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VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Die
vorliegende Anmeldung betrifft US-Patentanmeldungen betitelt "FREQUENCY REUSE FOR
POINT TO MULTIPOINT APPLICATIONS" und "SYSTEM AND METHOD
FOR PROVIDING REDUNDANCY IN A SECTORED WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM". Die vorliegende
Anmeldung betrifft auch
US-Patent
6,016,313 , betitelt "SYSTEM AND
METHOD FOR BROADBAND MILLIMETER WAVE DATA COMMUNICATION", erteilt am 18.
Januar 2000, und US-Patentanmeldung Seriennummer 09/434,832, betitelt "SYSTEM AND METHOD
FOR BROADBAND MILLIMETER WAVE DATA COMMUNICATION", eingereicht am 5. November 1999, und Seriennummer
09/327,787, betitelt "MULTI-LEVEL INFORMATION
MAPPING SYSTEM AND METHOD",
eingereicht am 7. Juni 1999.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein drahtloses Kommunikationssystem
und betrifft insbesondere die Fähigkeit,
eine Kommunikationsinfrastruktur auf Verlangen nach Kapazitätserhöhungen auszubauen.
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HINTERGRUND
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In
der Vergangenheit war eine Informationskommunikation zwischen prozessorbasierten
Systemen, wie beispielsweise lokalen Netzen ("local area network"; LAN) und anderen Allzweck-Computern, die
durch erhebliche physikalische Entfernungen getrennt sind, eine
Hürde für eine Integration
solcher Systeme. Die Wahlmöglichkeiten,
die verfügbar
sind, um die physikalischen Lücke
zwischen solchen Systemen zu überbrücken, sind
nicht nur begrenzt gewesen, sondern wiesen auch unerwünschte Kompromisse
bei Kosten, Leistung und Zuverlässigkeit
auf.
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Eine
Gruppe bisher verfügbarer
Kommunikationswahlmöglichkeiten
umfasst solche Lösungen, wie
die Verwendung eines öffentlichen
Standardtelefonnetzes ("public
switched telephone network; PSTN) oder ein Multiplexen von Signalen über eine bestehende
physikalische Verbindung, um die Lücke zu überbrücken und eine Informationskommunikation zwischen
den Systemen bereitzustellen. Obwohl solche Lösungen typischerweise preiswert
umzusetzen sind, beinhalten sie zahlreiche unerwünschte Eigenschaften. Insbesondere
fehlt es ihnen, da diese bestehenden Verbindungen typischerweise
nicht für Hochgeschwindigkeitsdatenkommunikation
ausgelegt sind, an Bandbreite, durch welche sie große Mengen
von Daten schnell kommu nizieren könnten. Da Geschwindigkeiten
von LANs in Gebäuden
auf 100 Mbps ansteigen, stellen die lokalen PSTN-Sprachschaltungen
sogar noch deutlicher einen Engpass für einen Breitbandzugang in
großstädtischen
Gebieten dar und werden deshalb zu einer immer weniger erwünschten
Alternative. Ferner fehlt es solchen Verbindungen an der Fehlertoleranz
oder Zuverlässigkeit,
welche Systeme, die für
eine zuverlässige Übertragung
wichtiger prozessorbasierter Systeminformation ausgelegt sind, aufweisen.
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Eine
weitere bisher verfügbare
Gruppe von Kommunikationswahlmöglichkeiten
findet man am entgegengesetzten Ende des Preisspektrums zu den oben
genannten. Diese Gruppe umfasst solche Lösungen wie die Verwendung einer
faseroptischen Ring- oder
Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenkommunikation. Diese Lösungen sind typischerweise
für alle
außer
den größeren Nutzern
unerschwinglich. Die Punkt-zu-Punkt-Systeme benötigen ein dediziertes System
an jedem Ende der Kommunikationsverbindung, welchem die Fähigkeit
fehlt, die Kosten eines solchen Systems auf eine Vielzahl von Nutzern
zu verteilen. Selbst falls diese Systeme auf Punkt-zu-Mehrpunkt
modifizierbar wären,
um die Kostengünstigkeit
einer mehrfachen Systemnutzung einiger Systemelemente umzusetzen,
würden
die derzeitigen Punkt-zu-Punkt-Mikrowellensysteme keine Breitbanddatendienste,
sondern vielmehr herkömmliche Übermittlungsdienste,
wie beispielsweise TI und DS3, bereitstellen. Ferner stellen diese
Systeme typischerweise eine proprietäre Schnittstelle bereit und
eignen sich daher nicht für
einfaches Verbinden mit einer Vielfalt von prozessor-basierten Allzweck-Systemen.
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Obwohl
ein faseroptischer Ring eine Kostengünstigkeit bereitstellt, falls
er von einer Vielzahl von Systemen verwendet wird, muss er physikalisch
mit solchen Systemen gekoppelt sein. Da die Kosten eines Erwerbs,
Aufstellens und einer Wartung eines solchen Rings hoch sind, überwindet
selbst die Wirtschaftlichkeit einer Mehrfachsystemnutzung die unerschwinglichen
Kosten einer Implementierung üblicherweise
nicht.
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Dementsprechend
sind Punkt-zu-Mehrpunktsysteme, wie beispielsweise im oben angegebenen
Patent
6,016,313 , betitelt "System and Method
for Broadband Millimeter Wave Data Communication", gezeigt und beschrieben, entwickelt
worden, um eine Breitbandkommunikationsinfrastruktur als eine effiziente
und wirtschaftliche Alternative bereitzustellen. Beispielsweise
stellt ein im Patent
6,016,313 beschriebenes
Punkt-zu-Mehrpunktsystem einer bevorzugten Ausführungsform ein Netzwerk von
Punkt-zu-Mehrpunkt-Hubs bereit, um eine zelluläre Abdeckung eines großstädtischen
Gebiets zu bilden. Solche Systeme sind allgemein wirtschaftlicher
einzusetzen als Systeme wie faseroptische Netzwerke, und zwar aufgrund
ihrer Nutzung von drahtlosen Verbindungen, welche die Kosten, Fasern zu
allen Knoten im Netzwerk zu legen, vermeiden, und wie Punkt-zu-Punkt-Mikrowellen,
und zwar aufgrund ihrer gemeinsamen Nutzung von Ressourcen unter
einigen oder vielen Nutzern. Jedoch sind die Kosten für Ausrüstung, Aufstellung
und Wartung in solchen Systemen immer noch spürbar.
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Die
Kosten, um ein Kommunikationssystem anfänglich aufzustellen, mögen mittels
Optimierens der Ausrüstung
verringert werden, die tatsächlich
für die
tatsächlich
abonnierte Kapazität
oder die in naher Zukunft erwartete Nachfrage nach Kapazität aufgestellt
wird. Ein bestimmtes großstädtisches
Gebiet mag anfänglich,
obwohl es viele Unternehmen und andere Einheiten mit einem Bedarf
an Breitbandkommunikation innerhalb eines Radius' von mehreren Meilen um ihr Zentrum
einschließt,
einen kleinen Untersatz von Einheiten aufweisen, die tatsächlich für eine Nutzung
solcher Dienste bereit stehen.
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Beispielsweise
mag ein Teil der Wirtschaftseinheiten anfänglich auf die Nutzung der
benötigten Breitbandkommunikation
verzichten, und zwar wegen solcher Gründe, wie dass die entsprechenden Einheiten
die Technologie noch nicht angenommen haben. Zusätzlich mag ein Teil der Einheiten,
die einen Bedarf an Breitbandkommunikation haben, schon eine frühere Generation
von Breitbandkommunikation oder einer breitbandähnlichen Kommunikationslösung übernommen
haben und somit eine große Summe
an Ressourcen und Kapital aufgewandt haben und daher nicht gewillt
sein, eine kürzlich
eingeführte,
bessere und/oder kostengünstigere
Lösung zu übernehmen.
Jedoch mag ein Untersatz der Einheiten, die einen Bedarf an Breitbandkommunikation haben
und die möglicherweise über das
großstädtische
Gebiet verteilt sind, sofort oder bald den Wunsch und den Willen
haben, die Technologie anzunehmen. Etwas längerfristig gesehen, mögen mehr
solcher Einheiten den Wunsch und Willen entwickeln, die Technologie
anzunehmen, beispielsweise aufgrund anderer, welche die Technologie
erfolgreich annehmen, da sie den Kapitalaufwand eines früher angenommenen
Systems voll erkannt haben, oder aufgrund neuer Einheiten, die im
großstädtischen
Gebiet hinzukommen.
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Wo
die Kommunikationssysteminfrastruktur für die sofortige oder baldige
Nachfrage optimiert ist, mag ein System aufgestellt werden, welches
den Anforderungen von Abonnenten bzw. Teilnehmern wirtschaftlich
und effizient nachkommt. Insbesondere mag die tatsächliche
aufgestellte Ausrüstung
im Wesentlichen nur auf diejenige beschränkt sein, welche aktuell oder
in der nahen Zukunft abonniert bzw. abgerufen wird, wodurch die
Kosten einer Ausrüstung, die
für die
nächste
Zeit ungenutzt bleibt oder nicht ausgelastet wird, vermieden werden.
Außerdem
verringert ein Aufstellen nur jener Ausrüstung, welche aktuell notwendig
ist, die Wartungs- und Betriebskosten, da nur ein verringerter Satz
an Ausrüstung
Service, Reparatur und andere laufende Betriebskosten benötigt.
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Jedoch
mag eine Aufstellung eines Systems, das für eine aktuelle oder baldige
Nachfrage optimiert ist, irgendwann oder sogar recht schnell weniger
als den optimalen Service bereitstellen, da die Nachfrage steigt.
Es besteht daher in der Technik ein Bedarf an einem System, das
gewünschte
Kommunikationen bereitstellt, welches für eine anfängliche Nachfrage optimiert
ist und welches später
dazu konfigurierbar ist, einer gestiegenen Nachfrage nachzukommen.
Vorzugsweise sind solche Systeme und Verfahren dazu angepasst, Breitbandkommunikationsdienste
bereitzustellen.
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Wie
schon angemerkt, betrifft
US-Patent 6,016,313 ein
Punkt-zu-Mehrpunkt-Netzwerk. Insbesondere stellt
US-Patent 6,016,313 ein System und ein
Verfahren zur Informationskommunikation zwischen physikalisch getrennten
prozessorbasierten Systemen bereit. Es ist ein zentralisiertes Kommunikationsarray
offenbart, das eine Punkt-zu-Mehrpunkt-Informationskommunikation
zwischen prozessorbasierten Systemen unter Verwendung von Kommunikationsknoten
bereitstellt. Solche Informationskommunikation mag zwischen zwei
prozessorbasierten Systemen, von denen jedes Kommunikationsknoten
verwendet, oder zwischen einen prozessorbasierten System, das einen
Kommunikationsknoten verwendet, und einem prozessorbasierten System stattfinden,
das über
eine Backbone-Leitung mit dem zentralisierten Kommunikationsarray
gekoppelt ist.
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US-Patent 6,011,785 betrifft
im Gegensatz dazu eine Basisstation für ein Mobiltelefonsystem. Kurz
gesagt beschreibt
US-Patent 6,011,785 eine Basisstation
eines drahtlosen Kommunikationssystems, die von einem digitalen
Breitband-Mehrkanaltransceiver mit einem darin eingebauten Zeitmultiplex-("time division multipleaccess"; TDM-)Bus zum Bereitstellen
von digitalen Abtastungen einer Vielzahl von drahtlosen Kommunikationskanälen Gebrauch macht,
wobei der TDM-Bus als ein Kreuzschienenverteiler verwendet wird,
um eine dynamische Zuteilung von Modulator- und Demodulatorsignalverarbeitungsressourcen
zu ermöglichen.
Gemäß
US-Patent 6,011,785 ermöglicht es
die darin beschriebene Technik, dass verschiedene Standards, selbst
jene mit verschiedene Kanalbandbreiten, von derselben Basisstation
bedient werden, und zwar mit einer automatischen Umverteilung von
Signalverarbeitungsressourcen, was die Notwendigkeit beseitig, die
Basisstation neu zu konfigurieren, wenn sich das Laden von verschiedenen
Arten von drahtlosem Signalverkehr ändert. In einem Beispiel tauscht
die Basisstation Funkfrequenz-("radio
frequency"; RF-)Signale
mit einer Anzahl von mobilen Geräten
aus. Die RF-Trägersignale
werden mit Sprach- und/oder Datensignalen moduliert, welche mittels
der Basisstation mit dem PSTN zu koppeln sind. Die bestimmte verwendete
Modulation mag eine beliebige aus einer Vielzahl von verschiedenen
drahtlosen Standards sein, wie beispielsweise Advanced Mobile Phone
Service (AMPS), Zeitmultiplexverfahren ("time division multiple access"; TDMA), wie z. B.
IS-54B, Codemultiplexverfahren ("code
division multiple access";
CDMA), wie z. B. IS-95, Frequenzsprungstandards, wie z. B. die European
Groupe Speciale Mobile (GSM), Personal Communication Network (PCN-)Standards, und
dergleichen.
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WO 00/46958 betrifft ein
drahtloses Netzwerk, das dazu ausgelegt ist, Informationskommunikationsdienste,
wie beispielsweise Telefonie- und Datendienste großstädtischen
Geschäftskundenstandorten
bereitzustellen, und zwar von einem Serviceprovider, wie z. B. einem
ISP oder LEC. Das Netzwerk beinhaltet alle Systemkomponenten, die nötig sind,
um Kunden und Anwendungsausrüstung (z.
B. Telefone, PBX's,
Computer) mit der Ausrüstung des
Serviceproviders (z. B. C.O.-Schalter, Tandemschalter, Point-of-Presence-(POP)Gateway,
ISP-Server usw.) zu verbinden. Das Netzwerk integriert all die verschiedenen
Aufgaben auf der Komponentenebene, um eine umfassende, geschlossene
Netzwerklösung
zu bilden. Die Netzwerkarchitektur umfasst einen verteilten Satz
von nicht-hierarchischen Knoten, die über drahtlose Verbindungen
miteinander verbunden sind. Knoten des Netzwerks können sowohl
als Endpunkte (d. h., Verbinden zur Ausrüstung des Kunden oder des Serviceproviders) und/oder
Tandems (d. h., Weiterleiten von Verkehr auf andere Knoten) agieren.
Verbindungen zwischen Knoten können
Punkt-zu-Punkt- oder Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindungen sein.
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Ein
weiterer Bedarf besteht in der Technik daran, dass solche Systeme
kostengünstig
große physikalische
Distanzen zwischen prozessorbasierten Systemen überbrücken.
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Diese
und andere Aufgaben und technischen Vorteile werden mittels eines
Systems nach Anspruch 1 erlangt. Solch ein System ermöglicht die Bereitstellung
einer zusätzlichen
Kommunikationskapazität
durch Hinzufügen
von Komponenten zu einer zuvor aufgestellten und geeigneterweise
angepassten Kommunikationsausrüstung.
Dem entsprechend wird eine Kommunikationsinfrastruktur bereitgestellt, um
ein anfängliches
Kapazitätsniveau,
wie das in einem vordefinierten Servicegebiet aktuell erforderliche
oder abonnierte, zu erfüllen.
Vorzugsweise ist die Kommunikationsinfrastruktur, die gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet wird, modular oder umfasst modulare Komponenten,
um eine ergänzende Ausrüstungsaufstellung
zu erleichtern, um nachfolgende Veränderungen in Nachfrage und/oder
Abonnements zu berücksichtigen.
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Weitere
Gesichtspunkte der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Daher
mögen verschiedene
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung aufgestellt werden, welche nachfolgende
Anstiege in der Nachfrage, Rückgänge in der
Nachfrage und sowohl Anstiege als auch Rückgänge in der Nachfrage berücksichtigen.
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Das
zuvor gesagte hat die Merkmale und technischen Vorteile der vorliegenden
Erfindung grob umrissen, damit die folgende genaue Beschreibung der
Erfindung besser verstanden wird. Zusätzliche Merkmale und Vorteile
werden nachstehend beschrieben. Es sollte dem Fachmann klar sein,
dass das Konzept und die offenbarte spezifische Ausführungsform
gut als eine Basis zum Modifizieren oder Ausgestalten anderer Strukturen
zum Ausführen
derselben Zwecke der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Es
sollte auch vom Fachmann beachtet werden, dass solche äquivalenten
Konstruktionen nicht vom Umfang der Erfindung, wie sie in den beiliegenden
Ansprüchen
dargelegt ist, abweichen. Die Erfindung wird zusammen mit zukünftigen Aufgaben
und Vorteilen durch die folgende Beschreibung besser verstanden
werden, wenn sie zusammen mit den beiliegenden Figuren betrachtet
wird. Es sollte jedoch ausdrücklich
beachtet werden, dass jede der Figuren nur zum Zweck der Darstellung
und Beschreibung bereitgestellt ist und nicht als Definition der
Grenzen der vorliegenden Erfindung gedacht ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Für ein umfassenderes
Verständnis
der vorliegenden Erfindung und der Vorteile davon wird nun auf die
folgenden Beschreibungen zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen
Bezug genommen, in welchen:
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1A ein
Blockdiagramm eines Kommunikationshubs mit einer anfänglichen
Aufstellungskonfiguration zeigt;
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1B ein
schematisches Diagramm eines Mehrfachanschluss-Modems zeigt;
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2 ein
mittels des Kommunikationshubs aus 1A sektorisiertes
Servicegebiet bei einer anfänglichen
Aufstellung zeigt;
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3 einen
Kommunikationsrahmen zeigt, wie er vom Kommunikationshub aus 1A verwendet
werden mag;
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4 das
sektorierte Servicegebiet aus 2A zu
einer folgenden Zeit zeigt;
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5 ein
Blockdiagramm des Kommunikationshubs aus 1A mit
einer folgenden Konfiguration zeigt;
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6 einen
Kommunikationsrahmen zeigt, wie er vom Kommunikationshub aus 5 zusammen
mit dem Kommunikationsrahmen aus 3 verwendet
werden mag;
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7 eine
Erweiterungsbusstruktur zeigt, die beim Bereitstellen eines Kommunikationshubs nützlich ist;
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8 und 9 die
Erweiterungsbusstruktur aus 7 mit alternativen
Konfigurationen zeigen; und
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10 die
Erweiterungsbusstruktur aus 7 mit einer
damit zugeordneten optionalen sekundären Erweiterungsbusstruktur
zeigt.
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GENAUE BESCHREIBUNG
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1A zeigt
einen Kommunikationshub 100. Insbesondere umfasst die gezeigte
Ausführungsform
eines Hubs 100 einen Kommunikationssignalprozessor, der
als ein Mehrfachanschluss-Modem 110 gezeigt ist, das mit
einer Vielzahl von Kommunikationsschnittstellenmodulen, die als
Funkmodule 121–124 gezeigt
sind, über
Signalpfade 151–154 gekoppelt
ist. Wie in 1A gezeigt, mag ein Kommunikationssignalprozessor
des Hubs mit einer zusätzlichen
Kommunikationsvorrichtung, wie beispielsweise einer Netzwerkschnittstelle,
einem Datenrouter und/oder Ähnlichem,
gekoppelt sein, die in der bevorzugten Ausführungsform als ein Schalter 160 gezeigt
ist, welcher eine Controllerlogik umfassen kann, wie beispielsweise
einen Prozessor (CPU), einen Speicher (RAM) und einen Befehlssatz, der
zum intelligenten Steuern von Kommunikationen zwischen dem Kommunikationshub 100,
Knoten 251–254 und/oder
einem Netzwerk 170 geeignet ist. Ebenso mag der Hub mit
externen Kommunikationen vorgesehen sein, wie z. B. zu Netzwerkserviceprovidern,
Kommunikationsträgern,
Teilnehmereinheiten, zusätzlichen
Kommunikationshubs und/oder Ähnlichem,
die in der bevorzugten Ausführungsform
als Netzwerk 170 gezeigt sind. Das Netzwerk 170 mag jegliche
Art von Kommunikationsnetzwerk sein, wie beispielsweise ein öffentliches
Telefonnetz ("public switched
telephone network";
PSTN), ein lokales Netzwerk ("local
area network"; LAN),
ein Weitverkehrsnetz ("area
network"; WAN),
das Internet, ein Kabelkommunikationssystem, ein zelluläres Netzwerk,
ein faseroptisches Netzwerk, wie beispielsweise SONST oder SDH,
und/oder Ähnliches.
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Ein
Mehrfachanschluss-Modem 110 mag in einer Anzahl von Konfigurationen
bereitgestellt werden. Beispielsweise mag ein Umschalt-Schaltkreis verwendet
werden, um eine wählbare
und/oder gesteuerte Kopplung eines Signals zwischen einem Mehrfachanschluss-Modem 110 und
Funkmodulen 121–124 bereitzustellen.
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Eine
Signal-Verteiler/Kombinierer-Technik, wie beispielsweise in 1B schematisch
dargestellt, wird dazu verwendet, ein Signal zwischen einem Mehrfachanschluss-Modem 110 und
Funkmodulen 121–124 zu
koppeln.
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Vorzugsweise
sind die Kommunikationsschnittstellenmodule dazu eingerichtet, eine
Vielzahl von verschiedenen Kommunikationsverbindungen bereitzustellen,
und damit verschiedenen einzelnen Teilnehmern Kommunikationsdienste
bereitzustellen. Beispielsweise definiert eine in 2 gezeigte
bevorzugte Ausführungsform
ein Servicegebiet 200, bei dem Funkmodule 121–124 jeweils
Kommunikationen in Sektoren 201–204 bereitstellen.
Dementsprechend sind Antennen 131–134 von Funkmodulen 121–124 vorzugsweise
Richtantennen mit einer vorbestimmten Bandbreite, wie beispielsweise
von 90° im
gezeigten Beispiel. Mittels richtigen Ausrichtens jeder der Funkmodule 121–124 kann
ein Servicegebiet 200 als ein 360°-Bereich um einen Kommunikationshub 100 herum
definiert werden.
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Dementsprechend
können
verschiedene Teilnehmereinheiten, die in 2 als entfernte
Knoten 251–254 gezeigt
sind, die mit einem Servicegebiet 200 angeordnet sind,
mit Kommunikationsverbindungen durch Kommunikationsschnittstellenmodule 121–124 und
einen Kommunikationssignalprozessor 110 ausgestattet sein,
wie beispielsweise zum Netzwerk 170 und/oder damit gekoppelten
Systemen. Knoten mö gen
eine Antenne umfassen, die mit einem Modem gekoppelt ist, wie beispielsweise durch
ein Frontend- bzw. Eingangsmodul, das zwischen Funk- und Zwischenfrequenzen
umwandelt, das selbst mit einer Ausrüstungsschnittstelle im Kundenbereich
gekoppelt ist. Jedoch sollte beachtet werden, dass jegliche Anzahl
von Komponentenkonfigurationen für
eine Verwendung an den Knoten 251–254 akzeptabel ist.
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Es
sollte beachtet werden, dass der Kommunikationshub
100 Teil
eines größeren Kommunikationsnetzwerks
sein kann. Beispielsweise mag eine Vielzahl von Kommunikationshubs,
möglicherweise in
Kommunikation durch Backbone-Verbindungen, wie sie durch das Netzwerk
170 bereitgestellt
werden können,
und/oder durch Luftverbindungen zwischen den Hubs, überall in
einem großstädtischen
Gebiet angeordnet sein, um Kommunikationsdienste bereitzustellen.
Ein zelluläres
Abdeckungsmuster könnte derart
implementiert sein, dass eine Vielzahl von Servicegebieten einen
großen
Bereich im Wesentlichen abdecken, wie im oben angegebenen Patent
6,016,313 gezeigt und beschrieben.
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Ein
Kommunikationshub 100 ist anfänglich dazu konfiguriert, eine
erste Kommunikationskapazität
zu bedienen. Beispielsweise mögen
die Knoten 251–254 anfänglich zum
Bereitstellen von Breitbandkommunikationsdiensten für einige
dieser Knoten identifiziert werden, wie beispielsweise mittels Garantierens
einer bestimmten Servicequalität
und/oder einer vordefinierten Menge an verfügbarer Bandbreite. Dementsprechend
mögen die
Komponenten des Kommunikationshubs 100 im Wesentlichen
dazu optimiert sein, die gewünschten
Kommunikationen bereitzustellen. Beispielsweise mag ein Modem 110 ausgewählt werden,
um die aggregierte abonnierte Bandbreite bereitzustellen, die vorzugsweise
eine gewisse überschüssige Kapazität umfasst,
um Anstiege in der Nachfrage in naher Zukunft aufzunehmen. Ebenso
werden eine Anzahl und/oder Konfiguration von Funkmodulen 121–124 ausgewählt, um eine
adäquate
Abdeckung der Knoten bereitzustellen. Insbesondere mögen die
Sektorgrößen dazu ausgewählt werden,
eine im Wesentlichen gleichverteilte Abdeckung des Servicegebiets
und/oder der zu bedienenden Knoten bereitzustellen. Zusätzlich oder alternativ
mag die Anzahl von Sektoren so ausgewählt werden, dass eine relativ
kleine Anzahl von Sektoren bereitgestellt wird, obwohl sie ausreichend ist,
um mit der Sektorisierung verbundene Vorteile bereitzustellen. Dementsprechend
umfasst die in 1A gezeigte anfängliche
Kommunikationshubkonfiguration der bevorzugten Ausführungsform
ein einzelnes Mehrfachanschluss-Modem, das mit vier Funkmodulen
gekoppelt ist, um eine anfängliche Konfiguration
bereitzustellen, die für
Kommunikationen mit Knoten 251–254 geeignet ist,
und zwar unter Verwendung einer relativ kleinen Anzahl von Kommunikationskomponenten.
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Es
sollte beachtet werden, dass die hierin gezeigte Konfiguration lediglich
beispielhaft ist und keine Beschränkung der vorliegenden Erfindung
darstellt. Beispielsweise mögen
mehr oder weniger Kommunikationsschnittstellenmodule von einem Kommunikationshub
der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Ebenso gibt es keine
Beschränkung bezüglich der
Verwendung einer bestimmen Antennenbandbreite und/oder ihrer Ausrichtung,
um jegliche im Wesentlichen nicht-überlappende Abdeckung oder
eine zusammengesetzte Abdeckung von 360° bereitzustellen.
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Jedoch
stellen Beispiele anfänglich
eine Kommunikationsabdeckung über
das gesamte zu bedienende Gebiet hinweg bereit, selbst wenn die Nachfrage
aktuell nicht in bestimmen Teilen davon besteht, um dadurch ein
Bedienen von zukünftiger Nachfrage
zu erleichtern. Solche Beispiele werden bevorzugt, da es oft erwünscht ist,
die Anforderung zu verringern oder zu beseitigen, dass ein Servicetechniker
einen Kommunikationsmast nach der Aufstellung besteigt, um die Kommunikationsschnittstellenmodule
zu installieren. Mittels anfänglichen
Aufstellens von Kommunikationsschnittstellenmodulen in ausreichender
Anzahl und/oder Ausrichtung, um Kommunikationen über das gesamte zu bedienende Gebiet
hinweg zu ermöglichen,
mögen Anstiege
in der Nachfrage nach Kapazität,
die mit der Hinzufügung
von Knoten in Gebieten verbunden ist, in denen zuvor keine Knoten
existierten, gemäß der vorliegenden
Erfindung angegangen werden, ohne dass irgendwelche Änderungen
an den Masten erforderlich sind.
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Natürlich sollte
beachtet werden, dass bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung modulare Kommunikationsschnittstellenkomponenten verwenden
und deshalb anfänglich
weiter optimiert werden können,
um Kommunikationsschnittstellenmodule wegzulassen, die aktuell nicht benötigt werden.
Beispielsweise mag das Funkmodul 123, das dem Sektor 203 zugeordnet
ist, in dem anfänglich
keine Knoten angeordnet sind, aus dem Kommunikationshub 100 der
anfänglichen
Konfiguration weggelassen werden, beispielsweise dort, wo ein leichter
Zugang zu den aufgestellten Funkmodulen besteht und/oder wo es nicht
erwünscht
ist, eine Hinzufügung
von Kapazität
von einem zentralisierten Ort aufzunehmen.
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Die
Servicegebietssektoren einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung verwenden verschiedene Kommunikationskanäle oder Kanalsätze, wie
beispielsweise verschiedene Zeitmultiplexkanäle ("time division multiple access"; TDMA), Codemultiplexkanäle ("code division multiple access"; DCMA) und/oder
Frequenzmultiplexkanäle ("frequency division
multiple access";
FDMA). Zusätzlich
oder alter nativ mag man sich auf andere Techniken zum Bereitstellen
von Signalorthogonalität beim
Isolieren von Signalen von verschiedenen Sektoren verlassen. Beispielsweise
mag eine orthogonale Polarisierung zwischen Sektoren verwendet werden.
Ebenso mögen
dort, wo durch die Kommunikationsschnittflächen ausreichend Isolation
bereitgestellt wird, Diversity-Techniken, wie beispielsweise die
räumliche
und/oder die winkelbezogene, d. h., verschiedene Antennen"sichten", verwendet werden, um
die Sektorsignale zu isolieren. Die Bereitstellung von im Wesentlichen
isolierten Signalen innerhalb der Sektoren wird bevorzugt, um eine
erhöhte
Kapazität
zu erleichtern, und zwar mittels Ermöglichens, dass gleichzeitige
Kommunikationen in den Sektoren mit einer minimierten Interferenz
dazwischen durchgeführt
werden.
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Frequenzmultiplex-(FDMA-)Techniken
werden über
Sektoren des Kommunikationshubs hinweg verwendet. Ein Verwenden
eindeutiger Frequenzmultiplexkanäle-
oder Kanalsätze
unter den Sektoren eines Servicegebiets erleichtert eine erhöhte Kapazität mittels
Ermöglichens
einer gleichzeitigen Kommunikation zwischen Knoten, die in verschiedenen
der Sektoren angeordnet sind, und dem Kommunikationshub, während eine
Interferenz vermieden wird. Dementsprechend verwenden einer oder
mehrere der Sektoren 201–204 Kanäle oder
Kanalsätze
von Frequenzen, die sich von einem oder mehreren der Sektoren unterscheiden.
Wie aus der folgenden Diskussion besser verständlich, ist die Verwendung
solcher verschiedenen Kanäle
oder Kanalsätze
unter den Sektoren selbst bei einer anfänglichen Konfiguration, die
ein einziges Modem verwendet, um jeden solchen Sektor zu bedienen,
vorhanden.
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Kommunikationsdienste
werden einer Vielzahl von Teilnehmern bereitgestellt, und zwar unter Verwendung
von Multiplextechniken, wie beispielsweise der bevorzugtesten Technik
des Zeitmultiplexverfahrens (TDMA). Dementsprechend mag ein verwendeter
Kommunikationsrahmen, wie beispielsweise der Rahmen
300 von
3,
eine Vielzahl von Burstperioden umfassen, wie die Burstperioden
301a–
301n und
302a–
302m.
Ein Zeitduplexen (TDD), wie es mittels Verwendens eines Vorwärtsverbindungsrahmenteils
301 erreicht
werden mag, mit damit zugeordneten Burstperioden
301a–
301n und eines
Rückwärtsverbindungsrahmenteils
302 mit
damit zugeordneten Burstperioden
302a–
302m mag ebenfalls
verwendet werden. Es sollte beachtet werden, dass die Rahmenlängen, die
Burstperiodenlängen
und/oder die Anzahl von verwendeten Burstperioden so ausgewählt werden
kann, dass sie jeglichen geeigneten Wert annehmen. Außerdem gibt
es keine Begrenzung dahingehend, dass die Werte konstant oder symmetrisch
sein müssen.
Beispielsweise mag die Länge
des Vorwärtsverbindungsrahmenteils
sich von der des Rückwärtsverbindungsteils
unterscheiden, wo eine asymmetrische Nachfrage besteht. Ferner mag
die Grenze zwischen diesen Rahmenteilen dynamisch einstellbar sein,
um ein dynamisches asymmetrisches Zeitduplexen bereitzustellen,
wie im oben angegebenen Patent
6,016,313 gezeigt
und beschrieben.
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Bei
einem Betrieb, bei dem TDMA-Signale dazu verwendet werden, eine
Kommunikation zwischen einer Vielzahl von Knoten und dem Kommunikationshub
bereitzustellen, und bei dem Frequenzmultiplexkanäle entlang
der Sektoren des Kommunikationshubs verwendet werden, teilt der
Kommunikationshub 100 Burstperioden eines TDMA-Rahmens unter
den damit in Kommunikation stehenden Knoten zu, um gewünschte Bandbreitenkommunikationen
zu jedem solchen Knoten bereitzustellen. Jedoch stehen die Funkmodule 121, 122 und 124,
da die Knoten 251–245 in
verschiedenen der Sektoren 201, 202 und 204 angeordnet
sind, auf unterschiedlichen Frequenzen in Kommunikation mit den
Knoten. Dementsprechend tut dies das Modem 110, das eine
Kommunikationssignalverarbeitung des TDM-Signals für jeden
dieser Knoten bereitstellt, bei einer bestimmen Zwischenfrequenz
("intermediate frequency"; IF bzw. ZF). Um
die Verwendung dieser gemeinsamen Zwischenfrequenz bei den Funkmodulen
der verschiedenen Sektoren zu erleichtern, umfassen die Funkmodule 121–124 jeweils
Front-End-Module 141–144. Front-End-Module 141–144 sind
synthetisierte Funkfrequenz- ("radio
frequency"; RF-),
wie beispielsweise Mikrowellen- oder Millimeterwellen-, Front-End-Module,
die Funkfrequenzenergie durch Antennen 131134 annehmen und übertragen,
welche von/in die gemeinsame Zwischenfrequenz zur Kommunikation
mit dem Modem 110 umgewandelt wird.
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Beispielsweise
mag eine anfängliche
Kommunikationsnachfrage durch den Kommunikationshub 100 bedient
werden, wie beispielsweise unter Steuerung eines Controllers des
Kommunikationshubs 100 oder eines Netzwerks von Kommunikationshubs
(nicht gezeigt), wobei eine oder mehrere von Vorwärtsverbindungsburstperioden 301a–301n und/oder
Rückwärtsverbindungsburstperioden 302a–302m bestimmten
der Knoten 251–254,
die Kommunikationsdienste anfordern, zugewiesen werden. Als ein
spezifisches Beispiel, bei dem jeder der Knoten 251–254 eine
gleiche und symmetrische Bandbreite anfordert, und zwar unter der
Annahme, dass die Frequenzkanäle
F1–F4
jeweils den Sektoren 201–204 zugewiesen sind,
mögen die
Burstperioden 301a und 302a Information tragen,
die dem Knoten 251 auf Kanal F4 zugeordnet ist, mögen die Burstperioden 301b und 302b Information
tragen, die dem Knoten 252 auf Kanal F1 zugeordnet sind,
mögen die
Burstperioden 301c und 302c Information tragen,
die dem Knoten 253 auf Kanal F1 zugeordnet sind, und mögen die
Burstperioden 301n und 302n Information tragen,
die dem Knoten 254 auf Kanal F2 zugeordnet sind.
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Natürlich gibt
es keine Anforderung, dass den Knoten eine gleiche Anzahl von Burstperioden wie
den anderen Knoten und/oder wie einer entsprechenden Verbindungsrichtung
zugewiesen sein müssen.
Beispielsweise mag der Knoten dort, wo er keine Bandbreite in einer
bestimmten Verbindungsrichtung erfordert, in dieser Verbindungsrichtung
keine zugewiesenen Burstperioden oder eine verringerte Anzahl von
zugewiesenen Burstperioden aufweisen. Ebenso mögen dort, wo ein Knoten eine
große
Menge an Bandbreite erfordert und ein anderer Knoten keine ähnliche
Menge an Bandbreite erfordert, eine große Anzahl und/oder Länge von
Burstperioden dem Knoten zugeordnet werden, der eine große Menge
an Bandbreite benötigt.
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Wenn
die Nachfrage nach Kommunikationsdiensten steigt, mag der Kommunikationshub 100 dazu
betrieben werden, einem gewissen Nachfrageanstieg durch eine Zuteilung
der verfügbaren
Ressourcen gerecht zu werden, ohne dass eine Konfigurationsänderung
notwendig ist. Falls ein Knoten beispielsweise zum Servicegebiet 200 hinzugefügt wird, mag
eine Zuweisung von Burstperioden so angepasst werden, dass sie die
zusätzliche
Nachfrage aufnimmt. Jedoch ist es an einem gewissen Punkt vorherzusehen,
dass ein Anstieg der Nachfrage die Fähigkeit des Kommunikationshubs 100,
die Nachfrage ohne eine Konfigurationsänderung adäquat zu erfüllen, übersteigen wird.
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Es
wird auf 4 Bezug genommen, eine Situation,
bei der sich die Anzahl von Knoten in einem Servicegebiet 200 durch
Anschließen
von Knoten 452–453 annähernd verdoppelt.
Dementsprechend ist zu erwarten, dass die damit verbundene Bandbreitennachfrage
ebenfalls merklich steigen wird. Solch eine Situation mag eine Bandbreitennachfrage
auf einem Niveau bedingen, das durch die Konfiguration aus 1A,
die nur ein einziges Modem 110 aufweist, nicht länger adäquat erfüllbar ist. Dementsprechend
wird vorzugsweise ein zweites Modem zum Kommunikationshub 100 hinzugefügt, um zum
Bedienen der Nachfrage beizutragen.
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Nun
ist bezüglich 5 eine
folgende Konfiguration des Kommunikationshubs 100 gezeigt,
der dazu konfiguriert ist, eine erhöhte Nachfrage optimal zu bedienen.
Insbesondere ist ein zweites Mehrfachanschluss-Modem 510 hinzugefügt worden,
um eine zusätzliche
Kommunikationssignalverarbeitungskapazität bereitzustellen. Beispielsweise
mögen die Modems 110 und 510 eine
Signalverarbeitung bei der gleichen Baudrate bereitstellen, und
daher stellt die Konfiguration aus 5 theoretisch
doppelt so viel Kapazität
wie diejenige aus 1A bereit. Es sollte beachtet
werden, dass der Kapazitätsanstieg
auf das Doppelte aus 5 theoretisch ist, da die Modems 110 und/oder 510 Informationskommunikation
in schwankenden Informationsdichten bereitstellen, wie beispielsweise
durch die Verwendung von Phasenumtastung ("phase shift keying"; PSK) oder Quadraturamplitudenmodulation
("quadrature amplitude
modulation"; QAM),
was eine höhere
Kapazität
bezüglich
bestimmter Verbindungen und/oder Knoten ermöglichen kann.
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Es
sollte beachtet werden, dass ein Mehrfachanschluss-Modem nicht in
der Konfiguration von 5 benötigt ist, bei der das Modem 510 mit
einem einzigen Funkmodul gekoppelt ist. Dementsprechend mag, falls
gewünscht,
ein Modem mit einem einzigen Anschluss anstatt eines Modems mit
mehreren Anschlüssen
verwendet werden. Jedoch wird es bevorzugt, dass ein Mehrfachanschluss-Modem verwendet
wird, um Konfigurationsänderungen
als Antwort auf zukünftige
Veränderungen
in der Bandbreitennachfrage zu erleichtern. Da das Mehrfachanschluss-Modem
relativ kostengünstige
Signalaufteilungs-/kombinationstechniken verwendet, ist vorherzusehen,
dass die Verwendung eines solchen Mehrfachanschluss-Modems, bei
dem aktuell nicht alle solchen Anschlüsse benötigt werden, eine zukünftige Flexibilität optimal
berücksichtigen
wird. Natürlich kann
ein Modem mit einem einzigen Anschluss oder einer anderen verringerten
Anzahl von Anschlüssen verwendet
werden, wobei eine zukünftige
Nachfrage durch die Hinzufügung
von Modem-Signalaufteilungs-/kombinationskomponenten,
Modem-Signalumschaltkomponenten oder sogar das Austauschen des Modems
gegen eines, das eine andere Anzahl von Anschlüssen aufweist, berücksichtigt
wird.
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Wie
oben besprochen, werden einer Vielzahl von Teilnehmern Kommunikationsdienste
bereitgestellt, und zwar unter Verwendung von Multiplextechniken,
wie beispielsweise der bevorzugtesten Technik des Zeitmultiplexverfahrens
(TDMA). Dementsprechend ist ein Kommunikationsrahmen, der bezüglich des
Modems 510 verwendet wird, als ein Rahmen 600 aus 6 gezeigt,
umfassend eine Vielzahl von Burstperioden, wie beispielsweise Burstperioden 601a–601l und 602a–602k.
Ein Zeitduplexen (TDD) wird ebenfalls verwendet und umfasst deshalb
den Vorwärtsverbindungsrahmenteil 601 mit dazu
zugeordneten Burstperioden 601a–601l und das Rückwärtsverbindungsrahmenteil 602 mit
dazu zugeordneten Burstperioden 602a–602k. Wie beim oben,
bezüglich
des Modems 110 diskutierten Rahmen 300 mögen die
Burstperiodenlängen
und/oder die Anzahl von verwendeten Burstperioden so ausgewählt werden,
dass sie jeglichen geeigneten Wert annehmen. Außerdem gibt es keine Begrenzung
dahingehend, dass die Rahmen oder Burstperioden mit denen von Rahmen 300 übereinstimmen.
Beispielsweise mag die Länge
des Vorwärtsverbindungsrahmenteils
des Rahmens 600 sich von der des Vorwärtsverbindungsteils des Rahmens 300 unterscheiden.
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Beim
erneuten Konfigurieren des Kommunikationshubs 100 werden
vorzugsweise ein oder mehrere der Kommunikationsschnittstellenmodule,
die anfänglich
aufgestellt wurden, von dem anfänglich aufgestellten
Kommunikationssignalprozessor zugunsten einer Übertragung zum neu installierten Kommunikationssignalprozessor
getrennt. Beispielsweise wird das Funkmodul 121 aus 5 vom
Mehrfachanschluss-Modem 110 getrennt und mit dem Mehrfachanschluss-Modem 510 gekoppelt.
Die Auswahl eines Funkmoduls oder -modulen zum Koppeln mit einem
neu hinzugefügten
Modem mag auf einer Anzahl von Kriterien beruhend getroffen werden,
einschließlich
einem Sektor oder Sektoren, die eine Nachfrage erleben, die am ehesten
mit der Kapazität eines
bestimmten Modems übereinstimmt,
Sektoren, die Knoten mit einer herkömmlichen Servicequalität bedienen,
einem Aufteilen von Sektoren, um bestimme Kommunikationseigenschaften
zwischen den Modems zu verteilen, wie beispielsweise eine Verteilungsnachfrage
oder burstartiges Verhalten unter den Modems, und/oder dergleichen.
In der in 5 gezeigten Ausführungsform
werden Funkmodul 121 und Funkmodule 122–124 ausgewählt, um
Modems mit gleicher Kapazität
bereitzustellen, um Kommunikationsbandbreite gleichmäßig unter
den zwei Modems zu verteilen. Insbesondere wird in dem vereinfachten
Beispiel aus 5 angenommen, dass jeder der
Knoten 251–254 und 451–453 bei
der gleichen Datenrate und ähnlichen
Bandbreitevoraussetzungen betreibbar ist. Dementsprechend teilt
ein Koppeln des Funkmoduls 121 mit dem Modem 510 und der
Funkmodule 202–204 mit
dem Modem 110 den Dienst der Knoten 252, 253 und 452 (Modem 510) und
der Knoten 251, 254, 451 und 453 (Modem 110) im
Wesentlichen gleich unter den Modems auf.
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Es
sollte aus den 4 und 5 ersichtlich sein,
dass ein Bereitstellen von erweiterter Kapazität zur anfänglichen Konfiguration aus 1A ohne
einen Servicetechniker erreicht werden kann, der einen Mast hinaufsteigen
muss, auf welchem die Funkmodule 121–124 vorzugsweise
angebracht sind. Stattdessen mag ein Servicetechniker ein Funkhäuschen oder
ein anderes dem Kommunikationshub 100 zugeordnetes Servicehäuschen betreten,
eine zusätzliche
Modemausrüstung,
wie eine Modemkarte, installieren und ein Umschalten der Kopplung
von einer oder mehreren Funkeinheiten auf das neue Modem durchführen. Da
die anfängliche
Konfiguration ein Funkmodul 123, das Sektor 203 bedient,
umfasste, obwohl anfänglich
kein Service nachgefragt wurde, kann eine zusätzliche Bandbreitennachfrage,
die aus diesem Sektor stammt, leicht bedient werden (und könnte höchstwahrscheinlich
ohne jegliches Eingreifen eines Servicetechniker bedient werden, wie
oben diskutiert).
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Natürlich mag
die anfängliche
Konfiguration ferner auf die anfänglich
bestehende Nachfrage optimiert werden, und zwar mittels Nicht-Bereitstellens des
dann nicht benötigten
Funkmoduls 123. Aufgrund der Modularität der Systemkomponenten mag das
Funkmodul 123 nur dann aufgestellt werden, wenn ein Kommunikationsdienst
in Sektor 203 benötigt
wird. Jedoch hat die Erfahrung gezeigt, dass die meisten Serviceprovider
eine Lösung
bevorzugen, welche das Maß an
Konfigurationsänderung
optimiert, welche ohne die Notwendigkeit von Modifikationen an den
Masten durchgeführt
werden kann. Angesichts der zu erwartenden Kosten eines Funkmoduls
ist davon auszugehen, dass die inkrementellen Kosten des Einschlusses
des anfänglich
ungenutzten Funkmoduls solch eine optimierte Konfiguration bereitstellt.
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Die
Verwendung einer gemeinsamen Zwischenfrequenz für jedes Funkmodul der anfänglichen Aufstellung
erleichtert den hierin beschriebenen einfachen Austausch von Funkmodul
zu Modemverbindungen. Natürlich
mögen anstatt
eines Verwendens einer gemeinsamen Zwischenfrequenz unter den Funkmodulen
Funkmodul-Zwischenfrequenzen an bestimmte Anschlüsse der Mehrfachanschluss-Modems
angepasst werden, wodurch der Austausch von Funkmodulen und Modemverbindungen
erleichtert wird, aber nur zwischen bestimmten Anschlüssen der
Mehrfachanschluss-Modems.
Solch eine alternative Ausführungsform
würde vermutlich
eine Flexibilität
beim Auswählen
einer Funkmodulverteilung unter den verfügbaren Modems verringern, mag
aber erwünscht
sein, um bestimmte Funkfrequenzen an den Funkmodulen mitzuberücksichtigen,
oder aus anderen Gründen.
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Es
sollte auch aus den 4 und 5 ersichtlich
sein, dass Signale, welche die dem neu hinzugefügten Modem 510 zugeordnete
Kapazität
tragen, im Wesentlichen gleichzeitig mit und unabhängig von
Signalen bereitgestellt werden können,
welche die dem ursprünglichen
Modem 110 zugeordnete Kapazität tragen, da die anfängliche
Konfiguration eine Signalorthogonalität zwischen den Sektoren des Servicegebiets 200 umfasst,
welche die Verwendung von Frequenzmultiplexkanälen umfasst. Bei einem Betrieb
beispielsweise, bei dem TDMA-Signale dazu verwendet werden, eine
Kommunikation zwischen einer Vielzahl von Knoten und dem Kommunikationshub
bereitzustellen, teilt der Kommunikationshub 100 Burstperioden
von TDMA-Rahmen
den damit in Kommunikation stehenden Knoten zu, um gewünschte Bandbreitenkommunikationen
zu jedem solchen Knoten bereitzustellen. Insbesondere mag eine Kommunikationsnachfrage
durch den Kommunikationshub 100 bedient werden, wie beispielsweise unter
Steuerung eines Controllers des Kommunikationshubs 100 oder
eines Netzwerks von Kommunikationshubs (nicht gezeigt), wobei eine
oder mehrere von Vorwärtsverbindungsburstperioden 301a–301n und/oder
Rück wärtsverbindungsburstperioden 302a–302m (Modem 110)
bestimmten der Knoten 251, 254, 451 und 453,
zugewiesen werden, die Kommunikationsdienste anfordern, und eine
oder mehrere von Vorwärtsverbindungsburstperioden 601a–601l und/oder
Rückwärtsverbindungsburstperioden 602a–602k (Modem 510)
bestimmten der Knoten 252, 253 und 425 zugewiesen
werden. Als ein spezifisches Beispiel, bei dem jeder der Knoten 251–254 und 451–453 gleiche
und symmetrische Bandbreite anfordert, und zwar unter der Annahme, dass
die Frequenzkanäle
F1–F4
jeweils den Sektoren 201–204 zugewiesen sind,
mögen die
Burstperioden 301a und 302a Information tragen,
die dem Knoten 251 auf Kanal F4 zugeordnet ist, mögen die Burstperioden 301b und 302b Information
tragen, die dem Knoten 451 auf Kanal F4 zugeordnet sind,
mögen die
Burstperioden 301c und 302c Information tragen,
die dem Knoten 254 auf Kanal F2 zugeordnet sind, und mögen die
Burstperioden 301n und 302n Information tragen,
die dem Knoten 453 auf Kanal F3 zugeordnet sind. Davon
unabhängig
mögen die Burstperioden 601a und 602a Information
tragen, die dem Knoten 252 auf Kanal F1 zugeordnet ist,
mögen die
Burstperioden 601b und 602b Information tragen, die
dem Knoten 253 auf Kanal F1 zugeordnet ist, und mögen die
Burstperioden 601c und 602c Information tragen,
die dem Knoten 452 auf Kanal F1 zugeordnet ist.
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Um
Konfigurationsänderungen
am Kommunikationshub besser unterstützen zu können, werden Komponenten verwendet,
die daran angepasst sind, hinzugefügte Komponenten leicht zu akzeptieren, und/oder
eine Entfernung von Komponenten ermöglichen. Beispielsweise mag
eine leicht konfigurierbare Funkmodulbefestigungsstruktur verwendet
werden, wie sie in der schwebenden und gemeinsam übertragenen
US-Co-Patentanmeldung 09/267,492, eingereicht am 12. März 1999
und betitelt "Antenna Frame
Structure Mounting and Alignment",
gezeigt und beschrieben ist.
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Zusätzlich mag
eine erweiterbare Kommunikationshubbusanordnung wie in 7 gezeigt
verwendet werden. Die bevorzugte Ausführungsform aus 7 stellt
eine erweiterbare Busstruktur 700 bereit, die im Wesentlichen
als die anfängliche
Aufstellung von 1A konfiguriert ist. Insbesondere weist
eine erweiterbare Busstruktur 700 eine darin installierte
Modemkarte 710 auf, die einem Mehrfachanschluss-Modem 110 entspricht,
sowie eine Controller/Schalter-Karte 760a und eine I/O-Karte 760b, die
einem Schalter 160 entspricht. Zusätzlich umfasst die erweiterbare
Busstruktur 700 Redundanzkarten 781–783,
welche eine Kommunikationsfehlertoleranz bereitstellen, wie in der
oben erwähnten
Patentanmeldung 09/893,441 mit dem Titel "System and Method for Providing Redundancy
in a Sectored Wireless Communication System", eingereicht am 29. Juni 2001, gezeigt
und beschrieben. Jedoch kann die Verwendung von redundanten Komponenten weggelassen
werden, falls gewünscht.
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Es
sollte beachtet werden, dass eine erweiterbare Busstruktur 700 eine
Vielzahl von offenen Erweiterungssteckplätzen umfasst, um beim Bereitstellen
einer Systemkonfigurationsänderung
zusätzliche Leiterplatten
aufzunehmen. Unter Bezug auf 8 ist beispielsweise
eine erweiterbare Busstruktur 700 zu sehen, die darin installierte
zusätzliche
Modems aufweist, die als Modems 811, 812 und 813 gezeigt sind.
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Dementsprechend
stellt die in 8 gezeigte Konfiguration eine
erhöhte
Kapazität
mittels Koppelns jedes der Funkmodule 121–124 mit
einem entsprechenden Modem 710 und 811–813 bereit.
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Es
sollte beachtet werden, dass die Erweiterungsbusstruktur aus den 7 und 8 die
erweiterte Kapazität
aus 8 berücksichtigt,
und zwar durch eine Installation von Modems an der erweiterbaren
Busstruktur 700 und dem Trennen und Koppeln von Funkmodulverbindungen.
Dementsprechend wird die erweiterte Kapazität in einem zentralisierten
Ort erreicht, ohne dass es erforderlich ist, dass ein Servicetechniker
einen Mast oder eine andere den Funkmodulen 121–124 zugeordnete
Struktur hinaufsteigt. Außerdem
wird diese erweiterte Kapazität
ohne eine Änderung
der Controller/Schalter-Karte 760a und der I/O-Karte 760b aus 7 erreicht.
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Die
Busstrukturen aus den 7 und 8 stellen
eine Erweiterungskapazität
jenseits der in der Konfiguration aus 8 verwendeten
bereit. Dementsprechend wird nicht nur eine folgende Bandbreitennachfrage
durch ein Bereitstellen jedes anfänglich aufgestellten Sektors
mit seinem eigenen Modem mitberücksichtigt,
sondern eine solche Nachfrage kann durch ein weiteres Sektorisieren
des Servicegebiets leicht mitberücksichtigt
werden. Nun ist bezüglich 9 eine
Konfiguration gezeigt, bei der eine Bandbreitennachfrage in einem
bestimmten Sektor diejenige überschreitet,
die mittels eines einzigen Modems und/oder Funkmoduls bedienbar
ist. Insbesondere ist eine Sektor 203 zugeordnete Bandbreitennachfrage
so bestimmt worden, dass sie ausreichend ist, um eine Kapazität zusätzlich zu
derjenigen zu benötigen,
welche mittels des Modems 812 adäquat bedient wird. Modem 812 mag
durch ein Modem mit einer höheren
Kapazität
ersetzt werden. Jedoch benötigt
die Verwendung eines solchen Modems mit höherer Kapazität voraussichtlich
eine erhebliche Änderung
an den entfernten Knoten in Kommunikation damit, wie beispielsweise
entsprechende Modemersetzungen etc. Dementsprechend mag der Sektor
in Untersektoren 203a und 203b aufgeteilt werden,
und zwar unter Verwendung von Funkmodulen 921 und 922 mit
dazu zugeordneten Strahlbreiten, welche schmäler sind als die des Funkmoduls 123. Dementsprechend
wird ein weiteres Modem 910 eingebracht, so dass Modem 812 den
Untersektor 203a und Modem 910 den Untersektor 203b bedient.
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Es
sollte beachtet werden, dass die Modularität von Funkmodulen 210–214 die
weitere Sektorierung des Servicegebiets 200 durch einen
einfachen Austausch des Funkmoduls oder der Module aufnehmen kann,
die einem Bereich des Servicegebiets zugeordnet sind, welches eine
zusätzlich
Kapazität
benötigt.
Obwohl es möglich
ist, solch ein alternatives Funkmodul anfänglich aufzustellen, ist zu
erwarten, dass die Kosten dieser ungenutzten Funkmodule schwerer
wiegen als der Kostenaufwand und die Unannehmlichkeiten, die damit
verbunden sind, dass ein Servicetechniker für ihre Aufstellung den Mast
hinaufsteigen muss, wenn nötig.
Dementsprechend wird diese Erweiterung nicht durch einen einzigen zentralisierten
Ort, wie dem oben besprochenen 8 zugeordneten,
erreicht.
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Obwohl
die Untersektorgrößen beim
Bereitstellen einer erhöhten
Kapazität
im Sektor 213 in 9 als im
Wesentlichen die gleichen dargestellt sind, gibt es keine derartige
Beschränkung.
Beispielsweise mag es erwünscht
sein, einen großen Untersektor
und einen kleinen Untersektor bereitzustellen, wie beispielsweise
dort, wo ein relativ kleines Gebiet eine hohe Konzentration von
Teilnehmern beinhaltet. Es sollte beachtet werden, dass diese Begründung auch
für die
Sektoren des Servicegebiets 200 gilt und es daher keine
Begrenzung dahingehend gibt, dass jegliche oder alle der Antennenstrahlen
im Wesentlichen äquivalent
sein müssen,
ob in Breite oder Länge.
Es sollte auch beachtet werden, dass sich die Sektoren teilweise
oder vollständig überlappen
können,
wie beispielsweise, um die Kommunikationskapazität von mehreren Modems in einem
bestimmten Bereich des Servicegebiets 200 bereitzustellen.
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Frequenzmultiplexkanäle werden
zwischen Untersektoren 203a und 203b verwendet,
wodurch ein zusätzlicher
Kanal oder Kanalsatz mit der Hinzufügung des Funkmoduls oder ein
bestehender Kanalsatz von Funkmodulen 213 unter den Funkmodulen 921 und 922 aufgeteilt
wird. Dementsprechend mögen
Kommunikationen in jedem dieser Untersektoren im Wesentlichen gleichzeitig
und von dem anderen Untersektor und/oder anderen Sektoren unabhängig bereitgestellt
werden. Jedoch sollte beachtet werden, dass eine solche Frequenzteilung
eine Änderung
von Kommunikationsfrequenzen an einigen oder allen der entfernten
Knoten in Sektor 203 notwendig macht. Dementsprechend werden
frequenzagile entfernte Knoten verwendet, wie beispielsweise mittels Knoten
bereitgestellt, die synthetisierte Funkfrequenz-(RF-)Front-End- Module aufweisen.
Natürlich mag
die Erweiterung von Kapazität
durch zusätzliche Untersektoren
mittels eines Ersetzens bestimmter entfernter Knoten im Feld bereitgestellt
werden, um unter Verwendung eines neuen Kanals oder Kanalsatzes
zu kommunizieren, falls gewünscht.
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Eine
Erweiterung der Kapazität
ist nicht notwendigerweise durch die Anzahl von Steckplätzen begrenzt,
die in der Erweiterungsbusstruktur 700 vorgesehen sind.
Beispielsweise mag unter Bezug auf 10 die
vorliegende Erfindung eine primäre
Erweiterungsbusstruktur (700) und eine sekundäre Erweiterungsbusstruktur
(1000) verwenden, wie sie durch den Controller/Schalter-Schaltkreis
gekoppelt werden kann. Dementsprechend mag eine Anzahl von Erweiterungskomponenten,
die größer ist
als die der verfügbaren
Steckplätze
in einer einzigen Erweiterungsbusstruktur, leicht aufgenommen werden.
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Es
sollte beachtet werden, dass die bereitgestellte Kommunikationsbandbreite
nicht mit Punkt-zu-Mehrpunkt-Kommunikationen, d. h., von einem Hub
zu einer Vielzahl von entfernten Knoten, verbunden sein muss. Beispielsweise
mag ein Funkmodul (nicht gezeigt) mit einer Antenne mit sehr schmalem,
d. h., stiftförmigem,
Strahl aufgestellt werden und mit einem entsprechenden Modem gekoppelt
werden, welches entweder mit anderen Funkmodulen gekoppelt sein
kann, wie oben besprochen, oder zum Funkmodul mit dem sehr schmalen
Strahl dediziert sein kann. Dieses Funkmodul mag dazu verwendet
werden, Punkt-zu-Punkt-Kommunikationen bereitzustellen, wie beispielsweise
um einen Netzwerkkommunikationsrückfluss
zwischen Kommunikationshubs bereitzustellen.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile genau beschrieben worden
sind, sollte es klar sein, dass verschiedenen Änderungen, Ersetzungen und
Abänderungen
durchgeführt
werden können,
ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, der durch die beiliegenden
Ansprüchen
definiert ist.