DE10359291B4 - System und Verfahren zur adaptiven Bandnutzung - Google Patents

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Abstract

System zur adaptiven Maximierung der Bandbreitennutzung in einem in einem drahtlosen Telefonsystem, das in einem vorgegebenen Kommunikationsband arbeitet, umfassend: einen Aktivitätsscanner (104), welcher Frequenzen ermittelt, die von anderen, das Kommunikationsband nutzenden Kommunikationssystemen verwendet werden; einen Verbindungsqualitätsmonitor (102) zur Überwachung einer Qualität der Kommunikationsverbindung durch Messung von einem oder mehreren Kanälen in dem vorgegebenen Kommunikationsband, einen Bandnutzungsprofilgenerator (106) für die Generierung eines Profils des Kommunikationsbandes, und einen Verbindungsmanager, um die Kommunikationsverbindung so zu verwalten und zu steuern, dass verfügbare Bandbreite entsprechend der von dem Bandnutzungsprofilgenerator (106) gelieferten Information genutzt wird, um die Verwendung einer vorgegebenen Frequenz des vorgegebenen Kommunikationsbandes, in Übereinstimmung mit der Information, die von dem Bandnutzungsprofilgenerator geliefert wird auszuschließen, wenn die vorgegebene Frequenz von wenigstens einem der anderen Kommunikationssysteme verwendet wird, wobei der Verbindungsmanager (110) die Qualität der Kommunikationsverbindung ausnutzt, um festzustellen, ob die vorgegebene Frequenz von wenigstens einem der anderen Kommunikationssysteme verwendet wird, wobei der Bandnutzungsprofilgenerator (106) konfiguriert ist, um eine Information von einem zweiten Verbindungsmanager auf einer gegenüberliegenden Seite der Kommunikationsverbindung zu empfangen, um festzustellen, ob von dem Verbindungsmanager (110) festgestellte Störer auf einem Frequenzsprung-Störer oder einem Festfrequenz-Störer beruhen, wobei eine Frequenz von einem Frequenzsprung-Störer sich mit der Zeit entsprechend einer Sprungsequenz ändert, und wobei eine Frequenz eines Festfrequenz-Störers konstant ist; und einen Sprungfolgegenerator (108), um eine Pseudo-Zufallssprungfolge entsprechend der von dem Bandnutzungsprofilgenerator (106) gelieferten Bandbreitennutzungsinformation zu generieren, wobei der Verbindungsmanager die entsprechend der Pseudo-Zufallssprungfolge verfügbare Bandbreite nutzt und die Verwendung der vorgegebenen Frequenz, die von wenigstens einem der anderen Kommunikationssysteme verwendet wird, entsprechend der Pseudozufallssprungfolge ausschließt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein System und ein Verfahren zur adaptiven Bandnutzung.
  • Schnurlostelefonprodukte verwenden häufig die gebührenfreien ISM-Bänder für Funkkommunikation, wie z. B. die 2,4 GHz- und 5,8 GHz-ISM-Bänder. Zusätzlich verwenden zahlreiche sonstige Produkte diese Bänder für Funkkommunikation. Solche Technologien umfassen beispielsweise 802.11 a/b/e/g, auf festen Frequenzen basierende Systeme und Weitbandsysteme, wie z. B. Spreizbandtechnik-Systeme. Das Vorhandensein solcher Produkte führt zu Interferenzen bei Kommunikationen zwischen dem schnurlosen Telefonhandgerät und seiner Basisstation. Analog verursachen Schnurlostelefonverbindungen Interferenzen bei Kommunikationen, die bei anderen auf diesen Kommunikationsbändern arbeitenden Produkten stattfinden. Diese Kreuzinterferenz beeinträchtigt häufig den Betrieb beider Kommunikationssysteme.
  • Schnurlose Telefone können auch Frequenzsprungtechniken für Funkkommunikationen verwenden. An sich bekannte Frequenzsprungsysteme verwenden eine festgelegte Anzahl von Sprungkanälen. Die Sprungkanäle belegen festgelegte Bereiche innerhalb des Bandes. Je nach der Kanalzuteilung der das Kommunikationsband nutzenden Systeme kann es Überlappungen mit anderen Systemen geben. Solche Überlappungen können Interferenzen zwischen den Systemen verursachen und deren Interoperabilität verhindern.
  • Es gibt eine Reihe von an sich bekannten Frequenzsprungvorrichtungen, einschließlich Bluetooth-Vorrichtungen, schnurlosen Telefonen und drahtlosen Spielkonsolen. An sich bekannte Frequenzsprungvorrichtungen haben eine vorbestimmte Anzahl von Kanälen und eine Zufallssprungfolge. Die Anzahl von Kanälen in der Zufallssprungfolge ist festgelegt. Demzufolge ist die zu nutzende Bandbreite festgelegt. Einige an sich bekannte Technologien bieten die Fähigkeit, spezifische Kanäle auszutauschen oder sie aus der Folge auszuschließen, wenn Störungen vorliegen. Die Anzahl von nutzbaren Kanälen ist jedoch festgelegt. Die Sprungfolge wird nur durch die Anzahl von Ersatzkanälen oder fallengelassenen Kanälen verändert.
  • Da die Anzahl von Kanälen festgelegt ist, ist auch die gesamte nutzbare Bandbreite festgelegt. Als Ergebnis dessen können an sich bekannte Frequenzsprungsysteme nicht auf die Nutzung des freien Hochfrequenz(HF)-Spektrums umstellen, wenn dieses klar ist. Da die Bandbreite festgelegt ist, kann es darüber hinaus zu einer Verschlechterung beim Frequenzsprungsystem kommen, wenn der freie Bereich innerhalb des Bandes geringer ist als derjenige, für den die Sprungbandbreite vorgesehen ist.
  • EP 1 220 466 A1 offenbart eine drahtlose Kommunikationseinrichtung, mit der eine drahtlose Kommunikation eines Spreizspektrum-Kommunikationssystems ausgeführt wird, das ein Frequenzsprungverfahren unter Verwendung einer Vielzahl von Frequenzkanälen durchführt, die unterschiedliche Frequenzen haben, und das in einem verfügbaren Frequenzband definiert ist. Die Einrichtung umfasst eine Einheit, die einen Träger eines anderen drahtlosen Kommunikationssystems erfasst, der vorgegeben ist, und eine Einheit, die einen Frequenzkanal aus der Vielzahl der Frequenzkanäle ausschließt, in dem der Träger eines anderen drahtlosen Kommunikationssystems erfasst wird, aus den Kanälen, die als Ziel für das Frequenzsprungverfahren angesteuert werden. Der Ausschluss einer bestimmten Frequenz hängt somit davon ab, dass die Trägerfrequenz eines störenden Signals ermittelt wird, wobei die Art der Störung nicht berücksichtigt wird.
  • Die US 2002/0021746 A1 betrifft ein Frequenzsprungsystem, bei dem die Anzahl der Kanäle, die beim Frequenzsprung nutzbar sind, während eines normalen Sprungfrequenzzyklus reduziert werden kann, der eine reduzierte Sprungsequenz liefert. Eine Kommunikationseinheit, die in dem System, beispielsweise der Bluetooth-Mastereinheit, arbeitet, bestimmt, ob eine der Kanäle eine Indifferenz bzw. eine Störung zeigt. Wenn einer der Kanäle eine Störung zeigt, sendet die Bluetooth-Mastereinheit eine Nachricht an eine oder mehrere abhängige Einheiten und informiert diese darüber, welche Kanäle aus der Sprungsequenz aufgrund von Störungsproblemen entfernt werden. Die Einheiten benutzen dann die neue reduzierte Sprungsequenz für ihre Übertragungsvorgänge, wodurch die Störungsprobleme vermieden werden. Die Art der Störung spielt dabei keine Rolle.
  • Die EP 1 225 709 A1 betrifft ein Frequenzsprungverfahren, beispielsweise in Bluetooth- oder Heim-Funkfrequenznetzwerken. Das Verfahren umfasst die Ableitung von Messwerten in einer Vielzahl von Kanälen in einem Frequenzband und das Identifizieren eines Kanals als guter Kanal oder schlechter Kanal, und das Bestimmen der Größe eines guten Fensters und der Größe eines schlechten Fensters, wobei eine Vielzahl von guten Kanälen einem guten Fenster und eine Vielzahl von schlechten Kanälen einem schlechten Fenster zugeordnet werden. Die guten und schlechten Kanäle werden entsprechend der Qualität der Signalübertragung eingeteilt, wobei die Art der Störung jedoch nicht berücksichtigt wird.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, die Auswirkung von Störern in einem Funkkommunikationsband, das üblicherweise bei der schnurlosen Telefonkommunikation genutzt wird, zu mindern.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und ein System nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Die Ausführungsformen der Erfindung beziehen sich auf adaptive Mechanismen für die Zuteilung von verfügbaren Bandbreiten bei Vorhandensein von störenden Funksignalen und überwinden die oben beschriebenen Interoperabilitätsprobleme bei Kreuzinterferenz, indem ein Störer identifiziert und anschließend die Betriebsparameter zur Vermeidung des Störers geändert werden. Beispielsweise identifiziert ein Ausführungsbeispiel der Erfindung den Teil des Kommunikationsbandes, der von Störern belegt ist oder der die Kommunikation wesentlich beeinträchtigt. Die Umgehung dieser Teile des Kommunikationsbandes äußert sich in reduzierter Störung und letztlich in verbesserter Leistung der in dem gleichen Kommunikationsband arbeitenden Systeme.
  • Bei einer Ausführungsform der Erfindung werden Frequenzsprungfolgen modifiziert, um das Vorhandensein bekannter Störer zu umgehen. Auf diese Weise überwinden Ausführungsformen der Erfindung die Rigidität an sich bekannter Frequenzsprungssysteme und überwinden damit ihre inhärente Unfähigkeit, mit anderen Vorrichtungen zu interoperieren. Beispielsweise passt eine Ausführungsform der Erfindung die Nutzung anderer Systeme innerhalb des Frequenzbandes an. Durch eine solche Anpassung wird die Interoperabilität mit anderen Systemen verbessert.
  • Beispielsweise ist bei einer Ausführungsform der Erfindung eine Sprungfolge vorgesehen, die den Teil des Spektrums umgeht, der bereits durch andere Systeme genutzt wird, bzw. Teile des Spektrums, wo eine signifikante Verschlechterung der Kommunikation eingetreten ist. Eine Reihe von Techniken kann genutzt werden, um zu bestimmen, welche Teile des Spektrums belegt sind oder eine signifikante Verschlechterung der Kommunikation bewirken, hierin eingeschlossen Messungen der Bitfehlerrate (BER) oder Received Signal Strength Indication (RSSI). Um solche Bereiche bei einem Frequenzsprungsystem zu umgehen, passt eine Ausführungsform der Erfindung die Sprungfolge innerhalb des freien Bereiches dynamisch an. Um solche Bereiche bei einem Festfrequenzsystem zu umgehen, wählt die vorliegende Erfindung dynamisch eine nutzbare Frequenz zur Verwendung innerhalb des freien Bereiches. Dies hält die Robustheit des Systems aufrecht und erreicht Interoperabilität mit anderen Vorrichtungen. Als Ergebnis werden sowohl die Bandbreite als auch die Sprungfolge dynamisch angepasst, um die Nutzung des freien Teils der verfügbaren Bandbreite zu maximieren.
  • Bei einer Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung ein System zur adaptiven Maximierung der Bandbreitennutzung in einem Kommunikationsband. Das System umfasst einen Aktivitätssensor zur Feststellung der durch andere das Kommunikationsband nutzenden Kommunikationssysteme genutzten Frequenzen und einen Bandbreitennutzungsprofilgenerator für die Generierung eines Profils des Kommunikationsbandes. Ein Verbindungsmanager ist in dem System eingeschlossen, um die Kommunikationsverbindung so zu verwalten und zu steuern, dass verfügbare Bandbreite entsprechend der durch das Bandbreitennutzungsprofil gelieferten Information genutzt wird.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
  • 1 ein schematisches Diagramm mit der Darstellung eines Systems für die dynamische Bestimmung der Bandbreite und Sprungfolge für eine Vorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 ein herkömmliches, beispielhaftes Spektrum einer Kommunikationsumgebung mit der Darstellung überlappender Kommunikationsspektren;
  • 3 ein beispielhaftes Spektrum einer Kommunikationsumgebung nach Neuzuteilung der Bandbreite und Frequenzsprunganpassung nach einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 4 ein Flussdiagramm für ein Verfahren zur adaptiven Bandbreitennutzung in einem Kommunikationskanal entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung; und
  • 5 ein schematisches Diagramm eines Systems zur adaptiven Maximierung der Nutzung verfügbarer Bandbreite in einem schnurlosen Telefonkommunikationssystem.
  • 1 ein schematisches Diagramm mit der Darstellung eines Systems für adaptive Zuteilung verfügbarer Bandbreite in einem Kommunikationsband nach einer Ausführungsform der Erfindung. Ein Verbindungsqualitätsmonitor 102 liefert eine Schätzung der Qualität des aktuellen Kommunikationskanals des Systems. Der Verbindungsqualitätsmonitor 102 kann die Schätzung der Verbindungsqualität mit einem vorbestimmten oder dynamisch anpassbaren Verbindungsqualitätsschwellenwert vergleichen. Der dynamisch anpassbare Verbindungsqualitätsschwellenwert bietet einen Mechanismus für das Adaptieren an sich ändernde Umgebungen. Beispielsweise ist bei einer Ausführungsform der Erfindung der Verbindungsqualitätsmonitor 102 eine Bitfehler-Überwachungsmaschine, die eine Schätzung der Bitfehlerrate des aktuellen Kommunikationskanals des Systems liefert. Die Bitfehlerrate kann als ein Hinweis darauf verwendet werden, ob die Kommunikation wesentlich beeinträchtigt wurde. Wenn beispielsweise die Bitfehlerrate grösser ist als ein bestimmter Bitfehlerratenschwellenwert, wird die Kommunikation als signifikant beeinträchtigt definiert. Der Bitfehlerratenschwellenwert kann vorbestimmt sein oder dynamisch angepasst werden.
  • Ein Aktivitätsscanner 104 liefert Informationen hinsichtlich des Vorhandenseins von sonstigen Aktivitäten im- aktuellen Kommunikationskanal des Systems. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist beispielsweise der Aktivitätsscanner 104 eine Logikmaschine, die RSSI-Informationen verwendet, um Störer im Kommunikationsband zu erfassen und zu identifizieren.
  • Ein Bandnutzungsprofilgenerator 106 verwendet die von dem Verbindungsqualitätsmonitor 102 und dem Aktivitätsscanner 104 gelieferten Ausgänge, um ein Nutzungsprofil innerhalb des interessierenden Kommunikationsbandes, beispielsweise des 2,4 GHz-ISM-Bandes, zu generieren. Beispielsweise ist das Profil bei einer Ausführungsform der Erfindung ein Histogramm, das die Aktivität auf den Kanälen im Band darstellt. Zusätzlich kann das Bandnutzungsprofil Kanäle zeigen, welche Bitfehlerraten aufweisen, die auf eine signifikante Verschlechterung der Kommunikation hinweisen.
  • Der Bandnutzungsprofilgenerator 106 verarbeitet auch die von ihm erhaltene Information, um zu bestimmen, ob die von dem Verbindungsqualitätsmonitor 102 festgestellte Bit fehlerrate durch einen anderen Frequenzspringer oder durch eine Festfrequenzstörung verursacht wird.
  • Beispielsweise wird bei einer Ausführungsform der Erfindung dadurch festgestellt, ob der Störer ein Frequenzspringer oder eine Festfrequenz ist, dass das Fehlerauftreten und die mit dem Fehler verbundene Periodizität verfolgt werden. Der Bandnutzungsprofilgenerator 106 kann die von einem (nachstehend beschriebenen) Verbindungscontroller auf der anderen Seite einer Kommunikationsverbindung erhaltene Information verwenden, um bei dieser Bestimmung mitzuwirken. Das von dem Bandnutzungsprofilgenerator generierte Profil liefert ein Spektralkennfeld des verfügbaren Spektrums im Kommunikationsband (d. h. des Teils des Kommunikationskanals, der frei von Störern ist und/oder die Kommunikationen, nicht signifikant beeinträchtigt).
  • Ein Sprungfolgegenerator 108 erzeugt eine Pseudo-Zufallssprungfolge, um den FCC-Vorschriften nachzukommen. Die erzeugte Pseudo-Zufallssprungfolge wird an eine Verbindungscontrollereinheit 110 weitergeleitet.
  • Der Verbindungscontroller 110 verwaltet die Verbindungsqualität, den Durchsatz und die Synchronisierung der Kommunikationsverbindung durch Generieren und Steuern von Sprungfolgefrequenzen und sonstigen damit verbundenen Funktionen. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist der Verbindungscontroller 110 beispielsweise ein Softwaremodul, das das Verbindungsverhalten steuert. Der Verbindungscontroller 110 stellt fest, welche Frequenzen in der Sprungsfolge zu nutzen sind. Bei einer Ausführungsform der Erfindung verwendet der Verbindungscontroller 110 das von dem Bandnutzungsprofilgenerator 106 generierte Profil sowie die von dem Sprungfolgegenerator 108 generierte Pseudo-Zufallssprungfolge, um eine modifizierte Sprungfolge zu generieren, die bekannte Störer soweit wie möglich umgeht.
  • Bei einer Ausführungsform der Erfindung bestimmt beispielsweise der Verbindungscontroller 110, welche Frequenzen zu nutzen und welche Frequenzen zu umgehen sind. Um diese Entscheidungen zu treffen, erhält der Verbindungscontroller das durch den Bandnutzungsprofilgenerator 106 bestimmte Profil. Der Verbindungscontroller 110 scheidet Frequenzen von der Sprungfolge aus, auf denen Störer vorhanden sind.
  • Zusätzlich kann der Verbindungscontroller 110 die von dem Verbindungsqualitätsmonitor 102 generierte Bitfehlerrateninformation nutzen. Die Bitfehlerrateninformation unterstützt den Verbindungscontroller 110. dabei, die Wirkung eines Störers zu messen. Beispielsweise kann ein Störer auf einem Kanal vorhanden sein, die Kommunikationsqualität jedoch nicht in der Weise beeinträchtigen, dass der Störer umgangen werden muss, d. h. dass die für den Kanal gemessene Bitfehlerrate unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes liegt. In einem solchen Fall kann der Verbindungscontroller 110 wegen der vernachlässigbaren Wirkung des Störers trotz des Vorhandenseins des Störers die Frequenz in der Sprungfolge belassen, statt sie zu eliminieren.
  • Beispielsweise kann der Verbindungscontroller 110 das durch den Bandbreitennutzungsprofilgenerator 106 generierte Profil dazu nutzen, um eine Sprungfolge zu generieren. Bei der Bestimmung der Sprungfolge umgeht der Verbindungscontroller 110 Frequenzen, von denen das Profil angibt, dass sie genutzt werden. Wenn beispielsweise das Profil angibt, dass auf Kanal 1 ein 802.11b-Signal vorhanden ist, erzeugt der Verbindungscontroller 110 die Sprungfolge so, dass Kanal 1 von 802.11b umgangen wird. Der Verbindungscontroller 110 gibt einen neuen Kanalplan oder eine neue Sprungfolge aus, die identifizierte Störer umgeht. Somit kann die Sprungfolge generiert werden, und es können anschließend überlappende Frequenzen ausgeschieden werden.
  • Der Verbindungscontroller 110 kann auch Informationen an die andere Seite einer Kommunikationsverbindung liefern, um einen Bandnutzungsprofilgenerator auf der anderen Seite der Kommunikationsverbindung bei der Unterscheidung zu unterstützen, ob ein Störer ein Frequenzspringer oder eine Festfrequenz ist. Die Verbindungscontrollereinheit 110 kann dem anderen Verbindungscontroller des Kommunikationspaars über speziell kodierte Nachrichten/Header oder über einen speziellen Logikkanal Informationen übermitteln (dies kann aber auch für eine Kommunikationskonfiguration, welche mehrere Parteien umfasst, Anwendung finden).
  • Die 2 und 3 zeigen Bandbreitennutzung und Neuanpassung nach einer Ausführungsform der Erfindung. 2 zeigt ein herkömmliches, beispielhaftes Bandnutzungsprofil für ein beispielhaftes 2,4 GHz-Spektrum, das durch den Bandnutzungsprofilgenerator 106 verarbeitet werden kann. Drei Störungen 202, 204 und 206 sind bei dem beispielhaften Spektrum vorhanden. Störung 202 ist ein 802.11b-Kommunikationsnetz im Kanal 1 des Spektrums. Störung 204 ist ein Spreizbandsingal (DSSS). Störung 206 ist ein festes Trägersignal. Bei dem vorliegenden Beispiel sind die Störungen 202 und 204 weitbandig, und die Störung 206 ist schmalbandig.
  • Ein Kommunikationssystem, beispielsweise ein schnurloses Telefon, das eine Sprungfolge aufweist, wie sie durch die numerische Folge oberhalb der vertikalen Linien gezeigt wird, ist auch bei dem beispielhaften Spektrum vorhanden. Wie gesehen werden kann, werden drei Bereiche der spektralen Überlappung 208a, 208b, 208c dargestellt. Der Überlappungsbereich 208a ist eine Region, in der Schnurlostelefonkommunikationen mit der 802.11b-Störung 202 überlappen. Der Überlappungsbereich 208b ist eine Region, in der die Schnurlostelefonkommunikationen mit der DSSS-Störung 204 überlappen. Der Überlappungsbereich 208c ist eine Region, in der die Schnurlostelefonkommunikationen mit der Störung mit festem Träger überlappen. Die Überlappungsbereiche geben an, dass es wahrscheinlich eine Beeinträchtigung der Schnurlostelefonkommunikationen ebenso wie der 802.11-Kommunikationen, der DSSS-Kommunikationen und der Kommunikationen mit festem Träger geben wird.
  • 3 zeigt ein beispielhaftes Bandbreitenprofil nach Anpassung durch ein System nach einer Ausführungsform der Erfindung. Bei diesem Beispiel passt das System die durch das schnurlose Telefon genutzte Bandbreite neu so an, dass es keine Überlappung mit den Störern 202, 204 und 206 gibt. Die neu angepassten Bereiche entsprechen den Spektralregionen 302, 304 und 306. Zusätzlich wird die Sprungfolge neu angepasst, wie dies durch die neue Nummerierung oberhalb der vertikalen Linien in 3 gezeigt wird.
  • Bei dem vorangegangenen Beispiel wurde die Anzahl von Kanälen und entsprechend die von der Kommunikationsverbindung benutzte Bandbreite reduziert, um die Nutzung der freien Bandbreite zu maximieren. In anderen Fällen kann eine Ausführungsform der Erfindung die Bandbreite beispielsweise durch Erhöhung der Anzahl der durch die Kommunikationsverbindung genutzten Kanäle erhöhen. In diesem Fall ermittelte die Ausführungsform der Erfindung, dass zusätzliche von der Kommunikationsverbindung zu nutzende Bandbreite zur Verfügung stand. Die Neuanpassung der Sprungfolge wird auch durchgeführt, um zusätzliche Kanäle unterzubringen.
  • Ausführungsformen der Erfindung passen die von einer Vorrichtung genutzte Bandbreite neu an, um ohne Überlappung die Nutzung verfügbarer Bandbreite zu maximieren. Schutzbänder können zugeteilt werden, um überlappende Kommunikationen weiter zu umgehen. Andere Kriterien, die bei der Zuteilung von Bandbreite in Betracht gezogen werden können, umfassen Bitfehlerrate, Signalstärke und Störer-Identifikation.
  • Darüber hinaus berücksichtigen Ausführungsformen der Erfindung die dynamische Natur von Störern, indem das verfügbare Spektrum dynamisch neu zugeteilt wird. Bei einer Ausführungsform wird die oben beschriebene dynamische Neuzuteilung wiederholt durchgeführt. Die Wiederholung kann periodisch erfolgen, zu bestimmten Zeiten vorgesehen werden oder randomisiert erfolgen.
  • Die Frequenzzuteilungstechnik nach der Erfindung kann auch auf andere Systeme als Frequenzsprungsysteme angewandt werden. Das heißt, die vorliegende Erfindung kann auf beliebige Kommunikationssysteme angewandt werden, bei denen der Wunsch besteht, die Auswirkung von sich überlappenden Störer-Signalen zu minimieren. Beispielsweise kann bei anderen Systemen die Trägerfrequenz vom Verbindungscontroller 110 gewählt werden, um auf der Basis der Störer-Identität und der Bitfehlerrate das von identifizierten Störern abgedeckte Spektrum zu umgehen.
  • 4 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zur adaptiven Bandbreitennutzung in einem Kommunikationskanal entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung. Das Verfahren kann in einem schnurlosen Telefonhandset oder einer Basiseinheit desselben umgesetzt werden. Im Schritt 402 wird die Kanalqualität bestimmt. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird die Bitfehlerrate für den Kanal als eine Messung der Kanalqualität bestimmt. Im Schritt 404 wird die Kanalaktivität bestimmt.
  • Im Schritt 406 wird ein Bandnutzungsprofil generiert. Das Bandnutzungsprofil nutzt die in den Schritten 402 und 406 generierte Information für die Generierung eines Profils der Bandnutzung. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist das Bandnutzungsprofil beispielsweise ein Histogramm, welches die Aktivität der Kanäle im Band illustriert. Zusätzlich kann das Bandnutzungsprofil Kanäle zeigen, welche Bitfehlerraten aufweisen, die auf signifikante Kommunikationsbeeinträchtigung hinweisen.
  • Im Schritt 408 wird eine Pseudo-Zufallssprungfolge generiert. Schritt 408 ist insoweit optional, als er lediglich für Ausführungsformen der Erfindung mit Frequenzsprung erforderlich ist.
  • Im Schritt 410 wird eine Kommunikationsverbindung dadurch aufgebaut, dass Frequenzen für die Herstellung von Verbindungen ausgewählt werden, welche Störer im Kommunikationsband umgehen. Zusätzlich werden Frequenzen, auf denen die Kommunikation wesentlich beeinträchtigt ist, umgangen. Bei Frequenzsprungsystemen werden die Frequenzen nach der nach dem Zufallsprinzip generierten Sprungfolge verwendet.
  • 5 zeigt ein schematisches Diagramm eines Systems 501 zur adaptiven Maximierung der Nutzung verfügbarer Bandbreite in einem schnurlosen Telefonkommunikationssystem. Ein schnurloses Telefonhandset 502 steht mit einer schnurlosen Telefonbasisstation 504 in Verbindung. Das schnurlose Telefonhandset 502 umfasst einen Verbindungsqualitätsmonitor 102a, einen Aktivitätsscanner 104a, einen Bandnutzungsprofilgenerator 106a, einen Sprungfolgeregenerator 108a und einen Verbindungscontroller 110a. Der Verbindungsqualitätsmonitor 102a ist in der Funktion dem oben beschriebenen Verbindungsqualitätsmonitor 102 ähnlich. Der Aktivitätsscanner 104a ist in der Funktion dem oben beschriebenen Aktivitätsscanner 104 ähnlich. Der Bandnutzungsprofilgenerator 106a ist in der Funktion dem oben beschriebenen Bandnutzungsprofilgenerator 106 ähnlich. Der Sprungfolgeregenerator 108a ist in der Funktion dem oben beschriebenen Sprungfolgeregenerator 108 ähnlich. Der Verbindungscontroller 110a ist in der Funktion dem oben beschriebenen Verbindungscontroller 110 ähnlich.
  • Die Schnurlostelefon-Basisstation 504 umfasst einen Verbindungsqualitätsmonitor 102b, einen Aktivitätsscanner 104b, einen Bandnutzungsprofilgenerator 106b, einen Sprungfolgeregenerator 108b und einen Verbindungscontroller 110b. Der Verbindungsqualitätsmonitor 102b ist in der Funktion dem oben beschriebenen Verbindungsqualitätsmonitor 102 ähnlich. Der Aktivitätsscanner 104b ist in der Funktion dem oben beschriebenen Aktivitätsscanner 104 ähnlich. Der Bandnutzungsprofilgenerator 106b ist in der Funktion dem oben beschriebenen Bandnutzungsprofilgenerator 106 ähnlich. Der Sprungfolgeregenerator 108b ist in der Funktion dem oben beschriebenen Sprungfolgeregenerator 108 ähnlich. Der Verbindungscontroller 110b ist in der Funktion dem oben beschriebenen Verbindungscontroller 110 ähnlich.
  • Wie oben beschrieben können die Verbindungscontroller 110a und 110b miteinander kommunizieren, um Verbindungscharakteristika zu bestimmen, die dazu verwendet werden können, eine Kommunikation zwischen dem schnurlosen Telefonhandset 502 und der schnurlosen Telefonbasisstation 504 herzustellen. Bei einer Ausführungsform der Erfindung kommunizieren beispielsweise der Verbindungscontroller 110a und 110b, um zu bestimmen, ob ein Störer ein Frequenzspringer oder eine Festfrequenz ist.

Claims (20)

  1. System zur adaptiven Maximierung der Bandbreitennutzung in einem in einem drahtlosen Telefonsystem, das in einem vorgegebenen Kommunikationsband arbeitet, umfassend: einen Aktivitätsscanner (104), welcher Frequenzen ermittelt, die von anderen, das Kommunikationsband nutzenden Kommunikationssystemen verwendet werden; einen Verbindungsqualitätsmonitor (102) zur Überwachung einer Qualität der Kommunikationsverbindung durch Messung von einem oder mehreren Kanälen in dem vorgegebenen Kommunikationsband, einen Bandnutzungsprofilgenerator (106) für die Generierung eines Profils des Kommunikationsbandes, und einen Verbindungsmanager, um die Kommunikationsverbindung so zu verwalten und zu steuern, dass verfügbare Bandbreite entsprechend der von dem Bandnutzungsprofilgenerator (106) gelieferten Information genutzt wird, um die Verwendung einer vorgegebenen Frequenz des vorgegebenen Kommunikationsbandes, in Übereinstimmung mit der Information, die von dem Bandnutzungsprofilgenerator geliefert wird auszuschließen, wenn die vorgegebene Frequenz von wenigstens einem der anderen Kommunikationssysteme verwendet wird, wobei der Verbindungsmanager (110) die Qualität der Kommunikationsverbindung ausnutzt, um festzustellen, ob die vorgegebene Frequenz von wenigstens einem der anderen Kommunikationssysteme verwendet wird, wobei der Bandnutzungsprofilgenerator (106) konfiguriert ist, um eine Information von einem zweiten Verbindungsmanager auf einer gegenüberliegenden Seite der Kommunikationsverbindung zu empfangen, um festzustellen, ob von dem Verbindungsmanager (110) festgestellte Störer auf einem Frequenzsprung-Störer oder einem Festfrequenz-Störer beruhen, wobei eine Frequenz von einem Frequenzsprung-Störer sich mit der Zeit entsprechend einer Sprungsequenz ändert, und wobei eine Frequenz eines Festfrequenz-Störers konstant ist; und einen Sprungfolgegenerator (108), um eine Pseudo-Zufallssprungfolge entsprechend der von dem Bandnutzungsprofilgenerator (106) gelieferten Bandbreitennutzungsinformation zu generieren, wobei der Verbindungsmanager die entsprechend der Pseudo-Zufallssprungfolge verfügbare Bandbreite nutzt und die Verwendung der vorgegebenen Frequenz, die von wenigstens einem der anderen Kommunikationssysteme verwendet wird, entsprechend der Pseudozufallssprungfolge ausschließt.
  2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsmanager (110) die verfügbare Bandbreite unter Verwendung von Information aus dem Aktivitätsscanner (104), welcher Störer identifiziert, ermittelt.
  3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Qualität der Kommunikationsverbindung eine Bitfehlerrate ist.
  4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weitern einen dynamisch anpassbaren Verbindungsqualitätsschwellenwert umfasst, mit dem die Qualität der Kommunikationsverbindung verglichen wird.
  5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weitern einen vorbestimmten Verbindungsqualitätsschwellenwert umfasst, mit dem die Qualität der Kommunikationsverbindung verglichen wird.
  6. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsmanager (110) die verfügbare Bandbreite dynamisch ermittelt.
  7. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsmanager (110) die verfügbare Bandbreite periodisch ermittelt.
  8. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsmanager (110) die verfügbare Bandbreite nach einem vorbestimmten Schema ermittelt.
  9. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsmanager (110) die verfügbare Bandbreite auf einer Zufallsbasis ermittelt.
  10. Verfahren zur adaptiven Maximierung der Bandbreitennutzung in einem Kommunikationsband eines drahtlosen Telefonsystems, umfassend: Ermitteln von Frequenzen, die von anderen das Kommunikationsband verwendenden Kommunikationssystemen benutzt werden; Überwachen einer Qualität der Kommunikationsverbindung unter Verwendung eines Verbindungsmonitors, um zur Verfügung stehende Frequenzen zu bestimmen, die nicht von wenigstens einem der anderen Kommunikationssysteme verwendet werden; Erzeugen eines Bandbreitennutzungsprofils des vorgegebenen Kommunikationsbandes unter Verwendung eines Bandnutzungsprofilgenerators (106); und Benutzung eines Verbindungsmanagers (110), um die Kommunikationsverbindung so zu steuern, dass verfügbare Frequenzen, die nicht von einem der anderen Kommunikationssysteme verwendet werden, entsprechend der Information bestimmt werden, die von dem Bandbreitennutzungsprofil geliefert wird, wobei der Bandnutzungsprofilgenerator (106) konfiguriert ist, um Information von einem zweiten Verbindungsmanager auf einer gegenüberliegenden Seite der Kommunikationsverbindung zu empfangen, um festzustellen, ob Störer, die von dem Verbindungsmonitor (102) festgestellt werden, auf einem Frequenzsprungstörer oder auf einem Festfrequenz-Störer beruhen, wobei eine Frequenz von einem Frequenzsprung-Störer sich mit der Zeit entsprechend einer Sprungsequenz ändert, und wobei eine Frequenz eines Festfrequenz-Störers konstant ist; Erzeugen einer Pseudozufallssprungsequenz entsprechend dem Bandbreitennutzungsprofil; und Steuern der Kommunikation entsprechend der erzeugten Pseudozufallssprungsequenz.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weitern umfasst: Identifizieren von Störern im Kommunikationsband, und Verwendung der Identifikationen, um die verfügbare Bandbreite zu ermitteln.
  12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weitern die Überwachung einer Qualität der Kommunikation umfasst, um zu ermitteln, welche verfügbare Bandbreite zu verwenden ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weitern umfasst: Überwachen der Verbindungsqualität und Vergleichen der Verbindungsqualität mit einem Verbindungsqualitätsschwellenwert, um die verfügbare Bandbreite zu ermitteln.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weitern das vorherige Bestimmen eines Verbindungsqualitätsschwellenwertes umfasst.
  15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weitern das dynamische Anpassen des Verbindungsqualitätsschwellenwertes umfasst.
  16. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsqualität die Bitfehlerrate ist.
  17. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weitern das dynamische Ermitteln der verfügbaren Bandbreite umfasst.
  18. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weitern das periodische Ermitteln der verfügbaren Bandbreite umfasst.
  19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weitern das Ermitteln der verfügbaren Bandbreite nach einem vorbestimmten Schema umfasst.
  20. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weitern das Ermitteln der verfügbaren Bandbreite auf einer Zufallsbasis umfasst.
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