專利名稱：用于在無線電通信系統(tǒng)中傳輸信號(hào)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在無線電通信系統(tǒng)中、尤其是在分散式組織的無線電通信系統(tǒng)中傳輸信號(hào)的方法。
為了例如能夠以必要的服務(wù)質(zhì)量服務(wù)于多媒體應(yīng)用，未來的無線電系統(tǒng)將支持非常高的數(shù)據(jù)速率。此外，應(yīng)該預(yù)料繼續(xù)增加的用戶數(shù)量，使得必須為無線電系統(tǒng)的使用開發(fā)其它的頻帶。然而，為有效地使用這些頻帶，無線電系統(tǒng)必須運(yùn)用大的頻率范圍。
在無線電系統(tǒng)中，使用不同的方法用以資源分配和復(fù)用。除了時(shí)域內(nèi)的復(fù)用(時(shí)分復(fù)用，TDM)和碼域內(nèi)的復(fù)用(碼分復(fù)用，CDM)之外，通過FDM方法(頻分復(fù)用)實(shí)現(xiàn)各種頻率信道。在FDM方法中，把寬的頻譜分成許多在頻率范圍內(nèi)分開的具有各自窄的帶寬的頻率信道，由此形成通過載頻的間隔所定義的頻率信道柵。因此可以有利地同時(shí)在不同的頻率信道上服務(wù)于多個(gè)用戶并且使資源更好地匹配于用戶的特殊需求。在此，頻率信道之間足夠的間隔確保可以減少和控制信道之間的干擾。
此外，可以通過分離成多個(gè)頻率信道提供具有不同服務(wù)質(zhì)量要求(Qos-服務(wù)質(zhì)量)的服務(wù)。在這種情況下，較高優(yōu)先級(jí)的服務(wù)不與較低優(yōu)先級(jí)的服務(wù)競爭，由此可以通過在頻率范圍內(nèi)的資源分配有利地確保服務(wù)質(zhì)量要求。
為通過相應(yīng)的被稱為FDMA(頻分多址)的訪問方法使用窄帶的頻率信道，發(fā)送機(jī)和接收機(jī)必須協(xié)調(diào)地分別選擇相應(yīng)的載頻。在使用相應(yīng)的資源、也就是頻率或者無線電信道之前，此外必須檢驗(yàn)被選擇的資源是否還沒被別的電臺(tái)使用。緊接著，預(yù)留資源并且必要時(shí)把這一預(yù)留通知給其它可能的電臺(tái)，使得這些電臺(tái)接下來不會(huì)同時(shí)地訪問這些資源和引起沖突。在此，存在這么一個(gè)挑戰(zhàn)，即以少的耗費(fèi)和每個(gè)電臺(tái)盡可能只一個(gè)發(fā)送機(jī)和接收機(jī)(無線電收發(fā)機(jī))盡可能有效地?cái)M定對這些頻率的使用。必要時(shí)還添加以下邊緣條件所有的電臺(tái)具有同等權(quán)利，也就是說沒有電臺(tái)擔(dān)任用以分配頻率信道的對多個(gè)電臺(tái)的控制功能。
尤其在自組織網(wǎng)絡(luò)和沒有基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)、即所謂的Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)中，常常存在有同等權(quán)利的電臺(tái)，所述執(zhí)行相同的算法和協(xié)議。這種網(wǎng)絡(luò)的公知的例子是按照標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11的無線本地網(wǎng)(無線LAN)。
如果在這種網(wǎng)絡(luò)中沒有通知所述電臺(tái)關(guān)于其它電臺(tái)對頻率信道的使用，因?yàn)橄鄳?yīng)的信息不是由中央電臺(tái)搜集和分發(fā)的，那么電臺(tái)不能決定，該電臺(tái)應(yīng)該建議或者選擇哪個(gè)頻率信道用于與另一個(gè)電臺(tái)的通信。此外，一個(gè)電臺(tái)不知道另一個(gè)電臺(tái)在什么時(shí)候在哪個(gè)頻率上做好接收準(zhǔn)備。因此，一個(gè)電臺(tái)通常不能與另一個(gè)電臺(tái)建立連接，如果兩個(gè)電臺(tái)任意地選擇了頻率信道的話。此外，在一個(gè)頻率上的分配業(yè)務(wù)(廣播)只到達(dá)一部分電臺(tái)，這部分電臺(tái)隨機(jī)地在這個(gè)頻率上做好接收準(zhǔn)備。
因此，有必要協(xié)調(diào)對這些正交的資源的使用。如果為了此目的應(yīng)該在固定的預(yù)先給定的時(shí)間使用某一頻率，也就是說，所有電臺(tái)在這個(gè)頻率上做好接收準(zhǔn)備，那么不能使用與之并行存在的頻率。于是這些資源未被使用并且對于這些電臺(tái)而言是不可用的。
在現(xiàn)有的蜂窩式移動(dòng)無線電系統(tǒng)中，頻率通過中央電臺(tái)、即基站(BS-基站)被分配給位于基站的無線電小區(qū)中的移動(dòng)電臺(tái)(MS-移動(dòng)電臺(tái))。在GSM(全球移動(dòng)通信系統(tǒng))中，例如每個(gè)無線電小區(qū)使用一個(gè)中央頻率信道用以發(fā)送公共信息，所述的中央頻率信道被移動(dòng)電臺(tái)用于獲悉用于登記和請求資源的頻率信道。如果一個(gè)電臺(tái)、尤其是移動(dòng)電臺(tái)想傳輸數(shù)據(jù)，那么該電臺(tái)就在其已知的頻率信道上在基站處請求所述數(shù)據(jù)。接著，基站將相應(yīng)的載頻通知給移動(dòng)電臺(tái)，在所述載頻上此移動(dòng)電臺(tái)可以與基站通信?？晒┦褂玫馁Y源的分配和管理集中地在位于基站上級(jí)的基站控制器(BSC-基站控制器)內(nèi)被控制并由基站信令化。同樣適用于第三代UMTS(通用移動(dòng)通信系統(tǒng))的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)也是根據(jù)中央式解決途徑借助于基站信令化資源的分配。由于中央式控制，此解決途徑不能應(yīng)用于不具有中央機(jī)構(gòu)的分散式組織的系統(tǒng)中。
其它的系統(tǒng)，例如按照標(biāo)準(zhǔn)HIPERLAN類型2(如根據(jù)文獻(xiàn)ETSI/BRAN“Broadband Radio Access Networks(BRAN)；HPIERLANType 2 Functional Specification Data Link Control(DLC)Layer；Part 4-Extension for Home Environments，Draft DTR/BRAN-0020004-4，ETSI，Sophia Antipolis，F(xiàn)rance，April 2000已知的)或者按照標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11的WLAN系統(tǒng)(無線局域網(wǎng))為了兩個(gè)或多個(gè)電臺(tái)之間的通信只使用唯一的載頻。向另一頻率的變換用于避開由于比如由其它電臺(tái)對所選擇的頻率的已經(jīng)存在的使用所引起的干擾。如果找到新的、可用的載頻，那么所有以前相互通信的電臺(tái)都變換到這個(gè)頻率上，以便在這個(gè)頻率上發(fā)送和接收。在HIPERLAN/2中，這種方法以概念“動(dòng)態(tài)頻率選擇”(DFS)聞名。然而，沒有事先規(guī)定由任意的電臺(tái)對多個(gè)頻率的與需求有關(guān)的同時(shí)使用以提高系統(tǒng)或者單個(gè)連接的可能的總?cè)萘?。因此，最大的?shù)據(jù)速率受限于頻率信道。
類似于按照HIPERLAN/2標(biāo)準(zhǔn)的DFS方法，公知一種系統(tǒng)，在所述系統(tǒng)中形成使用不同頻率的運(yùn)輸工具組。在此，相鄰的運(yùn)輸工具分享相同的載頻。通過測量有效的頻率信道有可能同時(shí)參與多個(gè)組和變換組，以便考慮變化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹Ｔ诖顺霭l(fā)點(diǎn)是，為了準(zhǔn)備占用和可能的頻率變換，一個(gè)電臺(tái)通常只使用一個(gè)頻率用以交換數(shù)據(jù)，而在其它的頻率上只接收。為能夠同時(shí)在其它的頻率上接收，為此建議使用兩個(gè)無線電收發(fā)機(jī)，一個(gè)用于數(shù)據(jù)交換，第二個(gè)用于測量其它可能可使用的頻率。而為與相鄰電臺(tái)通信以交換數(shù)據(jù)對多個(gè)可用的頻率的使用在這也不作說明。
在無繩電話標(biāo)準(zhǔn)DECT(數(shù)字增強(qiáng)型無繩電話)中，詳細(xì)說明了對包含各種頻率信道在內(nèi)的資源的靈活使用。用于使用資源的方法被稱為“動(dòng)態(tài)信道選擇(DCS)”。在這種系統(tǒng)中，基站以所謂的“基本模式”專門控制資源分配，其中支持?jǐn)?shù)據(jù)分組的轉(zhuǎn)發(fā)(英語relaying)。為此，類似于在分布式、分散式系統(tǒng)中，進(jìn)行資源的可用性的檢驗(yàn)和占用。
基于基站的特定作用，DECT系統(tǒng)的機(jī)制不能應(yīng)用于分散式組織的系統(tǒng)。此外，在DECT中未設(shè)置電臺(tái)之間的直接通信或者在不同頻率信道上多個(gè)并行連接的建立。更確切地說，電臺(tái)尋找頻率信道和通過選擇時(shí)隙的數(shù)量來降低或者提高數(shù)據(jù)速率。
根據(jù)由M.Lott，M.Meincke，R.Halfmann的“Exploitationof Multiple Frequency Channels in WLAN”(in Proc.of WIT(Int.Work-shop on Intelligent Transportation)，Hamburg，Deutschland，Mrz 2004)公知一種方法，其中為了在無線電通信系統(tǒng)中利用至少兩個(gè)頻率信道傳輸信號(hào)，電臺(tái)按照恒定的時(shí)間模式訪問頻率信道之一用以發(fā)送和/或接收信號(hào)或者數(shù)據(jù)。在這種異步無線電通信系統(tǒng)中為了經(jīng)由高優(yōu)先級(jí)的頻率信道傳輸高優(yōu)先級(jí)的消息，每個(gè)電臺(tái)選擇相同的幀大小或虛擬幀和周期的持續(xù)時(shí)間。這種虛擬幀的時(shí)間起始點(diǎn)可以由每個(gè)電臺(tái)獨(dú)立地定義。這種方法確保，所有重要消息可以在協(xié)調(diào)頻率上最晚在一個(gè)虛擬幀之后被所有電臺(tái)接收并且同時(shí)任意的其它頻率可以由各個(gè)電臺(tái)使用用于相互間通信。優(yōu)選地，每個(gè)電臺(tái)必須只有唯一的發(fā)送/接收設(shè)備用以訪問各個(gè)頻率信道，這使得這些電臺(tái)可以成本低地被制造。
這種方法的缺點(diǎn)是由于用戶同步化的效率損失。根據(jù)這種方法，每個(gè)電臺(tái)必須在異步的缺席時(shí)間上從當(dāng)前使用的頻率信道變換到所述的協(xié)調(diào)頻率信道上。電臺(tái)的缺席持續(xù)時(shí)間、也即電臺(tái)在協(xié)調(diào)頻率上傾聽多久對于效率很有意義。
圖4示出具有10個(gè)進(jìn)行通信的電臺(tái)S1-S10的情況，所述電臺(tái)在虛擬幀的20％的持續(xù)時(shí)間變換到協(xié)調(diào)頻率上。圖5以缺席時(shí)間作為不同曲線的參數(shù)來說明的方式示出最大可能數(shù)據(jù)速率的相應(yīng)損失、也就是說所得出的吞吐量。因此，示出了關(guān)于在物理信道上所傳輸?shù)拇l(fā)送的數(shù)據(jù)的供應(yīng)的吞吐量，所述的數(shù)據(jù)實(shí)際上在無線信道上被提供。值1在此對應(yīng)于100％?？梢钥闯?，在虛擬幀為100ms的情況下在缺席時(shí)間為10ms(0.1)(這對應(yīng)于10％缺席時(shí)間)時(shí)，與沒有頻率變換的參考運(yùn)行相比得出大約25％的吞吐量損失。當(dāng)缺席時(shí)間被增加到20％或者50％(0.2或者0.5)時(shí)，損失又增加了10％或者40％。
在這種情況下，在假設(shè)具有想發(fā)送數(shù)據(jù)的電臺(tái)的發(fā)送請求或者發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)(請求發(fā)送/RTS)和已經(jīng)接收了信號(hào)和在做接收準(zhǔn)備的電臺(tái)的接收準(zhǔn)備信號(hào)(清除發(fā)送/CTS)的四路握手情況下，在計(jì)算上有10％的情況不作應(yīng)答。這就導(dǎo)致用于確定回退、也即被動(dòng)時(shí)間的內(nèi)容窗口的加倍和進(jìn)行發(fā)送的電臺(tái)在相應(yīng)的超時(shí)(德語Zeitüberwachungsablauf(時(shí)間監(jiān)控到期))之后的重復(fù)傳輸嘗試。在最差的情況下，在接下來的10ms目標(biāo)電臺(tái)缺席，這導(dǎo)致具有發(fā)送請求的電臺(tái)進(jìn)行多個(gè)重新的傳輸嘗試且不必要地?cái)U(kuò)大回退窗口。這種機(jī)制在IEEE 082.11中是公知的，用于避免阻塞和減少在高負(fù)荷條件下的訪問嘗試速率并且同時(shí)減少RTS控制分組的沖突可能性。在這種異步轉(zhuǎn)換情景下，未到的應(yīng)答被誤譯為阻塞。此外，不成功的和沒用的RTS傳輸增加了系統(tǒng)中的負(fù)荷和因此降低了可獲得的吞吐量。
為此本發(fā)明的任務(wù)是，在分散式組織的系統(tǒng)中能夠盡可能有效地使用多個(gè)可供使用的頻率信道。這一任務(wù)通過獨(dú)立的權(quán)利要求的特征來解決。本發(fā)明的改進(jìn)方案可以分別從從屬權(quán)利要求中推斷出。
在方法方面，尤其用于在異步無線電通信系統(tǒng)中傳輸信號(hào)的方法是有利的，所述方法提供至少兩個(gè)頻率信道并且被設(shè)計(jì)用于在至少兩個(gè)異步運(yùn)行的電臺(tái)之間經(jīng)由所述頻率信道進(jìn)行通信傳輸，并且其中對于兩個(gè)電臺(tái)為了通信傳輸定義公共的時(shí)間域用于異步數(shù)據(jù)交換的發(fā)送和/或接收準(zhǔn)備。
根據(jù)獨(dú)立的擴(kuò)展方案和獨(dú)立的本發(fā)明方面，有利的尤其是以下方法，在所述方法中，電臺(tái)中的一個(gè)在通信傳輸之前以變化的在時(shí)間上減少或增加的間隔發(fā)送發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)用于調(diào)整發(fā)送或接收準(zhǔn)備。這種方法也是獨(dú)立的并且有利地不依賴于前面所述的方法。
當(dāng)發(fā)送電臺(tái)在從其它的電臺(tái)接收到應(yīng)答之后信令化其時(shí)間幀以匹配其它電臺(tái)的時(shí)間幀和/或使其自己的時(shí)間幀與接收電臺(tái)的時(shí)間幀相匹配時(shí)，這種方法尤其是有利的。根據(jù)第一變型方案，在這種方法方式中，發(fā)送電臺(tái)或者想信令化或發(fā)送數(shù)據(jù)的電臺(tái)以有利的方法在其自己的時(shí)間幀方面與接收電臺(tái)的時(shí)間幀相匹配。根據(jù)第二變型方案，接收電臺(tái)使其時(shí)間幀與發(fā)送電臺(tái)的時(shí)間幀相匹配。根據(jù)第三變型方案，雙方匹配也是可能的。在此，尤其在保持原本異步的情況下只粗略地考慮所調(diào)整的公共的發(fā)送和接收時(shí)間時(shí)例如使時(shí)間幀的起始點(diǎn)相互匹配。
當(dāng)最大的在時(shí)間上增加或者減少的間隔在長度上短于和/或等于接收持續(xù)時(shí)間時(shí)，這種方法是特別有利的。接收持續(xù)時(shí)間對應(yīng)于這么一段時(shí)間，在所述時(shí)間期間電臺(tái)為優(yōu)選地接收高優(yōu)先級(jí)的廣播分組而在預(yù)先給定的頻率上做好接收準(zhǔn)備。
根據(jù)獨(dú)立的本發(fā)明擴(kuò)展方案，一種方法特別有利，其中為了調(diào)整發(fā)送或者接收準(zhǔn)備，電臺(tái)中的一個(gè)在通信傳輸之前把在相應(yīng)的頻率信道上的通信傳輸開始或者接收準(zhǔn)備的時(shí)刻用信號(hào)通知給電臺(tái)中的另一個(gè)。
一種方法特別有利，其中為了調(diào)整發(fā)送或者接收準(zhǔn)備，電臺(tái)中的一個(gè)在通信傳輸之前把頻率信道中的待用于通信傳輸?shù)念l率信道用信號(hào)通知給電臺(tái)中的另一個(gè)。
一種方法特別有利，其中為了調(diào)整發(fā)送或者接收準(zhǔn)備，電臺(tái)中的一個(gè)在這種通信傳輸之前把至頻率信道中的接下來所使用的頻率信道的變換用信號(hào)通知給電臺(tái)中的另一個(gè)。
一種方法特別有利，其中為了調(diào)整發(fā)送或者接收準(zhǔn)備，電臺(tái)中的一個(gè)把通信傳輸?shù)臅r(shí)刻和/或者頻率信道變換的時(shí)刻用信號(hào)通知給電臺(tái)中的另一個(gè)。
當(dāng)確定相對于信令的發(fā)送時(shí)刻的時(shí)刻時(shí)，這種方法是特別有利的。
當(dāng)信令通過廣播分組、通過數(shù)據(jù)分組、通過發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)和/或通過接收準(zhǔn)備信號(hào)被傳輸時(shí)，這種具有信令的方法是特別有利的。
一種方法特別有利，其中為調(diào)整通信傳輸?shù)陌l(fā)送或者接收準(zhǔn)備，信號(hào)經(jīng)由頻率信道中的第一頻率信道傳輸并且其中通信傳輸經(jīng)由頻率信道中的另一頻率信道來執(zhí)行。
一種方法特別有利，其中為調(diào)整通信傳輸?shù)陌l(fā)送或接收準(zhǔn)備，信號(hào)經(jīng)由頻率信道中的協(xié)調(diào)頻率信道傳輸并且其中通信傳輸經(jīng)由頻率信道中的另一頻率信道來執(zhí)行。
一種方法特別有利，其中僅僅針對通信傳輸?shù)某掷m(xù)時(shí)間和/或針對在電臺(tái)之間的通信傳輸序列的持續(xù)時(shí)間而調(diào)整電臺(tái)。
一種方法特別有利，其中電臺(tái)在準(zhǔn)備時(shí)和/或在通信傳輸期間考慮電臺(tái)中相應(yīng)其它的電臺(tái)有保留的調(diào)整偏移。
一種方法特別有利，其中不與通信著的電臺(tái)進(jìn)行通信的另一電臺(tái)以與具有通信傳輸?shù)耐ㄐ胖碾娕_(tái)異步且偏移的方式執(zhí)行所使用的頻率信道的變換和/或接收和/或發(fā)送時(shí)間的變換。
一種按照前述權(quán)利要求的方法是特別有利的，其中所有電臺(tái)按照時(shí)間模式訪問頻率信道中的至少一個(gè)。
一種方法特別有利，其中電臺(tái)中的所述一個(gè)和電臺(tái)中的所述至少另一個(gè)使用電臺(tái)獨(dú)特的時(shí)間模式用以訪問頻率信道。
一種方法特別有利，其中分散式組織的無線電通信系統(tǒng)被用作無線電通信系統(tǒng)。
在設(shè)備方面，用于異步無線電通信系統(tǒng)的電臺(tái)是特別有利的，其中該電臺(tái)至少被配備有發(fā)送/接收設(shè)備用以選擇地訪問無線電通信系統(tǒng)的至少兩個(gè)頻率信道中的分別一個(gè)頻率信道來發(fā)送信號(hào)和/或接收信號(hào)，其中該電臺(tái)暫時(shí)以與為通信傳輸而進(jìn)行通信的另一電臺(tái)可協(xié)調(diào)的方式被設(shè)計(jì)用于通信傳輸。當(dāng)這種電臺(tái)可用于執(zhí)行所述的有利的方法之一的時(shí)候，這種電臺(tái)是特別有利的。
與此相應(yīng)地，一種電臺(tái)特別有利，其中所述電臺(tái)具有定時(shí)器用于以變化的在時(shí)間上或減少或增加的間隔發(fā)送發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)。
此外，與此相應(yīng)地具有以下定時(shí)器的電臺(tái)特別有利，所述定時(shí)器用于調(diào)整通信傳輸?shù)陌l(fā)送或者接收準(zhǔn)備和/或頻率信道的變換并且用以將變換的時(shí)刻用信號(hào)通知給到電臺(tái)中的另外的。
通過根據(jù)本發(fā)明的方法，在不具有中央機(jī)構(gòu)的異步系統(tǒng)中有利地利用僅僅一個(gè)發(fā)送/接收設(shè)備實(shí)現(xiàn)多個(gè)頻率信道的使用。
所述電臺(tái)本身在嚴(yán)格的意義上還是異步的，然而已經(jīng)粗略地被同步，也就是說所述電臺(tái)在時(shí)間上接近。不涉及對于能夠相互交換數(shù)據(jù)所必要的同步，正如這例如對于幀或者時(shí)隙同步就是這種情況，所述幀或者時(shí)隙同步在同步系統(tǒng)(例如GSM)中是必要的。這里更確切地說涉及發(fā)送或者接收準(zhǔn)備時(shí)間的調(diào)整或者協(xié)調(diào)和因此僅僅有條件地涉及真正的“同步”。然而，為了簡化和便于理解，還是使用術(shù)語“同步”。
接下來根據(jù)實(shí)施例進(jìn)一步解說本發(fā)明。在此

圖1示出無線電電臺(tái)對兩個(gè)頻率信道的示例性隨意選擇的訪問，圖2示出用于發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)或者接收準(zhǔn)備信號(hào)的兩個(gè)示例性幀，圖3根據(jù)第二獨(dú)立實(shí)施形式示出兩個(gè)電臺(tái)對兩個(gè)不同的頻率信道的示例性訪問模式，圖4根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)示出多個(gè)電臺(tái)對用于協(xié)調(diào)訪問的頻率信道的訪問示意圖，
圖5示出在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的這種方法情況下用于說明吞吐量的圖表，圖6示出根據(jù)依照圖3的第二實(shí)施形式對用以協(xié)調(diào)的頻率信道的訪問示意圖，和圖7示出在這種方法情況下用于說明吞吐量的圖表。
概念“電臺(tái)”在本發(fā)明范圍內(nèi)被理解為具有通過無線電通信能力的移動(dòng)或靜止的用戶終端設(shè)備或者也為例如被分配給機(jī)器的無線電電臺(tái)。接下來的例子基于以下邊緣條件，然而并不受限于這些邊緣條件。因此，為執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法在每個(gè)電臺(tái)中只需要一個(gè)發(fā)送/接收單元(無線電收發(fā)機(jī))，這有利地降低了成本。此外按照以概念“隨機(jī)訪問”而公知的隨意選擇的訪問協(xié)議進(jìn)行對傳輸媒介、也即頻率信道的訪問。此外不存在用于中央控制資源利用的中央機(jī)構(gòu)，并且異步地進(jìn)行由多個(gè)電臺(tái)的訪問，也就是說不使所述電臺(tái)相互同步。
在對多個(gè)可用的頻率信道中的一個(gè)頻率信道隨機(jī)訪問之后，電臺(tái)發(fā)送例如一個(gè)或者多個(gè)數(shù)據(jù)分組。在發(fā)送之后，該電臺(tái)執(zhí)行頻率變換并且在另一頻率信道上接收另一電臺(tái)的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)分組。在該接收之后，電臺(tái)比如借助于隨機(jī)訪問又訪問第三頻率信道和發(fā)送一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)分組。因此，訪問以隨意選擇的方式進(jìn)行。由于僅有一個(gè)發(fā)送/接收設(shè)備的邊緣條件，電臺(tái)在這些頻率信道上可以或者發(fā)送或者接收。所述頻率變換以及在發(fā)送和接收之間的轉(zhuǎn)換一般與一定的時(shí)間延遲相關(guān)。
為了避免容量或者帶寬的浪費(fèi)，接下來根據(jù)第二實(shí)施形式建議改進(jìn)，其中這些改進(jìn)在組合的實(shí)施形式中和結(jié)合分散化FDMA系統(tǒng)能特別有利地被轉(zhuǎn)化。
根據(jù)第一實(shí)施形式，第一電臺(tái)S1在一個(gè)頻率信道上發(fā)送尤其以其自身已知的發(fā)送準(zhǔn)備分組(請求發(fā)送，RTS)形式的發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)R。優(yōu)選地，在此涉及協(xié)調(diào)頻率信道fcc，對該頻率信道的占用在圖1中被說明。每個(gè)電臺(tái)根據(jù)虛擬的和系統(tǒng)統(tǒng)一的訪問幀以預(yù)先給定的時(shí)間間隔訪問這個(gè)信道fcc。
相應(yīng)的電臺(tái)其余時(shí)間可以訪問可用的頻率信道中的任何其它頻率信道，因此對協(xié)調(diào)頻率信道fcc的訪問時(shí)間接下來也被稱為缺席時(shí)間X。缺席時(shí)間X為比幀的持續(xù)時(shí)間Y小的一部分。優(yōu)選地，缺席時(shí)間X的持續(xù)時(shí)間明顯小于幀的持續(xù)時(shí)間Y。根據(jù)變型方案c)-e)，在圖1中所示的實(shí)施例中缺席時(shí)間X是幀的持續(xù)時(shí)間Y的一半持續(xù)時(shí)間X/2。
如果在由第一電臺(tái)S1發(fā)送了發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)R之后沒有接收到另外的第二電臺(tái)S2的接收準(zhǔn)備信號(hào)C(清除發(fā)送，CTS)，那么第一電臺(tái)S1轉(zhuǎn)向重復(fù)地傳輸發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)R用以用信號(hào)通知所述第一電臺(tái)想發(fā)送數(shù)據(jù)或者以其它的方法通信。
在此，發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)R的重復(fù)傳輸并不以離散的且用相同的時(shí)間間隔所確定的間隔進(jìn)行，正如這根據(jù)變型方案a)說明的并且根據(jù)M.Lott，M.Meincke，R.Halfmann的“Exploitation of MultipleFrequency Channels in WLAN”(in Proc.of WIT(InternationalWorkshop on Intelligent Transportation)，Hamburg，Germany，Mrz 2004)中公知的那樣。
發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)R的重復(fù)傳輸也不是按照純粹隨機(jī)原則進(jìn)行，正如根據(jù)變型方案b)說明的并且自身由標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11中公知的那樣。
與此相對，為了改善吞吐量使用一種傳輸圖，其中對于發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)R的重復(fù)傳輸既不是以隨機(jī)的也不是以同樣間隔的時(shí)刻、而是以在時(shí)間上增加或者減少的間隔來執(zhí)行重復(fù)的傳輸嘗試，正如這在變型方案c)到e)中在圖1中所說明的那樣。在此，以缺席時(shí)間X為出發(fā)點(diǎn)，該缺席時(shí)間例如對應(yīng)于虛擬幀的持續(xù)時(shí)間Y的一半。
在第一次傳輸發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)R和接收準(zhǔn)備信號(hào)C未到之后，以預(yù)先給定的時(shí)間間隔進(jìn)行發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)R的重復(fù)傳輸。這一預(yù)先給定的時(shí)間間隔例如對應(yīng)于所期待的缺席時(shí)間的一半、即X/2ms。在這些變型方案c)到e)中，直到第一次重復(fù)傳輸為止的持續(xù)時(shí)間僅僅對應(yīng)于缺席時(shí)間的六分之一、即X/6。如果緊接著繼續(xù)不接收接收準(zhǔn)備信號(hào)C，則進(jìn)行發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)的再一次重復(fù)傳輸，而且這一次按照更大的持續(xù)時(shí)間，例如缺席時(shí)間的五分之一、即X/5ms。其它的重復(fù)傳輸比如按照缺席時(shí)間的四分之一、即按照X/4ms，按照缺席時(shí)間的一半、即X/2ms和按照整個(gè)缺席時(shí)間的持續(xù)時(shí)間X進(jìn)行。因此，在完整的幀的持續(xù)時(shí)間Y期間由第一電臺(tái)S1發(fā)送發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)R最多六次。最晚在第六發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)R的發(fā)送之后，第二電臺(tái)S2在所描述的情況下必須已經(jīng)接收到了第一電臺(tái)的發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)R，并且在接收準(zhǔn)備的情況下在其側(cè)發(fā)送接收準(zhǔn)備信號(hào)C。
一旦第一電臺(tái)S1在發(fā)送發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)R之后檢測到能量、特別是檢測到高于所定義的閾值的能量，就正如例如根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11所說明的那樣執(zhí)行傳輸或者傳輸重復(fù)，而不等待直至這種延遲的重復(fù)傳輸為止的其它持續(xù)時(shí)間。因此，在接收到接收準(zhǔn)備信號(hào)C之后，第一電臺(tái)S1引入用以經(jīng)由通信連接傳輸數(shù)據(jù)的必要的步驟，使得進(jìn)行從第一電臺(tái)S1到第二電臺(tái)S2的通信傳輸d。為使作為用于協(xié)調(diào)用途的協(xié)調(diào)頻率信道fcc的特定的頻率信道保持暢通，優(yōu)選地在另一頻率信道f1上執(zhí)行該通信傳輸d。
根據(jù)變型方案c)，第二電臺(tái)S2的缺席時(shí)間X、也就是期間第二電臺(tái)S2在協(xié)調(diào)頻率信道fcc上進(jìn)行發(fā)送或者接收的時(shí)間間隔處于第一電臺(tái)S1的幀的第二二分之一內(nèi)。因此第二電臺(tái)S2首先接收第一電臺(tái)S1的所發(fā)送的第五發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)R。在該接收之后，第二電臺(tái)S2發(fā)送接收準(zhǔn)備信號(hào)C到第一電臺(tái)S1，為此第二電臺(tái)S2也使用該協(xié)調(diào)頻率信道fcc。第一電臺(tái)S1在每次發(fā)送發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)R之后都切換到接收狀態(tài)，使得該第一電臺(tái)可以在協(xié)調(diào)頻率信道fcc上接收另一電臺(tái)的這種接收準(zhǔn)備信號(hào)C。
當(dāng)然，第一電臺(tái)S1在此期間也能變換到另一頻率信道，用以接收或者發(fā)送在可能收到作為對發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)R的應(yīng)答的未到的接收準(zhǔn)備信號(hào)C和在可用的頻率信道f1，...中的另一個(gè)上的發(fā)送下一發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)R之間的持續(xù)時(shí)間。
根據(jù)所述的第二變型方案，第二電臺(tái)S2的缺席時(shí)間X已經(jīng)處于第一電臺(tái)S1的虛擬幀的持續(xù)時(shí)間Y的開始處。因此，第二電臺(tái)S2在由第一電臺(tái)S1第一次發(fā)送發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)R之后就已經(jīng)發(fā)送接收準(zhǔn)備信號(hào)C，使得接下來可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的通信傳輸d。
變型方案e)示出一種情況，其中第二電臺(tái)S2的缺席時(shí)間X、也就是第二電臺(tái)S2在協(xié)調(diào)頻率信道fcc上的接收時(shí)間在時(shí)間上偏移地在第一電臺(tái)S2的虛擬幀的持續(xù)時(shí)間Y開始之后開始。為此，兩個(gè)電臺(tái)又共同變換到另一頻率信道上、例如所示的第一頻率信道f1上。在此，考慮到系統(tǒng)的異步擴(kuò)展方案，同時(shí)的變換可選地也可以被理解為頻率信道的時(shí)間上偏移的變換，其中相應(yīng)地考慮兩個(gè)相關(guān)的和相互通信的電臺(tái)S1，S2這種時(shí)間上的偏移。
變型方案e)示出一種情況，其中第二電臺(tái)S2的缺席時(shí)間X與第一電臺(tái)S1的幀的持續(xù)時(shí)間Y的開始相比明顯偏移地開始。相應(yīng)地，第二電臺(tái)S2首先接收發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)R的第三次重復(fù)，緊接著第二電臺(tái)S2向第一電臺(tái)S2回發(fā)接收準(zhǔn)備信號(hào)C。緊接著，為執(zhí)行數(shù)據(jù)的通信傳輸d，兩個(gè)電臺(tái)接著按照預(yù)先給定的變換原則又變換到第一頻率信道f1。
除了發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)R的發(fā)送的時(shí)間上增加的間隔之外，從大間隔在時(shí)間上減少的間隔也可以有利地被使用。
除了立即引入在相同的或者優(yōu)選地在另一頻率信道上的通信傳輸d的可能性之外，當(dāng)然也存在時(shí)間上偏移的通信傳輸?shù)目赡苄?，使得通信傳輸例如首先發(fā)生在下一個(gè)或者再下一個(gè)或者還更晚的虛擬幀內(nèi)。特別地在這種時(shí)間上偏移的通信傳輸d的情況下，對傳輸和必要時(shí)在進(jìn)行通信的電臺(tái)S1、S2之間相應(yīng)的頻率變換的時(shí)間協(xié)調(diào)是很有利的。對于這種協(xié)調(diào)，變換或者傳輸開始的時(shí)刻tw和/或者變換到的頻率信道fj的頻率或者信道號(hào)碼在電臺(tái)S1、S2之間被交換或者被信令化。電臺(tái)做傳輸準(zhǔn)備或另一頻率變換的時(shí)刻和/或頻率信道的這種信令化是第二種優(yōu)選的實(shí)施形式的主題。
根據(jù)該第二實(shí)施形式，電臺(tái)Si(i＝1，2，3，...)向另一電臺(tái)Si用信號(hào)傳送數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)被用于暫時(shí)使當(dāng)前的或者接下來相互通信的電臺(tái)同步。該用信號(hào)傳送的數(shù)據(jù)可能涉及數(shù)據(jù)的通信傳輸d的時(shí)刻。附加地或者可代替地，這些數(shù)據(jù)可能涉及被用于數(shù)據(jù)的通信傳輸d的頻率或者頻率信道fj。除了開始或者進(jìn)行數(shù)據(jù)的原本的通信傳輸?shù)臅r(shí)刻的傳輸之外，優(yōu)選的是由發(fā)送信令的電臺(tái)進(jìn)行頻率變換的瞬時(shí)傳輸時(shí)刻。
這種信息的傳輸尤其可以以兩種優(yōu)選的方式進(jìn)行。根據(jù)第一變型方案，信息“捎帶(Piggyback)”被信令化。所述信息或者數(shù)據(jù)的傳輸在此可以優(yōu)選地作為通信傳輸d的發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)R、接收準(zhǔn)備信號(hào)C或者原本的數(shù)據(jù)分組的組成部分被信令化。
圖2示出被相應(yīng)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)分組的例子。發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)R例如除了通常的識(shí)別數(shù)據(jù)ID和作為發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)R的標(biāo)志之外可選地還包含關(guān)于該數(shù)據(jù)分組或者發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)R應(yīng)該被發(fā)送到哪一個(gè)其它的電臺(tái)的信息。此外，通知?jiǎng)幼鞯臅r(shí)刻tw、特別是開始原本的數(shù)據(jù)的通信傳輸d和/或者變換到某一頻率信道fj的時(shí)刻tw被通知。在停留在當(dāng)前的頻率信道的情況下，當(dāng)前的頻率信道的所述信息有利地也一起被傳輸。相應(yīng)地，在接收準(zhǔn)備信號(hào)C中除了通常的識(shí)別信息ID和作為接收準(zhǔn)備信號(hào)C的標(biāo)志之外，接收準(zhǔn)備信號(hào)C所對準(zhǔn)的電臺(tái)Si以及根據(jù)需要變換或者接收準(zhǔn)備的時(shí)刻tw以及接下來所使用的頻率信道fj的信息可選地被使用。
優(yōu)選地，時(shí)刻tw相對于相應(yīng)的分組RC的發(fā)送時(shí)刻被編碼。利用僅僅一個(gè)比特的間隔尺寸可以在具有持續(xù)時(shí)間Y為100ms的虛擬幀的情況下例如對0.4ms的間隔進(jìn)行編碼。
根據(jù)第二變型方案，電臺(tái)變換到某一頻率或者某一頻率信道fj、特別是協(xié)調(diào)頻率或者協(xié)調(diào)頻率信道fcc上的時(shí)刻tw在為此此所標(biāo)志的頻率(比如協(xié)調(diào)頻率fcc)上由信令分組以廣播通知(廣播)的形式通知。
優(yōu)選地，這兩個(gè)可替代的實(shí)施形式可以相互獨(dú)立地或者以組合的方式被使用。具有頻率切換時(shí)刻tw的信令化的第二實(shí)施形式的可能增益等于對頻率切換時(shí)刻的協(xié)調(diào)。也就是說，頻率變換或者頻率切換的時(shí)刻tw在異步系統(tǒng)中在參與的電臺(tái)之間被同步。根據(jù)優(yōu)選的變型方案，相互通信或者想通信的電臺(tái)Si的組在相同的時(shí)刻tw變換頻率。相同的時(shí)刻tw在此應(yīng)被理解為時(shí)間窗口，其中考慮到系統(tǒng)的同步，所述時(shí)間窗口可能是必需的。
優(yōu)選地，不想與相互通信著的電臺(tái)通信的電臺(tái)Si(i＝1，2，...)在其它的時(shí)刻、也即有意地以異步方式變換頻率，以避免沖突的危險(xiǎn)。
圖3示出用以示例性地說明第二實(shí)施形式的變型方案的方法流程。無線電通信系統(tǒng)具有作為頻率信道fj用以協(xié)調(diào)各個(gè)電臺(tái)Si(i＝1，2...)的協(xié)調(diào)頻率信道fcc和多個(gè)用于原本的通信傳輸d的頻率信道f1、f2、f3。
各個(gè)異步電臺(tái)S1-S4分別在幀的持續(xù)時(shí)間Y內(nèi)在對應(yīng)于第一實(shí)施形式的缺席時(shí)間X的時(shí)間間隔X上在接收模式中訪問協(xié)調(diào)頻率信道fcc。優(yōu)選地，這樣進(jìn)行訪問，使得每個(gè)所述電臺(tái)的接收時(shí)間與其它電臺(tái)的可能的發(fā)送時(shí)間至少部分地重疊。示出了在這段時(shí)間t上的示例性發(fā)送和接收過程。
在第一時(shí)刻，第四電臺(tái)S4發(fā)送發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)R，該發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)包含對應(yīng)于在圖2中表示的數(shù)據(jù)分組的信息。該信息包含第四電臺(tái)S4的發(fā)送準(zhǔn)備信息R對準(zhǔn)第一電臺(tái)S1和通知該第一電臺(tái)S1，第四電臺(tái)S4在一個(gè)時(shí)間單元之后在第一頻率信道f1中進(jìn)行通信傳輸d。第一電臺(tái)S1發(fā)送帶有對應(yīng)于在圖2中所示的數(shù)據(jù)分組的信息的接收準(zhǔn)備信號(hào)C作為應(yīng)答。所述信息相應(yīng)地對準(zhǔn)第四電臺(tái)S4并通知該第四電臺(tái)關(guān)于第一電臺(tái)S1在零時(shí)間單元內(nèi)在第一頻率信道f1上的接收準(zhǔn)備。接下來兩個(gè)電臺(tái)S1、S4變換到第一頻率信道f1上，在該第一頻率信道上第四電臺(tái)S4開始通信傳輸d用以傳輸數(shù)據(jù)給第一電臺(tái)S1。
在相對于第一和第四電臺(tái)S1、S4在時(shí)間上偏移的時(shí)刻進(jìn)行在第三和第二電臺(tái)S3、S2之間在通信頻率信道fcc中的相應(yīng)信令化連同發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)R和接收準(zhǔn)備信號(hào)C的交換以及接下來的在這兩個(gè)電臺(tái)S3、S2之間在第三頻率信道f3中的通信傳輸d。當(dāng)然，可替代地，根據(jù)其它的變型方案也可以部分地或者完全地取消這種接收準(zhǔn)備信號(hào)C的發(fā)送。
根據(jù)最優(yōu)選的實(shí)施形式，相互通信的電臺(tái)最晚在其虛擬幀的持續(xù)時(shí)間Y首先終止的該電臺(tái)的虛擬幀的持續(xù)時(shí)間Y的終止之后變換回協(xié)調(diào)頻率信道fcc又用于接收。這確保每個(gè)單個(gè)電臺(tái)在虛擬幀的持續(xù)時(shí)間Y之內(nèi)通過協(xié)調(diào)頻率信道fcc可以由每個(gè)其它的電臺(tái)Si到達(dá)，使得緊急信號(hào)或者高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)可以盡可能快地被轉(zhuǎn)發(fā)。然而，根據(jù)可替代的實(shí)施形式，用于具有持續(xù)時(shí)間大于時(shí)間幀的持續(xù)時(shí)間Y的通信傳輸d，變換到另一頻率fj理論上也是可能和有利的。
在示例的方法流程中假設(shè)，在兩個(gè)通信傳輸d之后在第一或第三頻率信道f1、f3中不進(jìn)行直接相隨的數(shù)據(jù)傳輸。利用時(shí)間上的偏移，第一電臺(tái)S1想向第二電臺(tái)S2轉(zhuǎn)交數(shù)據(jù)。相應(yīng)地，第一電臺(tái)S1在其停留在協(xié)調(diào)頻率fcc中的持續(xù)時(shí)間期間發(fā)送發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)R給第二電臺(tái)S2。此外通知第一電臺(tái)S1在十一個(gè)時(shí)間單位tw之后打算第一頻率信道f1上的通信傳輸d。第二電臺(tái)S2發(fā)送相應(yīng)的接收準(zhǔn)備信號(hào)C給第一電臺(tái)S1并且在十個(gè)時(shí)間單元后在第一頻率信道f1上確認(rèn)接收準(zhǔn)備。因?yàn)樵谶@個(gè)例子中時(shí)刻tw被設(shè)置于比幀的持續(xù)時(shí)間Y晚，所以兩個(gè)電臺(tái)S1、S2首先再次進(jìn)入?yún)f(xié)調(diào)頻率信道fcc中。在必要時(shí)再次信令化之后，這兩個(gè)電臺(tái)S1、S2變換到第一頻率信道f1用于通信傳輸d。
因?yàn)榈诙娕_(tái)S2的虛擬時(shí)間幀比第一電臺(tái)S1的虛擬時(shí)間幀明顯晚開始，所以第二電臺(tái)S2按照縮短的缺席時(shí)間X*、也就是說按照在協(xié)調(diào)頻率信道fcc上的縮短的接收準(zhǔn)備改變?nèi)毕瘯r(shí)間X并且提前變換到第一頻率信道s1。優(yōu)選地，第二電臺(tái)S2在此使其自己的虛擬時(shí)間幀在其起始時(shí)刻方面匹配于第一電臺(tái)S1的虛擬時(shí)間幀，使得這兩個(gè)電臺(tái)S1、S2從這個(gè)時(shí)刻起相對地相互同步。
在此，必要時(shí)保留在同步方面的剩下的偏移。但是根據(jù)其它的變型方案，該匹配的同步也可以被保留直到較晚的匹配。
以下實(shí)施形式是優(yōu)選的，其中在兩個(gè)或者多個(gè)電臺(tái)S1、S2之間的通信傳輸d期間，不參與該通信傳輸d的其它電臺(tái)(例如第四電臺(tái)S4)實(shí)施另一頻帶f2和/或其虛擬時(shí)間幀的在時(shí)間上偏移的同步。在所示的實(shí)施變型方案中，由于第一和第二電臺(tái)S1、S2的所打算的通信傳輸d，第四電臺(tái)S4在此期間變換到空閑的第二頻帶f2。此外，通過更早的通信傳輸d與第一電臺(tái)S1已同步的第四電臺(tái)S4識(shí)別出，其虛擬時(shí)間幀的新的同步是符合目的的。相應(yīng)地，第四電臺(tái)S4在更早的時(shí)刻按照縮短的持續(xù)時(shí)間Z*變換回到協(xié)調(diào)頻率信道fcc并且此外使其自己的虛擬時(shí)間幀的持續(xù)時(shí)間Y的開始相應(yīng)地重新匹配。由此，第四電臺(tái)S4在其虛擬時(shí)間幀方面變得與第一和第二電臺(tái)S1、S2的虛擬時(shí)間幀同步。
圖6示出具有兩個(gè)實(shí)施形式的組合的變型方案?？偣彩畟€(gè)電臺(tái)S1-S10在帶有一個(gè)協(xié)調(diào)頻率信道fcc和多個(gè)頻率信道fj的異步無線電通信系統(tǒng)中通信，所述的多個(gè)頻率信道fj用于數(shù)據(jù)的原本的通信傳輸。在所示的變型方案中畫出虛擬幀長度的持續(xù)時(shí)間Y在時(shí)間t上的曲線。分別針對十個(gè)電臺(tái)示出了作為畫有點(diǎn)的方框的缺席時(shí)間X。缺席時(shí)間X又應(yīng)被理解為以下時(shí)間，在所述時(shí)間期間各個(gè)電臺(tái)S1-S10不是用于發(fā)送或者接收處于頻率信道中的一個(gè)上，而是處于協(xié)調(diào)頻率fcc上。缺席時(shí)間X例如為虛擬幀的持續(xù)時(shí)間Y的50％。優(yōu)選地，不同電臺(tái)S1-S10的各個(gè)虛擬幀相互同步，其中分別相互通信的電臺(tái)S1、S2；S3、S4；S5、S6；S7、S8；S9、S10相互同步。
在具有相互通信的電臺(tái)的暫時(shí)同步的這種異步分散式FDMA方法中可獲得的吞吐量在圖7中圖示說明。不同的曲線在此簡略地說明了與相應(yīng)的缺席時(shí)間X的持續(xù)時(shí)間有關(guān)的吞吐量?？梢钥吹剑色@得的吞吐量幾乎不依賴于缺席時(shí)間X的持續(xù)時(shí)間。此外與作為參考曲線表示的不進(jìn)行頻率變換的情況相比，損耗僅僅是最小的。與根據(jù)圖5的異步且未經(jīng)協(xié)調(diào)的運(yùn)行相比的吞吐量增益可以比較明顯地被識(shí)別。
因此，如果利用所定義的頻率變換來預(yù)先規(guī)定頻率變換模式，則尤其是異步分散式無線電通信系統(tǒng)或者用于在這種系統(tǒng)中運(yùn)行電臺(tái)的方法是有利的，其中所述異步系統(tǒng)的電臺(tái)在可用的頻率之間變換。此外，對電臺(tái)Si變換頻率fj的時(shí)刻tw進(jìn)行信令化，使得最終進(jìn)行頻率變換模式的信令化。有利地，想相互通信的電臺(tái)為頻率變換選擇相同的時(shí)刻tw。
有利地，為了盡可能均勻地使用可用的傳輸資源，不想相互通信的電臺(tái)選擇不同的時(shí)刻。用于接收和發(fā)送的間隔在此有利地在系統(tǒng)范圍內(nèi)被預(yù)先規(guī)定，但可以相對地相互變動(dòng)。特別是虛擬傳輸幀的起始點(diǎn)在起始時(shí)間方面可相對于其它電臺(tái)的虛擬傳輸幀被匹配。
這樣的系統(tǒng)具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。在異步系統(tǒng)中，利用僅僅一個(gè)無線電收發(fā)機(jī)就能夠使用多個(gè)頻率信道fcc、fj(j＝1，2，...)，而不以中央機(jī)構(gòu)的存在為前提。通過所使用的方法能夠?qū)崿F(xiàn)在不同優(yōu)先級(jí)的信道上的接收和發(fā)送。此外可以確保，確定的信號(hào)或者消息可以在所定義的時(shí)間內(nèi)由所有的電臺(tái)接收。在電臺(tái)不必工作在較高優(yōu)先級(jí)的信道和/或協(xié)調(diào)頻率信道上的時(shí)間間隔內(nèi)可以使用其余的信道。在現(xiàn)有所示的實(shí)施例中，協(xié)調(diào)頻率信道fcc例如是一種較高優(yōu)先級(jí)的信道，而其它的頻率信道fi(i＝1，2，3)是非優(yōu)先的信道。然而也可以使用其它優(yōu)先級(jí)的信道。
系統(tǒng)的異步并沒有負(fù)面地影響所述方法的功能。相反地不存在各個(gè)信道必須保持不被使用的階段，因?yàn)槊總€(gè)電臺(tái)在虛擬時(shí)間幀的持續(xù)時(shí)間Y ms的所考察的時(shí)間間隔內(nèi)可以自由選擇其在優(yōu)先的信道上的工作階段的時(shí)間位置。
通過協(xié)調(diào)在不同頻率信道fcc、fi之間的切換點(diǎn)或者變換，與沒有使用這種方法的異步運(yùn)行相比可以明顯提高效率?？梢酝瑫r(shí)使用多個(gè)頻率，而不出現(xiàn)與以下系統(tǒng)相比的基本的吞吐量損失，所述系統(tǒng)使每個(gè)電臺(tái)多個(gè)無線電收發(fā)機(jī)是必要的，用以能夠利用多個(gè)頻率信道工作。
對于所述方法的效率，缺席時(shí)間X的影響幾乎是可以忽略的。通過使由相互通信的電臺(tái)所構(gòu)成的不同的組同步，可以通過統(tǒng)計(jì)的復(fù)用充分使用所有頻率信道fj。在一個(gè)組在頻率信道fj上缺席的這些時(shí)刻，其它的電臺(tái)或者組可以使用相應(yīng)的頻率信道。
但是有利地不必要根據(jù)在考慮系統(tǒng)統(tǒng)一的虛擬幀情況下的模式使各個(gè)所述電臺(tái)相互同步。因此，該模式為電臺(tái)確定所述電臺(tái)必須在什么時(shí)候和多頻繁地在虛擬幀之內(nèi)在頻率信道上接收較高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)或者信號(hào)，和必須在什么時(shí)候和多久發(fā)送相應(yīng)優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)或者信號(hào)。發(fā)送和接收之間的時(shí)間間隔例如可以在系統(tǒng)范圍內(nèi)被預(yù)先規(guī)定，然而所述時(shí)間間隔也可以相對地相互變動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的方法可以有利地在目前處于標(biāo)準(zhǔn)化過程的DSRC系統(tǒng)(專用短程通信)中被實(shí)現(xiàn)。所述DSRC系統(tǒng)應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)在車輛跑道邊緣之間、以及在車輛彼此之間的數(shù)字通信。在此，所述DSRC系統(tǒng)既用于安全技術(shù)的應(yīng)用(例如轉(zhuǎn)發(fā)危險(xiǎn)報(bào)警)又用于專用的或者公眾的應(yīng)用(如例如養(yǎng)路費(fèi)檢測(Maut-Erfassung)、車輛中的因特網(wǎng)接入等等)。
IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.11被設(shè)定為DSRC系統(tǒng)的無線電接入的基礎(chǔ)，然而所述標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該在標(biāo)準(zhǔn)化的范圍內(nèi)被擴(kuò)展為所謂的道路接入標(biāo)準(zhǔn)802.11aR/A。正如圖5中所示的，所述系統(tǒng)在頻譜5850至5925MHz中提供7個(gè)頻率信道。這些頻率信道中的一個(gè)在此被定義為控制信道，所述控制信道應(yīng)該主要地被用于傳輸與安全相關(guān)的消息(例如危險(xiǎn)報(bào)警)。其它的頻率信道作為服務(wù)信道用于其它數(shù)據(jù)的傳輸，例如用于交通流量控制、車輛內(nèi)通信或者養(yǎng)路費(fèi)檢測。所述控制信道應(yīng)該也被用于通知這些消息的時(shí)間、種類和范圍。與安全相關(guān)的消息的特征是周期性重復(fù)發(fā)送，以確保車輛對這些消息的接收。
在信道內(nèi)對媒體的訪問、也就是說所謂的媒體訪問控制(MAC)以隨機(jī)控制的方式按照IEEE-802.11標(biāo)準(zhǔn)的公知的CSMA/CA方法(載波偵聽多路訪問/沖突避免)進(jìn)行。這就意味著，訪問是異步的且在不通過中央機(jī)構(gòu)控制的情況下是分散的。
根據(jù)本發(fā)明的方法可以在優(yōu)選地為基于IEEE 802.11a的系統(tǒng)規(guī)定FDMA運(yùn)行的DSRC系統(tǒng)中例如根據(jù)前面所述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)。具有最高優(yōu)先級(jí)的頻率信道相應(yīng)地是DSRC系統(tǒng)的控制信道fcc，并且具有次低優(yōu)先級(jí)的頻率信道f1是用于公眾安全應(yīng)用的信道。所有其它的信道沒有優(yōu)先級(jí)并且因此對應(yīng)于上面的例子的第二或者第三頻率信道f2、f3。
權(quán)利要求
1.用于在無線電通信系統(tǒng)中傳輸信號(hào)的方法，所述方法提供至少兩個(gè)頻率信道(fcc，f1，f2，f3...)用于在至少兩個(gè)異步運(yùn)行的電臺(tái)(S1，S2)之間的通信傳輸(d)，其中公共的時(shí)間區(qū)域被定義用于在至少兩個(gè)電臺(tái)(S1，S2)之間通信傳輸用以以異步方式傳輸數(shù)據(jù)。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其中所述的至少兩個(gè)電臺(tái)中的第一電臺(tái)(S1)在通信傳輸(d)之前以變化的時(shí)間上減少或者增加的間隔(X/6，X/5，X/4，X/2，X)發(fā)送發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)(R，RTS)用于調(diào)整發(fā)送和/或接收準(zhǔn)備。
3.按照權(quán)利要求2的方法，其中第一電臺(tái)(S1)在收到來自所述至少兩個(gè)電臺(tái)中的第二電臺(tái)(S2)的應(yīng)答之后對時(shí)間幀進(jìn)行信令化用以匹配第二電臺(tái)(S2)的時(shí)間幀和/或使其自己的時(shí)間幀匹配于第二電臺(tái)(S2)的時(shí)間幀。
4.按照權(quán)利要求2或者3的方法，其中最大的時(shí)間上增加或者減少的間隔(X/6，X/5，X/4，X/2，X)在長度上短于和/或等于接收持續(xù)時(shí)間(X)。
5.按照前述權(quán)利要求之一的方法，其中第一電臺(tái)(S1)在通信傳輸(d)之前將通信傳輸(d)或者接收準(zhǔn)備的開始時(shí)刻(tw)用信號(hào)通知給第二電臺(tái)(S2)用于調(diào)整發(fā)送和/或接收準(zhǔn)備。
6.按照先前述權(quán)利要求之一的方法，其中第一電臺(tái)(S1)在通信傳輸(d)之前將頻率信道(fcc，f1，f2，f3，...)中待用于通信傳輸(d)的頻率信道(f1)用信號(hào)通知給第二電臺(tái)(S2)用于調(diào)整發(fā)送和/或接收準(zhǔn)備。
7.按照前述權(quán)利要求之一的方法，其中第一電臺(tái)(S1)在通信傳輸(d)之前把至頻率信道(fcc，f1，f2，f3，...)中的接下來待使用的頻率信道(f1)的變換用信號(hào)通知給第二電臺(tái)(S2)用于調(diào)整發(fā)送和/或接收準(zhǔn)備。
8.按照前述權(quán)利要求之一的方法，其中第一電臺(tái)(S1)在通信傳輸(d)之前將通信傳輸(d)的時(shí)刻和/或頻率信道變換(fcc→f1)的時(shí)刻用信號(hào)通知給第二電臺(tái)(S2)用于調(diào)整發(fā)送和/或接收準(zhǔn)備。
9.按照權(quán)利要求8的方法，其中選擇相對于信令的發(fā)送時(shí)刻的時(shí)刻。
10.按照權(quán)利要求5至9之一的方法，其中關(guān)于廣播分組、數(shù)據(jù)分組(d)、發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)(R，RTS)和/或接收準(zhǔn)備信號(hào)(C，CTS)的信令被傳輸。
11.按照前述權(quán)利要求之一的方法，其中用于調(diào)整通信傳輸(d)的發(fā)送和/或接收準(zhǔn)備的信號(hào)(R，RTS，C，CTS)通過頻率信道(fcc，f1，f2，f3...)中的第一頻率信道(fcc)傳輸，并且通信傳輸(d)通過頻率信道中的一個(gè)其它的頻率信道(f1)執(zhí)行。
12.按照前述權(quán)利要求之一的方法，其中用于調(diào)整通信傳輸(d)的發(fā)送和/或接收準(zhǔn)備的信號(hào)(R，RTS，C，CTS)通過頻率信道(fcc，f1，f2，f3...)中的協(xié)調(diào)頻率信道(fcc)傳輸，并且通信傳輸(d)通過頻率信道中的一個(gè)其它的頻率信道(f1)執(zhí)行。
13.按照前述權(quán)利要求之一的方法，其中僅僅針對通信傳輸(d)的持續(xù)時(shí)間和/或在所述電臺(tái)(S1，S2)之間的通信傳輸(d)的序列的持續(xù)時(shí)間來調(diào)整所述電臺(tái)(S1，S2)。
14.按照前述權(quán)利要求之一的方法，其中所述電臺(tái)(S1，S2)在準(zhǔn)備時(shí)和/或在通信傳輸(d)期間考慮，所述電臺(tái)(S2，S1)的相應(yīng)另外的電臺(tái)具有所保留的調(diào)整偏移。
15.按照前述權(quán)利要求之一的方法，其中不與第一和第二電臺(tái)(S1，S2)通信的另一電臺(tái)(S4)以與具有通信傳輸(d)的相互通信的電臺(tái)(S1，S2)異步且偏移的方式執(zhí)行所使用的頻率信道的變換(f1→f2)和/或接收和/或發(fā)送時(shí)間的變換。
16.按照前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中電臺(tái)(S1，S2，S3，...)按照時(shí)間模式(Y，X)訪問頻率信道中的至少一個(gè)(fcc)。
17.按照前述權(quán)利要求之一的方法，其中第一電臺(tái)(S1)和至少第二電臺(tái)(S2)使用電臺(tái)特定的時(shí)間模式用以訪問頻率信道。
18.用于無線電通信系統(tǒng)的電臺(tái)(S1)，具有至少一個(gè)發(fā)送/接收設(shè)備用于訪問所述無線電通信系統(tǒng)的至少兩個(gè)頻率信道中的一個(gè)用以發(fā)送和/或接收信號(hào)，其中用于通信傳輸(d)的發(fā)送/接收設(shè)備以可與至少另一電臺(tái)(S2)可協(xié)調(diào)的方式被設(shè)計(jì)。
19.按照權(quán)利要求18的電臺(tái)，具有定時(shí)器用于以變化的時(shí)間上減少或者增加的間隔(X/6，X/5，X/4，X/2，X)發(fā)送發(fā)送準(zhǔn)備信號(hào)(R)。
20.按照權(quán)利要求18或者19的電臺(tái)，具有定時(shí)器用以調(diào)整通信傳輸(d)的發(fā)送和/或接收準(zhǔn)備和/或用于控制頻率信道的變換和用于控制變換到另一電臺(tái)(S2)的時(shí)刻的信令。
全文摘要
在用于在無線電通信系統(tǒng)中傳輸信號(hào)的方法中，所述方法提供至少兩個(gè)頻率信道(fcc，f1，f2，f3，...)并且被設(shè)計(jì)用于在至少兩個(gè)異步運(yùn)行的電臺(tái)(S1，S2)之間經(jīng)由頻率信道(f1)進(jìn)行通信傳輸，所述電臺(tái)(S1，S2)為通信傳輸(d)定義公共時(shí)間區(qū)域用于發(fā)送和/或接收準(zhǔn)備，在所述時(shí)間區(qū)域期間實(shí)現(xiàn)異步的數(shù)據(jù)交換。
文檔編號(hào)H04L12/56GK1957562SQ200580014193
公開日2007年5月2日 申請日期2005年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月5日
發(fā)明者M·洛特 申請人:西門子公司