(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央局（１）と、多数の加入者（２１，２２，２３，．．．）とを有する共通メディア上のデータ伝送方法であって、該伝送方法では、データパケットが、前記中央局（１）から前記加入者（２１，２２，２３，．．．）へ送信され（ダウンリンク）、及び、前記加入者（２１，２２，２３，．．．）から前記中央局（１）へ送信され（アップリンク）、その際、前記中央局（１）は、プロトコル指向の伝送フレームを介してメディアアクセスのための調整機能を実行し、その際、前記伝送フレーム（３）は、有効信号データ期間（４１，５１）の他に、前記ダウンリンク（４２）及び前記アップリンク（５２）用のシグナリングデータ期間を有しているデータ伝送方法において、
以下の手段：
−ダウンリンク（４２）用のシグナリングデータ期間は、中央局に関するシグナリングデータ期間（４２１）及びプロトコルに関するシグナリングデータ期間（４２２）に分割されており、
−前記ダウンリンクの前記プロトコルに関するシグナリングデータ期間（４２２）の時間位置の少なくとも１つの識別部（６，６１，６２）が伝送フレーム（３）内に設けられており、
−前記ダウンリンクの前記プロトコルに関するシグナリングデータ期間（４２２）の前記時間位置の前記識別部（６，６１，６２）は、ダウンリンク用のシグナリングデータ期間内に直接収容されており、
前記中央局に関するシグナリングデータ期間と前記プロトコルに関するシグナリングデータ期間（４２１，４２２）との間の時間間隔は、可変であり、加入者（２１，２２，２３，．．．）には、前記中央局（１）によって算出されて、通知される、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
中央局（１）と、多数の加入者（２１，２２，２３，．．．）とを有する共通メディア上のデータ伝送方法であって、該伝送方法では、前記中央局（１）から前記加入者（２１，２２，２３，．．．）へデータパケットが送信され（ダウンリンク）、及び、前記加入者（２１，２２，２３，．．．）から前記中央局（１）へデータパケットが送信され（アップリンク）、その際、前記中央局（１）は、プロトコル指向の伝送フレームを介してメディアアクセスのための調整機能を実行し、その際、前記伝送フレーム（３）は、有効信号データ期間（４１，５１）の他に、前記ダウンリンク（４２）及び前記アップリンク（５２）用のシグナリングデータ期間を有しているデータ伝送方法において、
以下の手段：
−ダウンリンク（４２）用のシグナリングデータ期間は、中央局に関するシグナリングデータ期間（４２１）及びプロトコルに関するシグナリングデータ期間（４２２）に分割されており、
−前記ダウンリンクの前記プロトコルに関するシグナリングデータ期間（４２２）の時間位置の少なくとも１つの識別部（６，６１，６２）が伝送フレーム（３）内に設けられており、
−前記ダウンリンクの前記プロトコルに関するシグナリングデータ期間（４２２）の前記時間位置の前記識別部（６，６１，６２）は、前記中央局に関するシグナリングデータ期間（４２１）の位置に対して設けられている他の識別部（６，６１，６２）から導出可能であり、
前記中央局に関するシグナリングデータ期間と前記プロトコルに関するシグナリングデータ期間（４２１，４２２）との間の時間間隔は、可変であり、加入者（２１，２２，２３，．．．）には、前記中央局（１）によって算出されて、通知される、
ことを特徴とする方法。
【請求項３】
中央局に関してシグナリングデータ期間（４２１）中に、プロトコルに関するシグナリングデータ期間（４２２）の間接的な識別のために当該シグナリングデータ期間（４２２）の位置の報知部（Ankuendigung）が設けられており、その際、当該報知部（Ankuendigung）は、プロトコルに関するシグナリングデータ期間（４２２）に対して時間間隔を有している請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
中央局に関するシグナリングデータ期間及びプロトコルに関するシグナリングデータ期間（４２１，４２２）間の時間間隔は、有効データで充填可能である請求項１から３迄の何れか１記載の方法。
【請求項５】
時間基準点は、中央局に関するシグナリングデータ期間にもプロトコルに関するシグナリングデータ期間にも（４２１，４２２）設けられており、その際、前記時間基準点は、各々のシグナリングデータ期間の開始部に、又は、中央部に、又は、少なくとも１つの識別部内に位置している請求項１から４迄の何れか１記載の方法。
【請求項６】
中央局に関するシグナリングデータ期間（４２１）の前、及び、プロトコルに関するシグナリングデータ期間（４２２）の前にも、識別部（６１，６２）が設けられており、その際、該識別部は、前記プロトコルに関するシグナリングデータ期間（２４２）の位置が、前記中央局に関するシグナリングデータ期間（４２１）内で通知されるか、又は通知されないかとは無関係に、相互に区別される請求項５記載の方法。
【請求項７】
プロトコルに関するシグナリングデータ期間（２４２）の前だけに、該プロトコルに関するシグナリングデータ期間（２４２）の位置が中央局に関するシグナリングデータ期間内に通知されるか又は通知されないかとは無関係に識別部（６，６１，６２）が直接設けられている請求項１から５迄の何れか１記載の方法。
【請求項８】
シグナリングデータ期間の識別部（６，６１，６２）とは無関係に、伝送フレーム（３）の付加的な識別部が設けられている請求項１から６迄の何れか１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、中央局と、多数の加入者とを有する共通メディア上のデータ伝送装置であって、該伝送装置は、中央局から加入者への（ダウンリンク）データパケットの送信、及び、加入者から中央局への（アップリンク）データパケットの送信によって制御可能であるデータ伝送装置に関する。そのような装置に基づく方法は、既にドイツ連邦共和国特許出願第１９７２６１２０．５号公報［１］で提案されている。そこでは、中央局は、調整機能を、プロトコル指向の伝送フレーム（そこでは、シグナリング期間と呼ばれる）を介してのメディアアクセスのために用いる。この伝送フレーム内には、有効信号データ期間の他に、アップリンク及びダウンリンク用のシグナリングデータ期間を収容することができる。
【０００２】
［１］の方法は、ダウンリンクシグナリングの位置が、先行するダウンリンクシグナリング内に通知されるという特性を有している。この方法には、通信処理にアクセスしたい加入者（ターミナル）は、ダウンリンクシグナリング（ブロードキャストチャネル、BCH）の位置について何ら予め情報を持っていないという問題点がある。従って、このターミナルは、BCHを見つけて、直ぐ次のBCHの位置についての情報を復調する迄、伝送チャネルを復調する。従って、伝送チャネルへのアクセスは、第１に、それに後続する伝送フレーム内で行われる。
【０００３】
発明の利点
特許請求の範囲による本発明の手段によると、伝送チャネルに高速アクセスすることができる。中央局に関するシグナリングデータ期間とダウンリンク用のプロトコルに関するシグナリングデータ期間とに分割することによって、これら両シグナリングデータ期間を伝送フレームの種々異なる位置にフレキシブルに配置することができる。これは、特に、ＤＬ−ＰＤＵｓ（Downlink Protocol Data units）が種々異なる長さの種々異なる大きさの要素から合成されている場合に、提供されている伝送容量が完全に利用される。BCHの一定位置の場合、ＤＬ−ＰＤＵｓのフレキシブルな期間によって、伝送フレームの開始とプロトコルに関するシグナリングデータ期間との間の期間全体に有効データを充填できるとは限らない。従って、伝送容量は無駄となる。
【０００４】
図面
以下、本発明について図示の実施例を用いて詳細に説明する。
【０００５】
その際、
図１は、中央局と、共通のメディアを介して接続される加入者との通信網、
図２は、本発明に基づく伝送フレームの基本構造、
図３は、本発明による伝送フレームの例、
図４は、プロトコル関するシグナリングデータ期間と中央局に関するシグナリングデータ期間の前に識別部を有する伝送フレーム、
図５は、プロトコルに関するシグナリングデータ期間の前だけに直接識別部を有している伝送フレーム、
図６は、中央局に関するシグナリングデータ期間の直ぐ前に識別部を有している伝送フレーム
である。
【０００６】
実施例の説明
本発明の解決手段に入る前に、先ず幾つかの前提条件について説明する。
【０００７】
図１は、通信システム用の通信網を示す。中央局１は、共通の伝送メディア１１を介してターミナルの形式の加入者２１，２２，２３，．．．と通信を行い、その際、中央局１は、メディアアクセスのための調整機能（Medium Access Control,MAC）を、共通に利用されるメディア上で用いる。その際、中央局１は、その上の網に接続することができるので、その結果、ターミナルを相互に、且つ、網の他方の加入者に接続することができる。しかし、中央局１を網と接続しないことも可能であり、その結果、ターミナルは、中央局１とだけ、及び相互に通信することができる。その際、通信は常に中央局１を介して開始されるか、又は、中央局１の調整によりターミナル間で直接交換することができるかどうかは、どうでもいいことである。共通に利用される伝送チャネル１１は、例えば、無線チャネルであるが、ＰＯＮ（passives optisches Netz）又はＨＦＣ網（Hybrid Fiber Coax）でもよい。
【０００８】
図２には、図１に示した通信網用の伝送フレームが示されている。伝送フレーム３は、ここではＭＡＣフレームと呼ばれている（［１］又は［２］とは異なる：そこでは、シグナリング期間と呼ばれる）。伝送フレーム３の初めで、ダウンリンクシグナリングデータ期間４２−BCH（ブロードキャストチャネル）が現れる。それに続いて、ダウンリンク用の有効信号データ期間４１が現れる。それは、DLCH（ダウンリンクチャネル）と呼ばれ、ＤＬ−ＰＤＵｓ（Downlink protocol Data Units）用のＮ個の有効データ時間スリットから構成される。相応して、アップリンクULCH（Uplink Channel）の有効信号データ期間５１に対して、ＵＬ−ＰＤＵｓ（Uplink Protocol Data Units）用のＭ−有効データ時間スリットが設けられている。アップリンクシグナリングデータ期間５２は、ＲＡＣＨ（Random Access Channel）で示されている。
【０００９】
ダウンリンクシグナリングデータ期間ＢＣＨは、図２には、２つのカテゴリ、即ち、中央局に関するシグナリングデータ期間４２１−ＢＣＣＨ（Broadcast Control Channel）と、プロトコルに関するシグナリングデータ期間４２２−ＦＣＣＨ（Frame Control Channel）に分けられている。ＢＣＣＨ４２１内では、中央局１は、情報を中央局１にとって全体的に重要なターミナルに転送することができ、接続されたターミナルと通信する。それに属する情報は、例えば、中央局の性能（キャパシティ）、製造業者情報、実際の作動モード、及び、中央局のアドレスである。これに対して、ＦＣＣＨ４２２は、残りの伝送フレーム３（ＭＡＣフレーム）の構造及び内容を特定する。従って、ＦＣＣＨは、寧ろローカルな、ＭＡＣフレームに関して意義がある。フレーム構造の原理についてのみ示した図２には、ＢＣＣＨ及びＦＣＣＨが直ぐ相互に示されており、その際、本発明の、フレーム構造用の解決手段は考慮されず、それについては以下説明する。
【００１０】
グローバルな情報を含むＢＣＣＨの位置は、常にＭＡＣフレーム３の初めに位置していることが先ず仮定されている。この場合、有利には、ＦＣＣＨ４２２の位置は、ＢＣＣＨ４２１に通知される。更に、有利には、ＭＡＣフレーム３の初めの識別部を介して（［１］及び［３］参照）、特殊な識別部がＦＣＣＨ４２２の発生の直ぐ前に送信される。有利には、この識別部は、ＭＡＣフレーム３の初めの識別部とは区別されるが、基本的には同じにしてもよい。
【００１１】
本発明の装置用のＭＡＣフレーム３の例が、図３に示されている。ＭＡＣフレーム３は、識別部６で始まり、この識別部により、ここではＭＡＣフレームの開始であることを一義的に検出することができる。そのような識別部の例は、例えば、［１］に記載されている。シグナリングデータ期間４２１−ＢＣＨ−が、特にＢＣＣＨとＦＣＣＨ−Ｔ  Ｉｎｄｅｘ（ＢＣＣＨ−ＦＣＣＨ）との間の時間間隔内に含まれている。この情報は、ターミナル２１，２２，２３，．．．により評価され、その結果、必要な場合、ＦＣＣＨを所期のように復調することができる。
【００１２】
そのために、図３の例では、ＢＣＣＨの終わり、及び、ＦＣＣＨの初めである時間基準点を決定する必要がある。ＢＣＣＨの時間基準は、開始時点又はＢＣＣＨの中間の時点又は識別部であるようにすることも同様に良好に可能である。ＦＣＣＨの基準点は、択一選択的に、開始部又はＦＣＣＨの中間部内の何処かに配置してもよい。その際、ターミナルは、この時間間隔Ｔ  Ｉｎｄｅｘ（ＢＣＣＨ−ＦＣＣＨ）を製造業者により固定して設けられているようにすることができる。この間隔の決定は、製造業者特有の考察から、又は、標準から導出してもよい。
【００１３】
別の手段は、フレキシブルな間隔Ｔ  Ｉｎｄｅｘ（ＢＣＣＨ−ＦＣＣＨ）であり、この間隔は、各々の状況の必要性に応じて、中央局１によって算出され、ターミナルに一緒に通知される。実際の間隔は、ＢＣＣＨでターミナルに伝送される。これは、有利には、既述のように、ＤＬ−ＰＤＵｓの長さが一定でなくて、種々異なる長さの各要素から合成されている場合、全ＤＬ／ＤＬＣＨ１（Downlink Nutzdatensignalphase 41）を充填することができる。
【００１４】
この時間間隔の精度は、システムクロックで測定することができ、その際、このシステムクロックは、一般的に標準に固定して書き込む必要がある。別の手段は、明示的に固定して書き込むこと例えば、ＤＬ−ＰＤＵを合成することができる、最も小さなユニットの期間に相応することができる時間精度を明示的に固定して書き込むことである。その際重要なのは、この時間的な粒状化（zeitliche Granularitaet）は、可能な全てのＤＬ−ＰＤＵｓの期間の共通の約数（ein gemeinsamer Teiler）であることである。ＦＣＣＨの機能は、［１］及び［２］に完全に記載されており、つまり、この機能は、ターミナルに受信用の時間スリットと送信用の時間スリットを配分する。ＭＡＣフレーム３の個別要素並びにＦＣＣＨの作用の時間シーケンスも、そこに固定されている。新規に通知されるターミナルは、ＦＣＣの検出から、ＭＡＣフレーム３の残りの要素の時間位置及び当然ＲＡＣＨの時間位置を算出して、これを用いて中央局と通信することができる。
【００１５】
以下、本発明の別の実施例について説明する：
ＢＣＣＨ４２１の位置は、直接、ＭＡＣフレーム３の初めではなく、ＭＡＣフレームの初めから一定間隔の個所に位置している。
【００１６】
更に、ＦＣＣＨ４２２の位置を、付加的な識別部によって特徴付けることが可能である。この場合、以下のように組み合わせてもよい：
−ＦＣＣＨ４２２の前に、付加的な識別部６２が送信され、この識別部は、理想的には受信機において、識別部６１によりＢＣＣＨ４２１の前で区別することができる。この場合、ＦＣＣＨ４２２はＢＣＣＨ４２１に通知されるようにしてもよく、ＢＣＣＨ４２１がＦＣＣＨ４２２の位置を通知するようにしてもよい。このことは、図４に示されている。
【００１７】
−ＢＣＣＨ４２１の前に、小さな識別部が挿入され、その結果、識別部６２は、ＦＣＣＨ４２２の前では唯一であり、ＦＣＣＨ４２２の位置は、一義的に示される。この場合でも、ＢＣＣＨ４２１にＦＣＣＨ４２２を通知することができるか、又はできない。これは、図５に示されている。
【００１８】
ＢＣＣＨ４２１の位置が、識別部６がフレーム識別部として設けられているＭＡＣフレーム３の初めに位置している場合、有利には、付加的な識別部６１を、容易に検出することができるＢＣＣＨ４２１の直ぐ前に送信することができると有利である。これは、図６に示されている。ここでも、別の識別部をＦＣＣＨ４２２の前に挿入することができ、その際、識別部６１をＢＣＣＨ４２１の前に設け、又は、なくすことができる。
【００１９】
文献：
［１］  ドイツ連邦共和国特許出願第１９７２６１２０．５号公報
［２］  A. Kraemling 他、"Performance Evaluation of MAC schemes for wireless ATM systems with centralised control considering processing delays, EPMCC, Bonn, 1997
［３］  Karsten Bruenghaus, Markus Radimirsch, "Coarse Frame Synchronisation for OFDM based Wireless Communication Systems", PIMRC, Boston, 1998
【図面の簡単な説明】
【図１】  中央局と、共通のメディアを介して接続される加入者との通信網
【図２】  本発明に基づく伝送フレームの基本構造
【図３】  本発明による伝送フレームの例
【図４】  プロトコル関するシグナリングデータ期間と中央局に関するシグナリングデータ期間の前に識別部を有する伝送フレーム
【図５】  プロトコルに関するシグナリングデータ期間の前だけに直接識別部を有している伝送フレーム
【図６】中央局に関するシグナリングデータ期間の直ぐ前に識別部を有している伝送フレーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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