungs-Metrik zu ermitteln, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um Übertragungs-Metriken derjenigen Ressourcen zu kombinieren, auf die zur Übertragung von Daten basierend auf einem Sprungmuster der Sprungmuster zugegriffen werden kann, um eine Sprungmuster-Metrik zu erhalten, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um eine Übertragung von Daten zu detektieren, wenn die Sprungmuster-Metrik des jeweiligen Sprungmusters ein vorgegebenes Detektionskriterium erfüllt, wobei der Datenempfänger (104) konfiguriert ist, um die Übertragungs-Metriken vor der Kombination wertemäßig auf einen oberen oder unteren Grenzwert zu begrenzen; wobei das Detektionskriterium angibt, dass das Sprungmuster ein Sprungmuster einer vorgegebenen Anzahl von Sprungmustern ist, die die wertemäßig größten34. data receiver (104) of a communication system (102), wherein the communication system (104) communicates wirelessly in a frequency band which is used by a plurality of communication systems (102_2,102_2) for communication, wherein in the communication system (102) for the transmission of Data, a set (112) of usable resources is available, which can be accessed based on the data receiver (104) known hopping patterns, the hopping patterns each being a time and / or frequency hopping based allocation of resources of the set (112) of usable resources wherein the data receiver (104) is configured to determine a transmission metric for each of the resources of the set (112) of usable resources, the data receiver (104) being configured to combine transmission metrics of those resources which is based on the transmission of data on a jump pattern, the jump pattern can be accessed to obtain a jump pattern metric, the data receiver (104) being configured to detect a transmission of data when the jump pattern metric of the respective jump pattern meets a predetermined detection criterion, the data receiver (104) is configured to limit the value of the transmission metrics to an upper or lower limit value prior to the combination; wherein the detection criterion indicates that the jump pattern is a jump pattern of a predetermined number of jump patterns which are the largest in terms of value
Sprungmuster-Metriken aufweisen, wobei das Detektionskriterium angibt, dass das Sprungmuster ein Sprungmuster einer vorgegebenen Anzahl von Sprungmustern ist, die die wertemäßig größtenHave jump pattern metrics, the detection criterion indicating that the jump pattern is a jump pattern of a predetermined number of jump patterns which are the largest in terms of value
Sprungmuster-Metriken aufweisen, wenn weniger als die vorgegebenen Anzahl von Sprungmustern Sprungmuster-Metriken aufweisen, die eine Schwelle erreichen. Have jump pattern metrics if fewer than the predetermined number of jump patterns have jump pattern metrics that reach a threshold.
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