專利名稱：在共用波網(wǎng)中實現(xiàn)從接收機到發(fā)送機的上行通道的電路設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在共用波網(wǎng)中，通過符合權(quán)利要求1前序部分的一個多通道傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)上行通道的一種方法，并且涉及一種根據(jù)權(quán)利要求14前序部分而實現(xiàn)該方法的電路設(shè)備。
在無線電廣播傳送中，為了可以從大量服務(wù)提供項目中交互地選擇數(shù)據(jù)傳輸或者根據(jù)實際產(chǎn)生的媒體消費進行收費，對上行通道的需要已經(jīng)存在很久了。
在WO94/01825中，公開了一種用于電子服務(wù)費用結(jié)算系統(tǒng)。在用戶方的一個裝置中，生成的費用和存款比較，從中扣除并能使用服務(wù)。其中，在中心計算機和用戶方裝置間存在一個連接。
這里有一個缺點對于在用戶和發(fā)送中心間的雙向通信，需選擇兩種不同的傳輸方式。此外，不可能實現(xiàn)交互運行，因為該系統(tǒng)只為費用結(jié)算。
在WO92/10038中，公開了一種用于有線電視的費用結(jié)算系統(tǒng)，其中類似于WO94/01825，設(shè)置了一個在用戶方的設(shè)備。該設(shè)備具有以下的組件用于第一種傳輸方法的接收機，一種用于對接收到的數(shù)據(jù)解碼的解碼器，一個檢查用戶訪問權(quán)利的監(jiān)控電路，一個在第二種傳輸方法中向中心傳輸數(shù)據(jù)的發(fā)送機和一個分離下行和上行通道數(shù)據(jù)的分離器。
這個實現(xiàn)方法的缺點是，傳輸是用線聯(lián)接實現(xiàn)的，因此對于移動的接收機是不可實現(xiàn)的。另外的缺點是使用了兩種不同的傳輸方法。對于傳輸方法本身在此未作說明。
在EP601523A1中，公開了一種用于所謂“增值業(yè)務(wù)”的費用結(jié)算系統(tǒng)，其中，在中心為每一種數(shù)據(jù)組添加一個標(biāo)識數(shù)據(jù)類型的標(biāo)志，并且傳送到用戶。用戶方的裝置有一個專用的識別碼，并且存儲所傳輸?shù)臉?biāo)志。在通過中心傳送控制碼時，可由用戶向中心請求使用信息，該信息和識別碼被一起傳送。
這種實現(xiàn)方法的缺點是，僅說明了傳輸一個識別碼。它用于分配傳輸數(shù)據(jù)到某一確定的終端。對傳送中的傳輸協(xié)議沒有作說明。
在EP595354A1中公開了一種用于無線傳輸?shù)馁M用結(jié)算系統(tǒng)。在發(fā)送方它包括一個存儲不同的數(shù)據(jù)類型的計算機，一個接收這些數(shù)據(jù)的接收機和一個包括用于每種數(shù)據(jù)類型的標(biāo)志的傳輸格式。這里接收機具有用于每種數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)處理電路和一種存儲標(biāo)志的存儲器。由計算機以不定期的時間間隔傳輸用于計算費用的換算數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)存儲在接收機中并且同用于費用計算的標(biāo)志一起使用。從接收機，通過電話線向發(fā)送機側(cè)的計算機回傳數(shù)據(jù)。為此接收機需要一個事先由計算機分配的訪問認可。
這個公開的費用結(jié)算系統(tǒng)的缺點是使用了用于上行通道的附加的電話線。假如這種電話線一般存在的話，那么隨之產(chǎn)生附加費用。另外，一條電話線只具有很小的傳輸帶寬，因此傳輸容量很小。
在EP488289A2中公開了一種導(dǎo)線連接的雙向的視頻傳輸系統(tǒng)。一個基帶視頻信號在高頻范圍內(nèi)混頻成一個確定的頻率位置，然后通過一條線纜被傳輸?shù)浇邮諜C。傳輸視頻信號的載波頻率由一個控制單元根據(jù)接收機的請求確定。為了在一個沒被使用的頻率范圍內(nèi)傳輸視頻信號和請求信號，控制單元控制發(fā)送機和接收機的混頻器。
這種實施方法的缺點是，傳輸系統(tǒng)是導(dǎo)線連接，因此對于移動接收機是不可用的，另外沒有說明在高精度下應(yīng)如何實現(xiàn)費用合理的混頻器的同步。
本發(fā)明基于以下任務(wù)，實現(xiàn)從一個移動的無線接收機到正在被接收的發(fā)送機的一個上行通道，這里發(fā)送機和接收機按照一個共用波網(wǎng)中的多通道傳送方法工作。
根據(jù)本發(fā)明，這個任務(wù)通過權(quán)利要求1和14給出的特征解決。
本發(fā)明的方法具有以下優(yōu)點，共用波網(wǎng)中接收機對接收頻率和發(fā)送時隙的特別困難的同步，通過分析接收信號從根本上被簡化。根據(jù)發(fā)送機發(fā)送信號的頻率，應(yīng)建立到發(fā)送機的一條上行通道，同步在接收機中的組件，該組件將確定上行通道中的發(fā)送頻率。另外，根據(jù)發(fā)送機發(fā)送信號中接收幀的時間序列，向該發(fā)送機應(yīng)建立一條上行通道，來控制用于在上行通道中由接收機發(fā)送信號的時間上的同步組件。
由從屬權(quán)利要求可得到優(yōu)選的實施例。
下面根據(jù)在附圖中介紹的實施形式對本發(fā)明作詳細介紹，

圖1、以頻率為座標(biāo)示出的多個傳輸通道圖2、以時間和頻率為座標(biāo)示出的上行通道上的傳輸幀在圖1中，以頻率為座標(biāo)示出用于COFDM傳輸方法的多個傳輸通道，其中每個傳輸通道具有大約1.5MHz的傳輸帶寬。通過下行通道H1、H2、H3，從發(fā)送機向接收機發(fā)送傳輸數(shù)據(jù)，象在傳統(tǒng)的無線電廣播中已知的那樣。為了實現(xiàn)交互的數(shù)據(jù)傳輸，通過上行通道R1，從一個或多個接收機向發(fā)送機發(fā)送數(shù)據(jù)。為了請求用戶專用的特定數(shù)據(jù)，因此可以特別使用上行通道。屬于上述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)例如有交易所行情、本地交通消息或者交通路線信息或者本地天氣預(yù)報。為了使多個接收機可以共用一個上行通道R1，那么可實施頻率和時間復(fù)用。這時，中心計算機以數(shù)據(jù)符號的形式為每一個接收機分配載波頻率和時隙。
為了可以為每個使用者分配在上行通道中由發(fā)送機接收到的數(shù)據(jù)，這在收費傳輸中特別重要，為每一個使用者或每一個接收機分配一個專用的標(biāo)志。在下行通道中傳輸?shù)浇邮諜C的數(shù)據(jù)以一個標(biāo)志開始，借此接收機可以準確識別所請求的數(shù)據(jù)。該標(biāo)志可以由一個服務(wù)提供者計費的收款部門分配。使用者可以或者自己將該標(biāo)志編程輸入接收機，或者這可以由收費部門、生產(chǎn)者或顧客服務(wù)人員來執(zhí)行。
在上行通道中使用的傳輸格式有一個傳輸幀，它類似下行通道中接收到的傳輸幀，具有相同的時延。另外傳輸使用的載波頻率的數(shù)目和頻率中載波頻率的間隔和因此傳輸中使用的帶寬，在下行和上行通道中是相互一致的，因此在下行和上行通道中，總可以調(diào)整到相同的傳輸模式。另外，在下行和上行通道中使用相同的調(diào)制方式。
盡管下行和上行通道處于不同的頻率范圍，然而通過分頻和倍頻仍存在可能性，即基于下行通道中的接收頻率在接收機中簡單生成上行通道發(fā)送頻率的可能性。根據(jù)在共用波網(wǎng)中要求的頻率的高精確性，通過從下行通道中的頻率導(dǎo)出上行通道中的發(fā)送頻率，可以大量節(jié)省電路費用。從接收機的高頻部分給接收機發(fā)送組件傳遞用于同步的COFDM接收信號。在發(fā)送組件中，為了生成發(fā)送頻率，實現(xiàn)了頻率相應(yīng)的分頻和倍頻。接著所產(chǎn)生的具有預(yù)期頻率的信號作為一個用于頻率調(diào)節(jié)回路調(diào)整信號使用。該頻率調(diào)節(jié)回路確定由接收機發(fā)送載波的頻率。
此外接收機發(fā)送信號的時間同步完全可以根據(jù)接收信號的時間序列予以控制。為此，使用包絡(luò)檢波器探測接收信號的零符號，并且傳導(dǎo)至一個閾值電路。如果信號幅度低于閾值時，那么探測到一個零符號。只要一超過閾值，就從接收機發(fā)出圖2中所示信號。
同下行通道不同，在上行通道中，由兩個零符號限定的傳輸幀被分成若干子幀，例如4，在它的開始，發(fā)送了一個同步信號TFPR。其余的在一個子幀中被傳輸符號是數(shù)據(jù)符號。
為產(chǎn)生TFPR符號，設(shè)置一個相應(yīng)的組件。如由常規(guī)發(fā)送器已知的用于同步和用于產(chǎn)生差值相位調(diào)制的參考的組件，這個組件的時間同步通過接收信號實現(xiàn)。
在TFPR符號后，在每一個子幀中插入數(shù)據(jù)符號，這些數(shù)據(jù)符號相應(yīng)于接收信號的零符號被延遲插入到發(fā)送信號的數(shù)據(jù)流中。
為了生成數(shù)據(jù)符號，設(shè)置了一個編碼器、一個用于COFDM信號的信號發(fā)生器和一個用于COFDM信號的調(diào)制器。其中類似于所說明的通過接收信號或從中導(dǎo)出的信號，COFDM信號的信號發(fā)生器在時間上和在頻率上被同步。由使用者輸入的數(shù)據(jù)被編碼并調(diào)制成一個COFDM信號。這時必須注意到與已知的COFDM信號的調(diào)制器不同，為傳輸標(biāo)志在上行通道中保留一定數(shù)目的載波并且因此由調(diào)制中除去。
在上行通道中，保留一個小數(shù)目的載波頻率，專門用于向發(fā)送機傳輸分配給接收機的標(biāo)志。如果請求傳輸容量，那么通過僅一個保留的載波頻率，由接收機在一個挑選出的數(shù)據(jù)符號中傳送標(biāo)志。這意味著為了將標(biāo)志調(diào)制在一個載波頻率上，設(shè)置一個特殊的調(diào)制器。這里從為之保留的載波頻率中隨機挑選所使用的載波頻率和所使用的數(shù)據(jù)符號。如果發(fā)送機可以對請求進行譯碼，那么將分配傳輸容量。
假如至少兩個接收機選擇了用于傳輸標(biāo)志的相同的數(shù)據(jù)符號和相同的載波頻率，那么發(fā)送機可以根據(jù)干擾(Interferenz)將不對請求解碼并且也不分配傳輸容量。這點在接收機中在一定的時間后被確定，并且在另一個頻率上用另一個數(shù)據(jù)符號重新發(fā)送標(biāo)志。這過程將長時間重復(fù)，直到分配給接收機傳輸容量。這時可以依據(jù)于無效標(biāo)志傳輸?shù)臄?shù)量來選擇在兩個標(biāo)志傳輸間的等待時間。
如果為標(biāo)志傳輸只保留四個載波頻率，并且一個96ms時間的傳輸幀被劃分成4個子幀，于是在一個傳輸幀中可以發(fā)送16個傳輸標(biāo)志，相當(dāng)于每秒大約167個。這時傳送的標(biāo)志可以最長到36Bit。因此有超過1370億個接收機可以得到各一個不同的標(biāo)志。這樣大數(shù)目的接收機因為在共用波網(wǎng)中據(jù)推測將不存在，因此可以另外附加地對標(biāo)志編碼。這可用于錯誤保護和識別是否存在性能濫用，其中接收機不合理地接收數(shù)據(jù)。
為給接收機分配傳輸容量，發(fā)送機通過沒有被保留的載波頻率傳輸一個數(shù)據(jù)報，該數(shù)據(jù)報以接收機的標(biāo)志開始并用數(shù)據(jù)符號和在還沒人被使用的載波頻率上傳輸。接收機根據(jù)它的傳輸標(biāo)志等待一個分配，為了探測到它的標(biāo)志，它監(jiān)測下行通道。如果它在一個確定的時間內(nèi)識別出它的標(biāo)志，那么它分析此后傳輸?shù)臄?shù)據(jù)作為它用于發(fā)送過程中的傳輸符號和載波頻率。接著接收機開始發(fā)送數(shù)據(jù)。
因此在接收機和發(fā)送機間實現(xiàn)了傳輸容量的請求和分配。發(fā)送機在僅具有少量請求的區(qū)域內(nèi)可以為接收機分配許多載波頻率和大的傳輸時隙。因此，相應(yīng)縮短傳輸持續(xù)時間。在一個密集空間內(nèi)，如果許多接收機在相同的時間內(nèi)請求傳輸容量，那么首先只有少量的載波頻率和小的傳輸時隙被分配，由此可以同時為許多接收機提供服務(wù)。
根據(jù)移動接收機的僅僅少量的發(fā)送功率，它的發(fā)送信號僅由距它最近的發(fā)送機接收到，因為共用波網(wǎng)的發(fā)送機本來互相通過數(shù)據(jù)線連接，所以通過一個中心計算機可以確定較多個發(fā)送機的接收信號的場強，并且根據(jù)它實現(xiàn)在發(fā)送機和接收機之間的分配。這可以象無線電通信網(wǎng)中移動電話漫游的方法實現(xiàn)。因此可以提高共用波網(wǎng)上行通道的容量。
附加地也可為此使用這個中心計算機，即將分配給每個單獨接收機的傳輸容量和一條時間信息一起存儲，并且進行相應(yīng)的費用計算。此外，為了費用計算，還可以存儲所使用的服務(wù)和服務(wù)提供者。
另外，中心計算機還可以用于，根據(jù)所傳輸標(biāo)志檢查訪問權(quán)利。這可以通過與已存儲的標(biāo)志進行一個比較來實現(xiàn)，或者通過使用一個算法實現(xiàn)，該算法必須為訪問權(quán)利得出一個確定的結(jié)果。這時，可以對訪問權(quán)利的不同級別加以區(qū)分。在第一級可以檢查是否所接收標(biāo)志是完全許可的。假如不是這種情況，就不分配傳輸容量。在第二級別中，可以檢查是否所接收的標(biāo)志有一個對所要求數(shù)據(jù)的存取權(quán)利。如果不是，那么就傳送一個相應(yīng)的報文并且結(jié)束該連接。對于第二級來說，另一情況是還可以要求另一個標(biāo)志。
權(quán)利要求
1.在一個共用波網(wǎng)中，當(dāng)使用一個多通道傳輸系統(tǒng)時，實現(xiàn)一個由接收機到發(fā)送機上行通道的方法，其中，傳輸數(shù)據(jù)被調(diào)制在多個載波振蕩上，這些載波相鄰地位于頻率范圍內(nèi)，并且在由同步符號分開的幀中傳輸，其特征在于，在上行通道(R1)中發(fā)送的載波振蕩的時間同步和頻率同步，通過分析下行通道(H1、H2和H3)中接收的載波振蕩和/或同步符號(TFPR)來實現(xiàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，上行通道(R1)中的幀傳輸時間和調(diào)制方式和下行通道(H1、H2和H3)的相應(yīng)部分是相同的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，在上行通道(R1)中兩個載波振蕩間的傳輸帶寬和頻率上的間隔，和下行通道(H1、H2和H3)中的相應(yīng)部分是相同的。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，上行通道(R1)中的幀被分成若干個子幀，在它們的開始，各發(fā)送一個同步符號(TFPR)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，為了從接收機向發(fā)送機傳送一個關(guān)于傳輸容量的請求，為此在上行通道(R1)中設(shè)置一個或若干個載波振蕩。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，規(guī)定了設(shè)備和/或使用者專用的標(biāo)志，它用于傳送關(guān)于傳輸容量請求和分配。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于，使用者專用的標(biāo)志被編碼傳送。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的方法，其特征在于，為每一個標(biāo)志分配的傳輸容量和時間信息一起被存儲并且被用于費用結(jié)算。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中之一的方法，其特征在于，當(dāng)發(fā)送機為接收機分配傳輸容量時，傳輸接收機和/或使用者的標(biāo)志以及為傳輸而設(shè)置的載波振蕩和時隙。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，如果請求后的一個確定的時間，沒有實現(xiàn)關(guān)于傳輸容量的分配，那么關(guān)于傳輸容量的進一步請求就通過另一個載波振蕩和/或在另一個時隙中被傳送。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，在重復(fù)請求傳輸容量時，為此所使用的載波和/或為此所使用的時隙通過一個隨機發(fā)生器確定，在兩次請求間的持續(xù)時間通過傳輸?shù)钠惹行詠泶_定。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，若干個接收機使用一個公共的上行通道(R1)。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，根據(jù)由共用波網(wǎng)中一個或若干個發(fā)送機接收到的接收機的請求信號的場強信息，選擇一個發(fā)送機，它同接收機建立一個無線電通信連接。
14.實現(xiàn)從一個具有接收組件的接收機到以共同波工作方式工作的發(fā)送機網(wǎng)的一個發(fā)送機的上行通道的電路裝置，其特征在于，接收機高頻組件的輸出信號被引向頻率同步組件和時間同步組件，頻率同步和時間同步組件的輸出信號被引向產(chǎn)生同步信號(TFPR)的一個組件和產(chǎn)生數(shù)據(jù)符號的一個組件，并且產(chǎn)生數(shù)據(jù)符號的組件包括一個編碼器、一個產(chǎn)生COFDM符號的發(fā)生器和一個調(diào)制器。
全文摘要
眾所周知,在建立一個交互式的無線電網(wǎng)絡(luò)中,不僅需要從發(fā)送機到接收機的傳輸通道,還需要從接收機到發(fā)送機的傳輸通道。這個新方法通過使用根據(jù)DAB標(biāo)準的傳輸方法,在共用波網(wǎng)中實現(xiàn)了從接收機到發(fā)送機的上行通道。第一個接收機或使用者被分配一個標(biāo)志,為了通過為該標(biāo)志保留的頻率在上行通道中請求該標(biāo)志的傳輸容量而傳送該標(biāo)志。然后計算機給接收機分配傳輸容量。為同步接收機中的發(fā)送組件,將分析在下行通道中所接收的信號,在該信號中包括同步符號。該新方法可以在所有具有符合DAB標(biāo)準的數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓灿貌ňW(wǎng)中使用。它使接收機中一個特別的費用適當(dāng)?shù)耐匠蔀榭赡堋?br> 文檔編號H04N7/173GK1175331SQ95197561
公開日1998年3月4日 申請日期1995年11月25日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月16日
發(fā)明者M·祖姆克勒爾 申請人:格倫迪希公司