(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セントラルユニット（３）及び多数の加入者（１）を有する共有媒体におけるデータ伝送のための装置であって、
該装置は前記セントラルユニット（３）から前記加入者（１）へ（ダウンリンク）のデータパケットの転送によって及び前記加入者（１）から前記セントラルユニット（３）へ（アップリンク）のデータパケットの転送によって制御可能である、セントラルユニット（３）及び多数の加入者（１）を有する共有媒体におけるデータ伝送のための装置において、
前記セントラルユニット（３）はプロトコル指向伝送フレーム（５）を介する媒体アクセスに対する調整機能を引き受け、
前記伝送フレーム（５）は有効信号データフェーズ（４１、５１）の他にダウンリンク（４２）及びアップリンク（５２）に対するシグナリングデータフェーズを有し、以下の構成を有する、すなわち、
前記ダウンリンク（４２）に対するシグナリングデータフェーズは少なくとも２種類のデータフィールド（４２１１、４２１２）に分割され、第１のデータフィールド（４２１１）は常に各伝送フレームに設けられており、第２のデータフィールド（４２１２）は様々な情報エレメント（６）を使用することによってその長さにおいて可変的に割り当て可能である、セントラルユニット（３）及び多数の加入者（１）を有する共有媒体におけるデータ伝送のための装置。
【請求項２】
第１のデータフィールド（４２１１）はそのフォーマット及びその長さに関して固定されており、これに対して第２のデータフィールド（４２１２）の長さは伝送要求に応じて調整されることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
第２のデータフィールド（４２１２）は１つ又は複数の情報エレメント（６）を含み、該１つ又は複数の情報エレメント（６）はその長さにおいて固定的又は可変的であることを特徴とする請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
様々な情報エレメント（６）にはそれぞれヘッダ（７）が前置されており、該ヘッダ（７）は少なくとも後続の情報エレメント（６）の種類を記述することを特徴とする請求項１〜３までのうちの１項記載の装置。
【請求項５】
様々な長さを有する情報エレメント（６）の使用の際に、各情報エレメント（６）の長さに関する情報がヘッダ（７）に含まれていることを特徴とする請求項３又は４記載の装置。
【請求項６】
情報エレメント（６）は、タイムクリティカルな情報ではなく、周波数変更の予告、ステータス情報、メーカ固有の情報、セントラルユニット（３）の能力に関する情報及び/又はアラームメッセージのような散発的に必要とされるだけの情報を含むことを特徴とする請求項１〜５までのうちの１項記載の装置。
【請求項７】
第１のデータフィールド（４２１１）は、各伝送フレーム（５）に与えられなければならない、とりわけタイムクリティカルな情報を含むことを特徴とする請求項１〜６までのうちの１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セントラルユニットから加入者へ（ダウンリンク）のデータパケットの転送によって及び加入者からセントラルユニットへ（アップリンク）のデータパケットの転送によって制御可能である、セントラルユニット及び多数の加入者を有する共有媒体におけるデータ伝送のための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような装置に基づく方法はすでにドイツ特許出願ＤＥ１９７２６１２０.５（参考文献［１］）において提案されている。そこでは、セントラルユニットがプロトコル指向伝送フレームを介する媒体アクセスに対する調整機能を引き受け、この伝送フレームはそこではシグナリング期間と呼ばれている。この伝送フレームには有効信号データフェーズの他にアップリンク及びダウンリンクのためのシグナリングデータフェーズが収容されている。
【０００３】
例えばＧＳＭのような中央制御移動無線システムでは中央基地局からリーチャブルな加入者端末機器への次のような伝送が必要とされる。すなわち、この伝送の間に全移動加入者にとって重要な情報が伝送される伝送が必要とされる。この情報には、多数の他の情報の中でも例えば基地局の能力に関する情報、使用される周波数、スリープモードに対する情報等々が所属する。これらの情報はしばしば論理チャネルに統合される。これはＧＳＭ又はＥＴＳＩプロジェクトＨＩＰＥＲＬＡＮによればブロードキャストチャネルＢＣＨもしくはダウンリンクシグナリングとも呼ばれる。
【０００４】
このような通信システムでは１つ又は複数の加入者端末機器が共有チャネルを介して互いに又はセントラルユニットとデータパケットを交換する。
【０００５】
あり得る媒体は無線チャネルか又は簡単なオプティカルスプリッタを有するパッシブな光ネットワークか又は同軸ケーブル及び/又は光ファイバを有するケーブル分散ネットワークである。この原理は図１に図示されている。端末機器の代わりに、複数の端末機器を有する集線装置（加入者所有のＰＢＸ又はネットワークプロバイダ所有のネットワークユニット）を設けることもできる。以下においては端末機器の一般性を限定することなしに記述する。１によって加入者乃至は加入者の端末機器が示されている。２によって共有伝送媒体が示され、３によってセントラルユニットが、４によって伝送ネットワークが示されている。
【０００６】
以下の構成はＡＴＭネットワークにおいて使用するために開発されたものであるが、例えばＩＰ（インターネットプロトコル）ネットワーク又はイーサネットネットワークのような他のネットワークにおいても十分に使用できる。
【０００７】
中央制御通信システムでは、端末機器がセントラルユニットに同期することを許す構造を媒体において構築することが必要不可欠である。さらに中央制御部においてセントラルユニットが共有使用される媒体を管理し、端末機器に割り当てなければならない。これに適するのはとりわけ参考文献［２］及び［３］に記述されているような媒体アクセスプロトコル（Medium Access Control ＭＡＣ）である。
【０００８】
従来の解決法では、各伝送フレームに常に必要とされるわけではない情報のために場所を与える必要がある。さらに従来の解決法では、拡張可能性は更なるデータ容量のリザーブによってのみ可能である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、各伝送フレームにおいて常に必要とされるわけではない情報のために場所を与える必要がなく、とりわけダウンリンク（ブロードキャストチャネル）に対するシグナリングデータフェーズにおいて効果的な情報伝送が可能である、セントラルユニット及び多数の加入者を有する共有媒体におけるデータ伝送のための装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、セントラルユニットはプロトコル指向伝送フレームを介する媒体アクセスに対する調整機能を引き受け、伝送フレームは有効信号データフェーズの他にダウンリンク及びアップリンクに対するシグナリングデータフェーズを有し、以下の構成を有する、すなわち、ダウンリンクに対するシグナリングデータフェーズは少なくとも２種類のデータフィールドに分割され、第１のデータフィールドは常に各伝送フレームに設けられており、第２のデータフィールドは様々な情報エレメントを使用することによってその長さにおいて可変的に割り当て可能である、セントラルユニット及び多数の加入者を有する共有媒体におけるデータ伝送のための装置によって解決される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の構成によってとりわけダウンリンク（ブロードキャストチャネル）に対するシグナリングデータフェーズにおいて効果的な情報伝送が可能である。データフィールドを２種類に分割することによって各伝送フレームにおいて伝送されなければならないデータが散発的に又はたまに使用すればよいだけのデータから互いに分離される。後者のデータの場合、データフィールドは所定の情報に固定的に割り当てられるのではなく、セントラルユニットの様々な情報エレメントの利用によって必要に応じて使用される。これによって様々な情報に対して非常に可変的なデータレートが使用可能である。
【００１２】
情報エレメントの識別のためにこれらの情報エレメントに有利にはヘッダが前置される。このヘッダは情報エレメントの種類を記述する。情報エレメントのあり得そうな内容は、例えば周波数変更の予告、スリープモードの端末機器に対する情報、ステータス情報、メーカ固有の情報の配布又はセントラルユニットの能力に関する情報である。
【００１３】
本発明のデータフィールドの分割によって将来の要求への柔軟な適応及び/又は拡張が可能である。また第２のデータフィールドの間に情報を伝送せず、この期間中に例えば無線環境の測定を実施することもできる。
【００１４】
本発明では従来の解決法とは対照的に各伝送フレームにおいて常に必要とされるわけではない情報のために場所を与える必要がない。さらに従来の解決法では拡張可能性は更なるデータ容量のリザーブによってのみ可能である。
【００１５】
【実施例】
本発明の実施例を図面に基づいて詳しく説明する。
【００１６】
図２には例えば図１に図示された通信ネットワークのための伝送フレームの構造を示している。伝送フレームがシグナリング期間によって示されている参考文献［２］及び［３］とは対照的に、伝送フレーム５はここではＭＡＣフレームによって示されている。伝送フレーム５の最初にはダウンリンクシグナリングデータフェーズ４２、すなわちＢＣＨ（ブロードキャストチャネル）が見える。これに続いてダウンリンクのための有効信号データフェーズ４１がある。この有効信号データフェーズ４１はＤＬＣＨ（ダウンリンクチャネル）によって示されており、ＤＬ-ＰＤＵｓ（ダウンリンクプロトコルデータユニッツ）のためのＮ個の有効データタイムスロットから成る。相応に、アップリンクの有効信号データフェーズ５１ＵＬＣＨ（アップリンクチャネル）に対しては、ＵＬＰＤＵｓ（アップリンクプロトコルデータユニッツ）のためのＭ個の有効データタイムスロ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フェーズ５２はＲＡＣＨ（ランダムアクセスチャネル）によって示されている。
【００１７】
伝送フレームに対して使用される概念に関する概略を図３は示している。
【００１８】
ダウンリンクシグナリングデータフェーズＢＣＨは、図２に図示されているように、２つのカテゴリに分割される。すなわちセントラルユニットに関連するシグナリングデータフェーズ４１２ＢＣＣＨ（ブロードキャストコントロールチャネル）及びプロトコルに関連するシグナリングデータフェーズ４２２ＦＣＣＨ（フレームコントロールチャネル）に分割される。ＢＣＣＨ４２１において、セントラルユニット３は、どちらかと言えばこのセントラルユニット３及び接続された端末１との通信においてグローバルな重要性を有する情報をこの端末１に転送することができる。これにはセントラルユニットの能力（キャパビリティ）、メーカ情報、セントラルユニットの瞬時の動作モード及びアドレスのような情報が所属する。これに対して、ＦＣＣＨ４２２は残りの伝送フレーム５（ＭＡＣフレーム）の構造及び内容を定める。従って、このＦＣＣＨ４２２はどちらかと言えばローカルな、ＭＡＣフレームに関する指示を有する。
【００１９】
本発明では、図２におけるＢＣＣＨ４２１は２つの種類のデータフィールド４２１１及び４２１２に分割される。図４に図示されているように、各フレームで伝送する必要のないブロードキャスト情報を任意の順番で送信するために使用されるフィールドが統合される。第１のデータフィールド４２１１は常に伝送すべきブロードキャスト情報を伝送する。このフィールドのフォーマット及び長さは固定されている。第２のデータフィールド４２１２は柔軟なブロードキャスト情報を含む。この第２のデータフィールドは、長さが固定的又は可変的である１つ又は複数の情報エレメント６を含む。各情報エレメント６にはこの情報エレメント６に所属するヘッダ７が先行する。このヘッダ７は識別子８を含む。この識別子８は情報エレメント６の種類を記述する。情報エレメント６が様々な長さを有する場合には、この長さに関する情報も同様にヘッダ７の構成部分である。
【００２０】
各フレームにおいて内容を変更できることによって、個々の情報タイプの結果的に得られるデータレートにおいて高い柔軟性が得られる。よって、１ミリ秒のフレーム長及び２バイトの情報フォールドサイズを有するチャネルを仮定した場合には、情報タイプに対して結果的に得られるデータレートは０ビット/秒〜１６キロビット/秒まで自由に選択できる。
【００２１】
さらに別の重要な利点は、将来の拡張に対して定義すべきヘッダ７の簡単な拡張によってこのデータフィールド４２１２を使用できることから得られる。これは、今日の状況によって予測可能な適用に対してはまず最初に未使用ビットを調達することによってのみ可能であり、予測不可能な適用に対しては全く不可能である。
【００２２】
伝送すべき様々な情報はこの場合ＢＣＣＨ４２１のこれら２つの部分に組み込まれなければならない。ＢＣＣＨの固定部分、データフィールド４２１１に対する情報は各フレームに与えなければならない全ての情報であり、例えばＲＡＣＨの位置に関する情報であるか又は端末機器が非常に迅速に例えばハンドオーバにおいて必要とするタイムクリティカルな情報である。ここではとりわけ近隣のセントラルユニットのスキャンの際に記録されければならない情報が挙げられる。柔軟なデータ部分、データフィールド４２１２に対する情報は、散発的にしか発生されない情報か又は確かに定期的ではあるが各フレームにおいて必要とはされない情報全てである。これに対しては幾つかの例を以下の適用実施例において示す。この例では、単純化して、各々柔軟なデータフィールド４２１２において情報エレメント６を１つずつだけ伝送することを前提とする。この柔軟なデータフィールド４２１２の内容の例は、端末に散発的に又は稀に与えればよいだけの全ての情報である。すなわち、有利には、タイムクリティカルではない情報か又はゆっくりと変更されるか乃至は全く変更されない情報である。このような情報タイプは、周波数変更の予告（散発的に）、ステータス情報（稀に、定期的に）、メーカ固有の情報の配布（稀に、定期的に）、セントラルユニットの能力及び特性（稀に、定期的に）及び/又は誤作動に関するアラームメッセージ（散発的に）である。
【００２３】
これらの情報タイプにはヘッダ７においてそれぞれ１つの識別子８が割り当てられる。図５はこれらの様々な情報タイプ及び伝送フレームにおけるこれらの情報タイプの発生のリストを示す。これによって例えば図６に図示された連続する７個のフレームに対する構造が得られる。フィールドＤａｔａにはダウンリンクの有効データＤＬＣＨが含まれ乃至は図２に示されたＦＣＣＨ４２２のプロトコルに関連するデータも含まれる。
【００２４】
【外１】
0004364987.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【図１】セントラルユニット及び多数の加入者を有する共有媒体におけるデータ伝送のための通信ネットワークの原理を示す概略図である。
【図２】ＭＡＣ伝送フレームの基本的な構造を示す概略図である。
【図３】使用される概念に関する表である。
【図４】ダウンリンクに対するシグナリングデータフェーズの分割を示す概略図である。
【図５】様々な情報タイプのリストである。
【図６】連続する複数の伝送フレームの例を示す概略図である。
【符号の説明】
１  端末機器
２  共有伝送媒体
３  セントラルユニット
４  伝送ネットワーク
４１  ダウンリンク有効信号データフェーズ
４２  ダウンリンクシグナリングデータフェーズ
４２１  セントラルユニットに関連するシグナリングデータフェーズ
４２１１  第１のデータフィールド
４２１２  第２のデータフィールド
４２２  プロトコルに関連するシグナリングデータフェーズ
５１  アップリンク有効信号データフェーズ
５２  アップリンクシグナリングデータフェーズ
５  ＭＡＣフレーム
６  情報エレメント
７  ヘッダ
８  識別子
【図１】
0004364987.tif 000003
【図２】
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【図３】
0004364987.tif 000005
【図４】
0004364987.tif 000006
【図５】
0004364987.tif 000007
【図６】
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