EP1625685A1 - Verfahren und anordnung zur übertragung von daten unter verwendung von ofdm und tdma - Google Patents

Verfahren und anordnung zur übertragung von daten unter verwendung von ofdm und tdma

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Publication number
EP1625685A1
EP1625685A1 EP03700290A EP03700290A EP1625685A1 EP 1625685 A1 EP1625685 A1 EP 1625685A1 EP 03700290 A EP03700290 A EP 03700290A EP 03700290 A EP03700290 A EP 03700290A EP 1625685 A1 EP1625685 A1 EP 1625685A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
data
time slots
transmission
subcarriers
transmission rate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03700290A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Walter Braun
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Current Communications International Holding GmbH
Original Assignee
Ascom Powerline Communications AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ascom Powerline Communications AG filed Critical Ascom Powerline Communications AG
Publication of EP1625685A1 publication Critical patent/EP1625685A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/02—Channels characterised by the type of signal
    • H04L5/023—Multiplexing of multicarrier modulation signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0002—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the transmission rate
    • H04L1/0003—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the transmission rate by switching between different modulation schemes

Definitions

  • the invention relates to a method for transmitting data in a network with a superordinate transceiver and a plurality of subordinate transceivers, the transceivers mentioned for the transmission of the data being connected to a line-bound transmission medium, in particular a power supply network and data are transmitted from the subordinate transceivers to the superordinate transceiver on several subcarriers.
  • the invention further relates to an arrangement for carrying out the method. State of the art
  • a transmission protocol is often used, which provides that all data traffic is routed via higher-level transceivers, so-called masters. These masters control the distribution of the available transmission channels to the subordinate transceivers, the so-called slaves.
  • the available frequency band can be divided into several subcarriers using FDM (Frequency Division Multiplex). These subcarriers can then, for.
  • individual slaves can be assigned so that multiple transmissions are possible independently of one another.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplex
  • the object of the invention is to provide a method belonging to the technical field mentioned at the outset which enables high spectral efficiency and good utilization of the bandwidth in the uplink without increased linearity requirements on the receiver.
  • the plurality of subcarriers are provided by FDMA (Frequency Division Multiple Access) and preferably FDM (Frequency Division Multiplex), are orthogonal to one another and are further divided into time slots by TDMA (Time Division Multiple Access).
  • FDMA Frequency Division Multiple Access
  • FDM Frequency Division Multiplex
  • the master can specify a certain modulation format for a certain number of time slots and a different one for a next number of time slots. It can also control the transmissions from the slaves, e.g. B. by assigning each slave certain time slots for transmission. The master can make this assignment, the choice of the modulation format and the number of time slots for which this should apply, e.g. B. adjust the current quality of the subcarrier.
  • the signals which are used on the various subcarriers for data transmission are orthogonal to one another by using OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Due to the orthogonality there is a certain spectral overlap the subcarrier allows, thereby the subcarriers can be arranged "closer" in the frequency spectrum and the spectral efficiency is improved.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • the transmission power levels of the subordinate transceivers are set so that in a given time slot all data transmitted by the subordinate transceivers are received at the superordinate transceivers with approximately the same reception power levels.
  • the power control for the slaves means that even with subcarriers or transmission channels with different attenuation, all signals of the slaves arrive at the master at approximately the same power level, so that the linearity of the receiver is not critical for reliable demodulation and decoding of the received signals ,
  • the reception power level at the master can be selected differently for different time slots or groups of time slots.
  • the power control can - as known from the prior art - z. B. done by a closed loop (closed loop power control). If the network is configured or can be configured so that the attenuation on all subcarriers used at the same time is approximately equal to all subordinate transceivers, an individual power control can be dispensed with.
  • the orthogonality of the data transmitted from the lower-level to the higher-level transceiver in principle means that there is no mutual interference between the data transmitted on different subcarriers.
  • signals that are transmitted from different slaves to the master will always have certain frequency errors that lead to interference between the subcarriers.
  • the frequency errors are continuously corrected by the slaves by making an estimate of the error based on the downlink signal.
  • the accuracy of this estimate is decisive for the measure of remaining frequency errors and thus for the interference that occurs.
  • the stronger the interference in turn, the smaller the permissible performance difference between different subcarriers.
  • the interference which occurs can be reduced by leaving one or more subcarriers between subcarriers which are assigned to different slaves unused, so that the remaining interference is reduced to an admissible level.
  • the permissible power difference between uplink signals from different slaves is typically between 10 dB and a maximum of 30 dB.
  • Different transmission rates are preferably used in different time slots. These result from different bit loading.
  • the quality of the transmission channels changes over time. This is done z. B. by the different configuration of the network at different points in time, both in terms of the number and locations of the connected terminal devices and in terms of the current channel assignment and the currently transmitting or receiving transceivers. In addition, there are the usual fluctuations in transmission quality over time. If different transmission rates can be used in different time slots, these quality fluctuations can be taken into account.
  • Variable bit loading means that the number of bits that are transmitted with one symbol can be varied. This is made possible by various modulation methods, e.g. B. by PAM (Phase Amplitude Modulation), QAM (Quadrature Amplitude Modulation) or PSK (Phase Shift Keying).
  • PAM Phase Amplitude Modulation
  • QAM Quadrature Amplitude Modulation
  • PSK Phase Shift Keying
  • transmissions with a higher number of bits per symbol and therefore a higher transmission rate are more susceptible to interference and require a transmission channel with higher quality than transmissions with a lower number of bits per symbol, ie the signal-to-noise ratio must be larger.
  • the subordinate transceivers are preferably classified into two or more classes. The classification is based on the maximum possible transmission rate of the transmission channel from the subordinate transceiver (slave) to the superordinate transceiver (master). The data from transmitters / receivers of the same class are then transmitted in the same time slots if possible.
  • the transmission is advantageously organized as follows: First, during one or more time slots, data of the transceivers are transmitted on all available subcarriers, the transmission channels of which correspond to the class with the lowest maximum transmission rate, namely with (this class assigned) lowest maximum transmission rate. This is followed, again during one or more time slots, by the data of the transceivers whose transmission channels correspond to a class with a higher maximum transmission rate. Accordingly, this data is transmitted at the higher maximum transmission rate. Depending on Number of classes and depending on the classification of the transmitting / receiving devices, this process is repeated until all data of the transmitting / receiving devices with the highest maximum transmission rate have also been transmitted.
  • the number of classes does not have to be constant and can be newly selected for each transmission cycle. It depends in particular on the number of subcarriers, the number of connected transceivers, the available transmission rates or the current data volume.
  • the number of subcarriers need not be constant and can e.g. B. selected differently for each transmission rate or adjusted to the parameters just mentioned.
  • the method is preferably implemented as follows:
  • a first number of time slots is determined, which is required for the transmission of all data of the transceivers in the class with the first, lowest maximum transmission rate;
  • this data is assigned to the available subcarriers during the first number of time slots;
  • the assigned data are transmitted during the first number of time slots on all available subcarriers, specifically at the first, lowest maximum transmission rate; e) next, a second number of time slots is determined, which is required for the transmission of all data in the class with the second, next higher transmission rate;
  • this data is assigned to the available subcarriers during the second number of time slots;
  • the assigned data are transmitted on all available subcarriers during the second number of time slots, namely at the second transmission rate or a lower transmission rate;
  • steps e-h are repeated with the remaining data of the transceivers in the higher classes.
  • Each transmitting ⁇ / receiving device can e.g. B. a certain maximum amount of data can be assigned, which can be transmitted during a cycle, or during a process cycle, all data are transmitted, which are in a buffer at a certain time.
  • step h of the method all assigned data can be transmitted at the second transmission rate (or the corresponding higher current transmission rate).
  • all subcarriers used have the same modulation format.
  • the modulation format can be selected differently in different time slots. If the noise levels in different transmission channels differ only slightly, the simplification results in at most a small loss of bandwidth or transmission capacity.
  • the data can be classified into two or more service classes.
  • the data of the first service class are given priority, ie the data of the second service class are transferred later or at best at the same time as the data of the first service class.
  • This "quality of service" concept allows selected transmitters / receivers or selected data to be given priority, e.g. B. because they perform important tax tasks or transmit important tax data. It is z. B. also possible to offer transmission capacity of different service classes at different prices.
  • the integration of different service classes into the method according to the invention takes place, for. B. in a first process cycle all data of the first service class and only in a later process cycle all data of the second service class are transmitted.
  • An arrangement for the transmission of data in a network comprises a superordinate transceiver and a plurality of subordinate transceivers.
  • Said transceivers include means for connection to a wired transmission medium, e.g. B. to a power supply network.
  • the subordinate transceivers comprise means for transmitting data to the superordinate transceivers on a plurality of subcarriers, these subcarriers being provided by FDMA (Frequency Division Multiple Access) and preferably FDM (Frequency Division Multiplex), being mutually orthogonal and further divided into time slots by TDMA (Time Division Multiple Access).
  • FDMA Frequency Division Multiple Access
  • FDM Frequency Division Multiplex
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an arrangement according to the invention for connection to a power supply network
  • Fig. 2 is a schematic representation of a higher-level according to the invention
  • 3 shows a flow chart of a method according to the invention
  • 4 shows a possible assignment of data to time slots generated by a method according to the invention
  • 5 shows a possible assignment of data to time slots, generated by another method according to the invention.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an arrangement according to the invention for connection to a power supply network.
  • a transformer station 1 is shown, in which the voltage of a medium-voltage line 3 is transformed with a transformer 2 into a low voltage, which can be tapped from a busbar 4.
  • a low-voltage line 5 is connected to the busbar 4 and supplies, for example, a single building in a district with electricity.
  • the low-voltage line 5 has an inductance 6.
  • a master station 7 is connected to the low-voltage line 5 and forms a communication network with the slaves 8.1, 8.2, 8.3, which are also connected to this low-voltage line 5.
  • the communication network can also include a plurality of further slaves (not shown).
  • the field of application of the method and device according to the invention is not limited to data transmission in power supply networks. It includes other wired transmission media, such as conventional data cables or a broadband cable.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a higher-level transceiver (master station) according to the invention.
  • the master station 7 is connected to the low-voltage line 5 for the transmission of data. The connection is made via a Interface 10, which in particular performs the electrical adaptation to the power supply network and couples signals in or out.
  • master station 7 is on. a terminal 9, such as. B. a workstation, a personal computer, a terminal, a server or a router.
  • a second interface 11 ensures the adaptation of the signal and the transmission protocol to the terminal 9. From the first interface 10, signals decoupled from the low-voltage line 5 reach the receiver 12, where they are demodulated and decoded if necessary, so that the received data is transmitted a buffer 13 and the second interface 11 can be transmitted to the terminal 9.
  • the terminal 9 transmits data via the interface 11 and further via a second buffer 14 to the transmitter 15.
  • the data is possibly coded by this and a carrier is modulated onto it.
  • the signals are coupled into the low-voltage line 5 via the interface 10.
  • the master station 7 also includes many other elements, in particular for controlling the data transmission in the respective network. Of these, only those are described below which are used to assign time slots according to the invention for data transmission from the subordinate transceivers to the master station 7 (uplink).
  • the signals received by the subordinate transceivers (slaves), partially processed, e.g. B. already demodulated, signals or measured parameters such. B. a signal-to-noise ratio are transmitted from the receiver 12 to a classifier 16. Based on these signals and / or parameters, this determines the transmission quality of the transmission channel between the sending /! Slave and the master station.
  • the classifier 16 is also transmitted by the receiver 12 control data sent by the slaves. These contain in particular information about a technically possible maximum transmission rate, which is supported by the slave.
  • the classifier 16 Based on the data received from all subordinate transceivers, the classifier 16 periodically classifies the transceivers by assigning each one Assigns class. Each class corresponds to a specific, maximum possible transmission rate. The class assignments are held in memory 17 until the next reclassification.
  • the receiver 12 stores the number of data that each slave wants to transmit to the master in the next process cycle in a further memory 18.
  • the class assignments stored in the memory 17 and the amounts of data stored in the memory 18 are transmitted to a controller 19 which, based on this, carries out the assignment of the data to be transmitted to uplink time slots, as described below.
  • the assignment for each slave, i. H. the information about the time slots and on which subcarrier a particular transceiver can send to the master station 7 is transmitted via the transmitter 15 to the individual slaves.
  • the master station according to the invention can also be structured differently, e.g. B. by additional, separate from the receiver, circuits for determining the signal-to-noise ratio or other parameters are provided. It is also possible to integrate different functions in one switching element. For classifying the slaves or for assigning the uplink time slots, means can also be used which are present in a conventional superordinate transceiver anyway, so that a customary master station can carry out the method according to the invention after reprogramming.
  • the master station can include means for controlling the transmission power of the slaves. These can function on the basis of a closed control loop (closed-loop power control), as is known from the prior art.
  • the master can only transmit the transmission power and the desired power level for receiving the signals from the masters to the slaves. Based on the power level with which a signal sent from the master to a specific slave is received, this slave determines the attenuation of the transmission channel used and sets its transmission power so that the master receives the signals of the slave with the desired power level.
  • FIG. 3 shows a flow chart of a method according to the invention. It is assumed that data with transmission rates of 2, 4, 6, 8 or 10 bits / symbol (at a constant symbol rate) can be transmitted. Before the transmission, all subordinate transmitting / receiving devices (slaves) are classified (step 20). Depending on the maximum transmission rate from slave to master, each slave is assigned to a class K 2 , K 4 , K 6 , K 8 or K 10 . Class K 6 slaves support e.g. B. a maximum transmission rate on the subcarriers of the best quality of 6 bits / symbol etc.
  • the current transmission rate R is then set to the lowest supported transmission rate of 2 bits / symbol (step 21).
  • the (remaining) amount of data is now determined, i. i.e. how much data should still be transferred from the slaves to the master during the current process cycle (step 22). Either each slave reports the amount of data that is due for transmission to the master, or the communication is organized centrally by the master, so that the information about the amount of data to be transferred is known to the master anyway.
  • the data to be transmitted in a process cycle can be selected in various ways. Either all reported data are transmitted or each slave is entitled to a certain maximum quota of data that can be transmitted in one cycle.
  • the remaining amount of data in a class K R hereinafter referred to as N D (K R ) is the number of data to be transmitted less data already transmitted in this class. No data has yet been transferred at the start of the process cycle; N D (K R ) for the class with the lowest transmission rate thus corresponds to the total number of data in this class.
  • step 25 If data of the current class are waiting for transmission, the number N s required time slots is now determined (step 25). For this purpose, the data to be transmitted are distributed to all available subcarriers, with at most the current transmission rate being used for transmission on all subcarriers.
  • the data pending for transmission in the current class K R are now assigned to all subcarriers during the N s time slots (step 26).
  • the N s time slots are not completely filled by this.
  • Either not all subcarriers are available for the transmission of data of the current class K R or the number of data to be transmitted does not fit exactly into a whole number of time slots.
  • the latter is avoided by using additional criteria when selecting the data to be transmitted, which means that the total amount of data to be transmitted always corresponds to a multiple of the capacity of a time slot.
  • the transmission capacity of a time slot is large (e.g. because many subcarriers are available or because the transmission rate is large) or if the data quantities to be transmitted by individual slaves are small, it is difficult to completely fill up the N s time slots.
  • the remaining sub-carriers which have been assigned no data during one or more of the N s time slots, with data from slaves in the class K R. filled with the next higher transmission rate R '(R -R + 2 in the example shown) (steps 27, 28). It should be noted that this additional data is also transmitted at the current transmission rate R at the most.
  • Step 29 the filling process is repeated with data of an even higher class (in the example R + 4).
  • the counter R ' is increased again by 2 bits / symbol in the example described (step 30). In extreme cases, the filling procedure can be continued with data of even higher classes.
  • a process cycle ends when all the data in all classes has been transferred. As a rule, a process cycle is followed directly by a next cycle in which a quantity of data is again determined for transmission.
  • the method according to the invention can also be implemented differently. So z. B. the filling of the remaining time slots when the selection of the data to be sent in a process cycle is carried out so that the data of each class completely fill a number of time slots and if data of each class K R can be transmitted on all subcarriers.
  • the method will also generally be carried out in a "pipeline", ie, while data is being transmitted at the rate R (step 31), the data of the next higher class are already being assigned (steps 22-29). It is also possible to assign data of an entire process cycle, to communicate this to the subordinate transceivers and only then to transmit all assigned data.
  • FIG. 4 shows a possible assignment of data to time slots and serves to explain the method according to the invention further.
  • four subcarriers 33, 34, 35, 36 are available for the transmission of data from the slaves to the master with transmission rates of 2, 4, 6, 8 or 10 bits / symbol.
  • the number of subcarriers is constant during the process cycle under consideration.
  • the same modulation format ie the same transmission rate, is used in a given time slot on all subcarriers used.
  • the subcarriers are each in time slots 33.1-33. n, ..., 36.1-36. n divided, with all time slots having the same duration and the subcarriers being synchronized with one another in such a way that the time slots start and end at the same time:
  • the time slots 33.1, 34.1, 35.1 and 36.1 on the subcarriers 33, 34, 35 and 36 are therefore simultaneous.
  • 2 data / 2 data units can be transmitted in a time slot with the lowest transmission rate (corresponding to 4 data units with 4 bit / symbol etc.).
  • the numbers 2, 4, 6, 8, 10 shown in the figure, relating to the time slots of the individual subcarriers do not indicate the transmission rate or the amount of data transmitted in a time slot, but rather the class in which the in this time slot is classified as a slave transmitting on this subcarrier.
  • 3 time slots are required, which form a first transmission section 37.1.
  • the capacity of these 3 time slots on 4 subcarriers is 24 data units with the corresponding transmission rate of 2 bit / symbol.
  • the remaining 6 data units can thus be allocated to the slaves of the next higher class K and can already be transmitted in the first transmission section 37.1, albeit with the lower transmission rate of 2 bits / symbol.
  • 3 time slots of one subcarrier are claimed, that is, one subcarrier during the entire transmission section 37.1. Because the transmitting transceivers of class K 4 could actually work with the next higher transmission rate, this subcarrier can e.g. B.
  • the transmission quality for the other transceivers, in the lower class K 2 would not be sufficient. Therefore, the assignment shown is advantageous, in which first subcarriers are "filled" with data of the current class for the entire duration of the transmission section, so that u. U. other subcarriers can be assigned data of a higher class for the entire duration of the section.
  • Two time slots are required for the transmission of the data volume in the next class K 8 .
  • FIG. 5 again shows a possible assignment of data to time slots and serves to further explain another possible embodiment of the method according to the invention.
  • four subcarriers 33, 34, 35, 36 are available for the transmission of data from the slaves to the master with transmission rates of 2, 4, 6, 8 or 10 bits / symbol.
  • the number of subcarriers is also constant during the process cycle under consideration.
  • different modulation formats ie also different transmission rates, can be used in a given time slot on different subcarriers. This method also allows optimal use of the available transmission channels if the different subcarriers have very different noise levels.
  • the subcarriers are again each in time slots 38.1-38. n, ..., 41.1-41.n, whereby all time slots have the same duration and the subcarriers are synchronized with each other in such a way that the time slots start and end at the same time: time slots 38.1, 39.1, 40.1 and 41.1 on the subcarriers 38, 39, 40 and 41 are therefore simultaneously.
  • the four subcarriers 38, 39, 40, 41 have very different noise levels: the subcarrier 38 shows the lowest noise, with the subcarriers 39, 40 and 41 the noise level increases in this order. It is assumed that the data of a certain class K R can be transmitted on the respective subcarriers with a maximum transmission rate according to the following table: subcarrier
  • the data in the deepest class K 2 can only be transmitted on the two subcarriers 38, 39 of the best quality. Five time slots are therefore required, which form a first transmission section 42.1. The remaining fifth time slot on the subcarrier 39 and the time slots of the subcarrier 40 are assigned data from class K 4 , which can be transmitted to these subcarriers with at least 2 bits / symbol. The time slots of the subcarrier 41 with the poorest quality are assigned data of class K 6 because the quality of this subcarrier is not sufficient for the transmission of data of a lower class.
  • Subcarriers 38 and 39 with 4 bits / symbol and subcarriers 40 with 2 bits / symbol are available for transmitting them.
  • the capacity per time slot on all available subcarriers is therefore ten data units, so seven time slots are required.
  • the remaining time slots of the subcarriers 40, 41 are filled with data of the next higher class K 6 , which on the subcarrier 40 with 4 bits / symbol and on the Subcarrier 41 can be transmitted with 2 bits / symbol.
  • data are transmitted in different time slots on different subcarriers with different transmission rates (4 bit / symbol or 2 bit / symbol).
  • the capacity per time slot for this data in the next transmission section 42.3 is 18 units (6 + 6 + 4 + 2), so two time slots are still required.
  • data of class K 8 are transmitted at transmission rates of 4 bit / symbol or 2 bit / symbol.
  • class K 8 there are still 36 units left. Two time slots are sufficient to transmit the same. The capacity of these two time slots remaining after the assignment of the class K 8 data is also sufficient for the transmission of the class K 10 data with transmission rates of ⁇ bit / symbol on the subcarrier 40 or 2 bit / symbol on the subcarrier 41.
  • a refined class system can be used, different classifications being carried out for different subcarriers or groups of subcarriers.
  • the method according to the invention also works in such modified class systems without any significant change.
  • the assignment of the data to the individual time slots and Unterehr ⁇ can also be done differently, z. B. by assigning the data to time slots for the entire cycle by optimizing.
  • a standard minimization algorithm such as steepest descent or a brute force solution can be selected.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
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  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zur Übertragung von Daten in einem Netzwerk sind die Sende-/Empfangsgeräte zur Übertragung der Daten an ein leitungsgebundenes Übertragungsmedium (5), insbesondere ein Stromversorgungsnetz, angeschlossen. Daten werden von untergeordneten Sende-/Empfangsgeräten zum übergeordneten Sende-/Empfangsgerät (7) (uplink) auf mehreren Unterträgern übertragen, welche durch FDMA (Frequency Division Multiple Access) und vorzugsweise FDM (Frequency Division Multiplex) bereitgestellt werden und orthogonal zueinander sind, wobei diese Unterträger durch TDMA (Time Division Multiple Access) weiter in Zeitschlitze aufgeteilt sind. Das Verfahren ermöglicht im Uplink eine hohe spektrale Effizienz und eine gute Ausnutzung der Bandbreite ohne erhöhte Linearitätsanforderungen an einen im übergeordneten Sende-/Empfangsgerät (7) eingesetzten Empfänger (12).

Description

VERFAHREN UND ANORDNUNG ZUR ÜBERTRAGUNG VON DATEN UNTER VERWENDUNG VON OFDM UND TDMA
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von Daten in einem Netzwerk mit einem übergeordneten Sende-/Empfangsgerät und mehreren untergeordneten Sende-/Em- pfangsgeräten, wobei die genannten Sende-/Empfangsgeräte zur Übertragung der Daten an ein leitungsgebundenes Übertragungsmedium, insbesondere ein Stromversorgungsnetz, angeschlossen sind und Daten von den untergeordneten Sende-/Empfangsgeräten zum übergeordneten Sende-/Empfangsgerät auf mehreren Unterträgern übertragen werden. Femer betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens. Stand der Technik
In Netzwerken zur Übertragung von Daten über ein leitungsgebundenes Übertragungsmedium, z. B. ein Stromversorgungsnetz, wird oft ein Übertragungsprotokoll eingesetzt, welches vorsieht, dass sämtlicher Datenverkehr über übergeordnete Sende-/Empfangs- ger te, sog. Master, geleitet wird. Diese Master steuern die Verteilung der zur Verfügung stehenden Übertragungskanäle auf die untergeordneten Sende-/Empfangsgeräte, die sog. Slaves. Für die Übertragung von Daten vom Master zu den Slaves (downlink) kann das zur Verfügung stehende Frequenzband mittels FDM (Frequency Division Multiplex) in mehrere Unterträger aufgeteilt werden. Diese Unterträger können dann z. B. einzelnen Slaves zu- geordnet werden, so dass mehrere Übermittlungen unabhängig voneinander möglich sind.
Die verschiedenen Unterträger haben allerdings oft eine sehr unterschiedliche Qualität, z. B. weil die Leitungen vom Master zu verschiedenen Slaves eine unterschiedliche Länge haben oder eine unterschiedliche Dämpfung aufweisen oder weil die Slaves technisch unterschiedlich aufgebaut sind. OFDM (Orthogonal Frequency Divison Multiplex) bietet in einer solchen Situation die Möglichkeit, das Modulationsformat, welches die Anzahl Bits pro übertragenem Symbol bestimmt, dem Signal/Rausch-Verhältnis der einzelnen Übertragungskanäle anzupassen. Die gegenseitige Beeinflussung der Unterträger wird dadurch minimiert, dass die Unterträger orthogonal zueinander sind. OFDM erlaubt eine bessere Ausnutzung der verfügbaren Frequenzbänder und weist deshalb eine hohe spektrale Effi- zienz auf.
Allerdings führt die Nutzung unterschiedlicher Modulationsformate bei OFDM dazu, dass die auf verschiedenen Unterträgern von den Slaves zum Master (uplink) übertragenen Signale stark unterschiedliche Leistungspegel aufweisen. Das bedingt, dass beim Master ein Empfänger mit einer extrem guten Linearität eingesetzt wird, damit diese Signale weiter verarbeitet, insbesondere demoduliert und dekodiert, werden können. Solche Empfänger weisen aber einen komplexen Aufbau auf und sind dem entsprechend teuer. Um diesen Aufwand zu vermeiden und einfachere Empfänger einsetzen zu können, wurde bisher auf allen Übertragungskanälen dasselbe Modulationsformat verwendet. Das führte dazu, dass im Uplink die schlechte Qualität eines Übertragungskanals das gemeinsame Modulationsformat für alle Übertragungskanäle bestimmte. Dadurch ging aber bei allen Übertragungskanälen einer besseren Qualität Bandbreite verloren.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörendes Verfahren zu schaffen, welches im Uplink ohne erhöhte Linearitätsanforderungen an den Empfänger eine hohe spektrale Effizienz und eine gute Ausnutzung der Bandbreite ermöglicht.
Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemäss der Erfindung werden die mehreren Unterträger durch FDMA (Frequency Division Multiple Access) und vorzugsweise FDM (Frequency Division Multiplex) bereitgestellt, sind orthogonal zueinander und werden durch TDMA (Time Division Multiple Access) weiter in Zeit- schlitze aufgeteilt.
Die Unterteilung der durch FDMA und gegebenenfalls FDM bereitgestellten Unterträger in mehrere Zeitschlitze führt zu einer grösseren Flexibilität: Der Master kann für eine gewisse Anzahl Zeitschiitze ein bestimmtes Modulationsformat vorgeben und für eine nächste Anzahl Zeitschlitze ein anderes. Er kann ausserdem die Übertragungen von den Slaves steuern, z. B. indem er jedem Slave bestimmte Zeitschlitze zum Senden zuweist. Der Master kann diese Zuordnung, die Wahl des Modulationsformats und die Anzahl Zeitschlitze, für welche dies gelten soll, z. B. der aktuellen Qualität der Unterträger anpassen.
Die Signale, welche auf den verschiedenen Unterträgern zur Datenübertragung verwendet werden, sind orthogonal zueinander, indem OFDM (Orthogonal Frequency Division Multi- plexing) eingesetzt wird. Durch die Orthogonalität ist eine gewisse spektrale Überlappung der Unterträger erlaubt, dadurch können die Unterträger "dichter" im Frequenzspektrum angeordnet werden und die spektrale Effizienz wird verbessert.
Auch die gleichzeitige Verwendung orthogonaler und nicht orthogonaler Unterträger ist möglich. Dabei muss aber darauf geachtet werden, dass Überlappungen der Unterträger nicht zu Störungen, wie dem sog. Nachbarkanalübersprechen, führen. Solche Störungen können z. B. dadurch vermieden werden, dass die Zuordnung der Zeitschlitze entsprechend gesteuert wird, z. B. so, dass im Frequenzband benachbarte und nicht zueinander orthogonale Unterträger nicht gleichzeitig im Uplink eingesetzt sind.
Mit Vorteil werden Sende-Leistungspegel der untergeordneten Sende-/Empfangsgeräte so eingestellt, dass in einem gegebenen Zeitschlitz alle von den untergeordneten Sende-/Em- pfangsgeräten übertragenen Daten beim übergeordneten Sende-/Empfangsgerät mit ungefähr denselben Empfangs-Leistungspegeln empfangen werden. Durch die Leistungsregelung bei den Slaves kann auch bei Unterträgern bzw. Übertragungskanälen mit unterschiedlicher Dämpfung erreicht werden, dass sämtliche Signale der Slaves beim Master ungefähr mit demselben Leistungspegel eintreffen, so dass die Linearität des Empfängers nicht kritisch ist für eine zuverlässige Demodulation und Dekodierung der empfangenen Signale. Der Empfangs-Leistungspegel beim Master kann für verschiedene Zeitschlitze, bzw. Gruppen von Zeitschlitzen aber durchaus unterschiedlich gewählt werden.
Die Leistungsregelung kann - wie aus dem Stand der Technik bekannt - z. B. durch einen geschlossenen Regelkreis erfolgen (Closed Loop Power Control). Falls das Netzwerk so konfiguriert ist bzw. konfiguriert werden kann, dass die Dämpfung auf allen jeweils gleichzeitig verwendeten Unterträgern zu allen untergeordneten Sende-/Empfangsgeräten ungefähr gleich gross ist, kann auf eine individuelle Leistungsregelung verzichtet werden.
Die Orthogonalität der vom untergeordneten zum übergeordneten Sende-/Empfangsgerät übertragenen Daten führt zwar im Prinzip dazu, dass keine gegenseitige Beeinflussung der auf verschiedenen Unterträgern übermittelten Daten stattfindet. Allerdings werden Signale, die von verschiedenen Slaves zum Master übertragen werden, immer gewisse Frequenzfehler aufweisen, welche zu einer Interferenz zwischen den Unterträgern führen. Die Frequenzfehler werden durch die Slaves laufend korrigiert, indem eine Schätzung des Fehlers aufgrund des Downlink-Signals vorgenommen wird. Die Genauigkeit dieser Schätzung ist massgebend für das Mass verbleibender Frequenzfehler und damit für die auftretende Interferenz. Je stärker wiederum die Interferenz sein kann, desto geringer ist der zulässige Leistungsunterschied zwischen verschiedenen Unterträgern. Bei grossen Frequenzunterschieden kann die auftretende Interferenz dadurch verringert werden, dass zwischen Unterträgern, die verschiedenen Slaves zugeteilt sind, ein oder mehrere Unterträger unbenutzt bleiben, so dass die verbleibende Interferenz auf ein zulässiges Mass reduziert wird. Bei Empfängern ohne erhöhte Linearitätsanforderungen beträgt der zulässige Leistungsunterschied zwischen Uplink-Signalen verschiedener Slaves typischerweise zwischen 10 dB und maximal 30 dB.
Vorzugsweise werden in unterschiedlichen Zeitschlitzen unterschiedliche Übertragungsraten eingesetzt. Diese ergeben sich durch unterschiedliches Bit-Loading. Die Qualität der Übertragungskanäle ändert sich mit der Zeit. Bewirkt ist dies z. B. durch die unterschiedli- ehe Konfiguration des Netzwerks zu verschiedenen Zeitpunkten, sowohl was die Anzahl und die Orte der angeschlossenen Endgeräte als auch was die aktuelle Kanalzuordnung und die aktuell sendenden bzw. empfangenden Sende-/ Empfangsgeräte betrifft. Dazu kommen die üblichen zeitlichen Schwankungen der Übertragungsqualität. Wenn in unterschiedlichen Zeitschlitzen unterschiedliche Übertragungsraten eingesetzt werden können, kann diesen Qualitätsschwankungen Rechnung getragen werden.
Variables Bit-Loading bedeutet, dass die Anzahl der Bits, die mit einem Symbol übertragen werden, variiert werden kann. Dies wird durch verschiedene Modulationsverfahren ermöglicht, z. B. durch PAM (Phase Amplitude Modulation), QAM (Quadrature Amplitude Modulation) oder PSK (Phase Shift Keying). Generell sind Übertragungen mit einer höheren Anzahl Bits pro Symbol und dadurch einer höheren Übertraguήgsrate anfälliger auf Störungen und benötigen einen Übertragungskanal mit höherer Qualität als Übertragungen mit einer geringeren Anzahl Bits pro Symbol, d. h. der Signal/Rausch-Abstand muss grösser sein. Um die Vorteile der variablen Übertragungsraten optimal auszunutzen, werden vorzugsweise die untergeordneten Sende-/Empfangsgeräte in zwei oder mehr Klassen klassiert. Dabei erfolgt die Klassierung nach der maximal möglichen Übertragungsrate des Übertragungskanals vom untergeordneten Sende-/Empfangsgerät (Slave) zum übergeordneten Sende-/Empfangsgerät (Master). Die Daten von Sende-/Empfangsgeräten derselben Klasse werden anschliessend in möglichst denselben Zeitschlitzen übermittelt.
Dies führt dazu, dass in einem bestimmten Zeitschlitz vorwiegend Sende-/Empfangsgeräte Daten zum Master übertragen, welche dazu dieselbe maximale Übertragungsrate einsetzen können. Diese Übertragungsrate wird denn auch als maximale Übertragungsrate für die Übertragung aller Daten in diesem Zeitschlitz gewählt. Nur falls dadurch in diesem Zeitschlitz die Unterträger noch nicht "aufgefüllt" sind und noch Kapazität zur Verfügung steht, können weitere Sende-/Empfangsgeräte, welche auf Kanälen mit einer hohen Übertragungsqualität eigentlich mit einer höheren Übertragungsrate senden könnten, einen Teil ihrer Daten übertragen. Diese Sende-/Empfangsgeräte reduzieren ihre Sendeleistung ent- sprechend, so dass ihr Leistungspegel denjenigen der eigentlich langsameren Slaves nicht wesentlich übertrifft. Auf diese Weise werden so wenige Sende-/Empfangsgeräte wie möglich durch langsamere Übertragungskanäle gebremst. Der dadurch resultierende Verlust an Bandbreite ist also minimiert. Trotzdem treffen während des bestimmten Zeitschlitzes alle Signale von den Slaves beim Master mit ungefähr dem selben Leistungspegel ein. Die Demodulation und Dekodierung ist dadurch auch ohne erhöhte Ansprüche an die Linearität des Empfängers möglich.
Mit Vorteil wird die Übertragung wie folgt organisiert: Als Erstes werden, während einem oder mehreren Zeitschlitzen, auf allen verfügbaren Unterträgern Daten der Sende-/Emp- fangsgeräte übertragen, deren Übertragungskanäle der Klasse mit der geringsten maximalen Übertragungsrate entsprechen und zwar mit der (dieser Klasse zugeordneten) geringsten maximalen Übertragungsrate. Darauf folgen, wiederum während einem oder mehreren Zeitschlitzen, die Daten der Sende-/Empfangsgeräte, deren Übertragungskanäle einer Klasse mit einer höheren maximalen Übertragungsrate entsprechen. Diese Daten werden entsprechend mit der höheren maximalen Übertragungsrate übertragen. Je nach Anzahl Klassen und je nach Klassierung der Sende~/Empfangsgeräte wird dieser Ablauf so oft wiederholt, bis auch alle Daten der Sende-/Empfangsgeräte mit der höchsten maximalen Übertragungsrate übertragen worden sind.
Die Anzahl der Klassen muss nicht konstant sein und kann für jeden Übertragungszyklus neu gewählt werden. Sie richtet sich insbesondere nach der Anzahl der Unterträger, der Anzahl der angeschlossenen Sende-/Empfangsgeräte, den verfügbaren Übertragungsraten oder dem aktuellen Datenaufkommen.
Auch die Anzahl der Unterträger muss nicht konstant sein und kann z. B. für jede Übertragungsrate unterschiedlich gewählt oder den soeben genannten Parametern angepasst werden.
Vorzugsweise wird das Verfahren wie folgt konkret realisiert:
a) Eine erste Anzahl Zeitschlitze wird bestimmt, die für die Übermittlung aller Daten der Sende-/Empfangsgeräte in der Klasse mit der ersten, geringsten maximalen Übertragungsrate benötigt wird;
b) diese Daten werden während der ersten Anzahl Zeitschlitze den verfügbaren Unterträgern zugewiesen;
c) um weitere Unterträger während der ersten Anzahl Zeitschlitze "aufzufüllen", denen noch keine Daten zugewiesen worden sind, werden Daten der Sende-/Emp- fangsgeräte höherer Klassen diesen weiteren Unterträgern zugewiesen, bis alle verfügbaren Unterträger "aufgefüllt" sind;
d) die zugeordneten Daten werden während der ersten Anzahl Zeitschlitze auf allen verfügbaren Unterträgern übertragen und zwar mit der ersten, geringsten maximalen Übertragungsrate; e) als Nächstes wird eine zweite Anzahl Zeitschlitze bestimmt, die für die Übermittlung aller Daten in der Klasse mit der zweiten, nächst höheren Übertragungsrate benötigt wird;
- f) diese Daten werden während der zweiten Anzahl Zeitschlitze den verfügbaren Un- terträgern zugewiesen;
g) weiteren Unterträgern, denen bisher noch keine Daten zugewiesen worden sind, werden während der zweiten Anzahl Zeitschlitze erneut Daten der Sende-/Emp~ fangsgeräte höherer Klassen zugewiesen, bis alle verfügbaren Unterträger aufgefüllt sind;
h) die zugeordneten Daten werden während der zweiten Anzahl Zeitschlitze auf allen verfügbaren Unterträgern übertragen und zwar mit der zweiten Übertragungsrate oder einer tieferen Übertragungsrate;
i) die Schritte e-h werden mit den verbleibenden Daten der Sende-/ Empfangsgeräte in den höheren Klassen wiederholt.
Diese Wiederholungen der einzelnen Schritte erfolgen so lange, bis auch sämtliche Daten der Sende-/Empfangsgeräte in der Klasse mit der höchsten maximalen Übertragungsrate übertragen worden sind. Es versteht sich, dass der Übermittlungsbedarf in einer Klasse sehr gering sein kann, so dass bereits das "Auffüllen" der verbleibenden Zeitschlitze der nächst unteren Klasse zur Übertragung sämtlicher Daten der Klasse ausreicht. In diesem Fall wird ganz einfach mit der Übertragung von Daten der nächst höheren Klasse fortgefahren. Dadurch, dass im Schritt h auch tiefere Übertragungsraten verwendet werden können, ist es möglich, auch Unterträger mit einem hohen Rauschpegel einzusetzen, welcher eine Übertragung mit der aktuellen Übertragungsrate nicht erlauben würde. Die jeweils verfügbaren Unterträger sind jene, welche die Übertragung von Daten mit einer gegebenen Über- tragungsrate eriauben. Unterträger, welche eine wesentlich höhere Empfangsempfindlichkeit bzw. einen wesentlich höheren Empfangs-Leistungspegel selbst bei der geringsten Übertragungsrate bedingen würden, werden nicht zur Übertragung verwendet. Nach Beendigung eines solchen Verfahrenszyklus, d. h. sobald auch die Daten der höchsten Klasse übertragen worden sind, schliesst sich ein neuer Zyklus an, wobei wieder mit der untersten Klasse begonnen wird. Die unterste Klasse für den neuen Zyklus kann aber durchaus einer anderen maximalen Übertragungsrate entsprechen, z. B. weil sich die Qua- lität der Übertragungskanäle generell verbessert oder verschlechtert hat oder weil andere Sende-/Empfangsgeräte Übertragungsbedarf anmelden. Welche Daten während eines Verfahrenszyklus übertragen werden, kann auf verschiedene Art und Weise bestimmt werden. Jedem Sende~/Empfangsgerät kann z. B. eine gewisse maximale Datenmenge zugeordnet werden, welche während eines Zyklus übertragen werden kann, oder während eines Verfahrenszyklus werden alle Daten übertragen, welche sich zu einem bestimmten Zeitpunkt in einem Puffer befinden.
Im Sinne einer Vereinfachung können im Schritt h des Verfahrens alle zugeordneten Daten mit der zweiten Übertragungsrate (oder der entsprechenden höheren aktuellen Übertragungsrate) übertragen werden. Dies führt dazu, dass in einem gegebenen Zeitschlitz alle verwendeten Unterträger dasselbe Modulationsformat aufweisen. Wiederum kann in verschiedenen Zeitschlitzen das Modulationsformat durchaus unterschiedlich gewählt werden. Wenn sich die Rauschpegel in verschiedenen Übertragungskanälen nur unwesentlich unterscheiden, resultiert durch die Vereinfachung höchstens ein geringer Verlust an Bandbreite bzw. Übertragungskapazität.
Die Daten können in zwei oder mehr Service-Klassen klassiert sein. Die Daten der ersten Service-Klasse werden prioritär behandelt, d.h. die Daten der zweiten Service-Klasse wer- den später oder bestenfalls gleichzeitig wie die Daten der ersten Service-Klasse übertragen. Dieses "Quality-of-Service"-Konzept erlaubt es, ausgewählte Sende-/Empfangsgeräte oder ausgewählte Daten prioritär zu behandeln, z. B. weil diese wichtige Steueraufgaben wahrnehmen oder wichtige Steuerdaten übermitteln. Es ist dadurch z. B. ebenfalls möglich, Übertragungskapazität verschiedener Service-Klassen zu verschiedenen Preisen anzubieten. Die Integration verschiedener Service-Klassen in das erfindungsge ässe Verfahren erfolgt z. B. indem in einem ersten Verfahrenszyklus alle Daten der ersten Service-Klasse und erst in einem späteren Verfahrenszyklus alle Daten der zweiten Service-Klasse übertragen werden.
Eine Anordnung zur Übertragung von Daten in einem Netzwerk umfasst ein übergeordnetes Sende-/Empfangsgerät und mehrere untergeordnete Sende-/Empfangsgeräte. Die genannten Sende-/Empfangsgeräte umfassen Mittel zum Anschluss an ein leitungsgebundenes Übertragungsmedium, z. B. an ein Stromversorgungsnetz. Die untergeordneten Sende-/Empfangsgeräte umfassen Mittel zum Übertragen von Daten zu den übergeordne- ten Sende-/Empfangsgeräten auf mehreren Unterträgern, wobei diese Unterträger durch FDMA (Frequency Division Multiple Access) und vorzugsweise FDM (Frequency Division Multiplex) bereitgestellt werden, zueinander orthogonal sind und durch TDMA (Time Division Multiple Access) weiter in Zeitschlitze aufgeteilt werden.
Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche er- geben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 Eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Anordnung zum Anschluss an ein Stromversorgungsnetz;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen übergeordneten
Sende-/Empfangsgeräts;
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemässen Verfahrens; Fig. 4 eine mögliche Zuordnung von Daten zu Zeitschlitzen, erzeugt durch ein erfindungsgemässes Verfahren;
Fig. 5 eine mögliche Zuordnung von Daten zu Zeitschlitzen, erzeugt durch ein anderes erfindungsgemässes Verfahren.
Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Figur 1 ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Anordnung zum Anschluss an ein Stromversorgungsnetz. Dargestellt ist eine Transformatorstation 1 , in welcher die Spannung einer Mittelspannungsleitung 3 mit einem Transformator 2 in eine Nie- derspannung transformiert wird, welche von einer Stromschiene 4 abgegriffen werden kann. An der Stromschiene 4 ist eine Niederspannungsleitung 5 angeschlossen, welche beispielsweise ein einzelnes Gebäude in einem Quartier mit Strom versorgt. Die Niederspannungsleitung 5 weist eine Induktivität 6 auf.
An der Niederspannungsleitung 5 ist eine Masterstation 7 angeschlossen, welche mit den Slaves 8.1, 8.2, 8.3, die ebenfalls an diese Niederspannungsleitung 5 angeschlossen sind, einen Kommunikationsverbund bildet. Der Kommunikationsverbund kann ausserdem eine Mehrzahl weiterer (nicht dargestellter) Slaves umfassen.
Das Einsatzgebiet des erfindungsgemässen Verfahrens und der erfindungsgemässen Vorrichtung ist aber nicht auf die Datenübertragung in Stromversorgungsnetzen beschränkt. Es umfasst weitere leitungsgebundene Übertragungsmedien, wie herkömmliche Datenkabel oder ein Breitbandkabel.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen übergeordneten Sende-/Empfangsgeräts (Masterstation). Die Masterstation 7 ist zur Übertragung von Daten an die Niederspannungsleitung 5 angeschlossen. Der Anschluss erfolgt über eine Schnittstelle 10, welche insbesondere die elektrische Anpassung an das Stromversorgungsnetz leistet und Signale ein- bzw. auskoppelt. Auf der anderen Seite ist die Masterstation 7 an. ein Endgerät 9, wie z. B. einer Workstation, einem Personal Computer, einem Terminal, einem Server oder einem Router angeschlossen. Ein zweites Interface 1 1 sorgt für die Anpassung des Signals und des Übertragungsprotokolls an das Endgerät 9. Von der ersten Schnittstelle 10 gelangen aus der Niederspannungsleitung 5 ausgekoppelte Signale zum Empfänger 12, wo sie demoduliert und ggf. dekodiert werden, so dass die empfangenen Daten über einen Puffer 13 und die zweite Schnittstelle 1 1 an das Endgerät 9 übermittelt werden können.
In die andere Richtung übermittelt das Endgerät 9 Daten über die Schnittstelle 1 1 und weiter über einen zweiten Puffer 14 zum Sender 15. Durch diesen werden die Daten ggf. kodiert sowie einem Träger aufmoduliert. Über die Schnittstelle 10 werden die Signale in die Niederspannungsleitung 5 eingekoppelt.
Die Masterstation 7 umfasst ausserdem viele weitere Elemente, insbesondere zur Steue- rung der Datenübertragung im jeweiligen Netzwerk. Von diesen werden im Folgenden nur diejenigen beschrieben, welche zur erfindungsgemässen Zuordnung von Zeitschlitzen für die Datenübertragung von den untergeordneten Sende-/Empfangsgeräten zur Masterstation 7 (uplink) dienen.
Die von den untergeordneten Sende-/Empfangsgeräten (Slaves) empfangenen Signale, teilweise verarbeitete, z. B. bereits demodulierte, Signale oder gemessene Parameter, wie z. B. ein Signal-/Rausch-Verhältnis, werden vom Empfänger 12 zu einem Klassierer 16 übermittelt. Dieser bestimmt aufgrund dieser Signale und/oder Parameter die Übertragungsqualität des Übertragungskanals zwischen dem sendende/! Slave und der Masterstation. Dem Klassierer 16 werden durch den Empfänger 12 ausserdem von den Slaves ge- sendete Steuerdaten übermittelt. Diese enthalten insbesondere Informationen über eine technisch mögliche maximale Übertragungsrate, welche vom Slave unterstützt wird.
Basierend auf den erhaltenen Daten aller untergeordneten Sende-/Empfangsgeräte klassiert der Klassierer 16 periodisch die Sende-/Empfangsgeräte, indem er jedes Gerät einer Klasse zuordnet. Jede Klasse entspricht einer bestimmten, maximal möglichen Übertragungsrate. Die Klassenzuordnungen werden im Speicher 17 bis zur nächsten Neuklassierung festgehalten.
In einem weiteren Speicher 18 werden durch den Empfänger 12 die Anzahl Daten abge- legt, welche jeder Slave im nächsten Verfahrenszyklus zum Master übertragen will. Die im Speicher 17 abgelegten Klassenzuordnungen sowie die im Speicher 18 abgelegten Datenmengen werden zu einer Steuerung 19 übertragen, welche darauf basierend die Zuordnung der zu sendenden Daten zu Uplink-Zeitschlitzen, wie im Folgenden beschrieben, vornimmt. Die Zuordnung für jeden Slave, d. h. die Information darüber, in welchen Zeitschlitzen und auf welchem Unterträger ein bestimmtes Sende-/Empfangsgerät zur Masterstation 7 senden kann, wird über den Sender 15 zu den einzelnen Slaves übertragen.
Die erfindungsgemässe Masterstation kann auch anders gegliedert sein, z. B. indem zusätzliche, vom Empfänger getrennte, Schaltkreise zur Bestimmung des Signal/Rausch- Verhältnisses oder anderer Parameter vorgesehen sind. Es ist überdies möglich, verschie- dene Funktionen in ein Schaltelement zu integrieren. Zur Klassierung der Slaves oder zur Zuordnung der Uplink-Zeitschlitze können überdies Mittel eingesetzt werden, die in einem üblichen übergeordneten Sende-/Empfangsgerät ohnehin vorhanden sind, so dass eine übliche Masterstation nach einer Umprogrammierung das erfindungsgemässe Verfahren durchführen kann.
Damit die Sendeleistung der Slaves so geregelt werden kann, dass sämtliche Signale aller sendenden Slaves beim Master ungefähr mit demselben Leistungspegel eintreffen, kann die Masterstation Mittel zur Steuerung der Sendeleistung der Slaves umfassen. Diese können auf der Basis eines geschlossenen Regelkreises (closed-loop power control) funktionieren, wie aus dem Stand der Technik bekannt. Wahlweise kann der Master den Slaves auch lediglich seine Sendeleistung sowie den gewünschten Leistungspegel für den Empfang der Signale von den Mastern übermitteln. Aufgrund des Leistungspegels, mit welchem ein vom Master zu einem bestimmten Slave gesendetes Signal empfangen wird, bestimmt dieser Slave die Dämpfung des benutzten Übertragungskanals und setzt seine Sendeleis- tung unter Berücksichtigung der bestimmten Dämpfung des Kanals so fest, dass der Master die Signale des Slaves mit dem gewünschten Leistungspegel empfängt.
Figur 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemässen Verfahrens. Es wird angenommen, dass Daten mit Übertragungsraten von 2, 4, 6, 8 oder 10 bits/symbol (bei einer konstanten Symbolrate) übertragen werden können. Vor der Übertragung erfolgt eine Klassierung (Schritt 20) sämtlicher untergeordneter Sende-/ Empfangsgeräte (Slaves). Je nach maximaler Ubertragungsrate vom Slave zum Master wird jeder Slave einer Klasse K2, K4, K6, K8 oder K10 zugeordnet. Slaves der Klasse K6 unterstützen z. B. eine maximale Ubertragungsrate auf den Unterträgern der besten Qualität von 6 bits/symbol etc.
Die aktuelle Ubertragungsrate R wird dann auf die geringste unterstützte Ubertragungsrate von 2 bits/symbol eingestellt (Schritt 21). In der Klasse, welche der aktuellen Ubertragungsrate entspricht, wird nun die (verbleibende) Datenmenge bestimmt, d. h., wie viele Daten von den Slaves während dem aktuellen Verfahrenszyklus noch zum Master übertragen werden sollen (Schritt 22). Entweder meldet jeder Slave die Datenmenge, welche zur Übertragung ansteht, dem Master, oder die Kommunikation wird zentral vom Master organisiert, so dass die Informationen über zu übertragende Datenmengen ohnehin beim Master bekannt sind.
Die Auswahl der in einem Verfahrenszyklus zu übertragenden Daten kann auf verschiedene Weise erfolgen. Entweder werden sämtliche gemeldeten Daten übertragen, oder jedem Slave steht ein bestimmtes maximales Kontingent an Daten zu, welche in einem Zyklus übertragen werden können. Die verbleibende Datenmenge in einer Klasse KR, im Folgenden mit ND(KR) bezeichnet, ergibt sich als Anzahl der zu übertragenden Daten abzüglich bereits übertragener Daten dieser Klasse. Zu Beginn des Verfahrenszyklus sind noch keine Daten übertragen worden; ND(KR) für die Klasse mit der tiefsten Ubertragungsrate ent- spricht also der Gesamtzahl der Daten dieser Klasse.
Als Nächstes wird geprüft, ob in dieser Klasse überhaupt Daten übertragen werden sollen (Schritt 23). Ist dies nicht der Fall (ND(KR)=0) wird die aktuelle Ubertragungsrate auf die nächst höhere Ubertragungsrate eingestellt (Schritt 14) und das Verfahren wird mit dieser neuen Ubertragungsrate weiter geführt.
Stehen Daten der aktuellen Klasse zur Übertragung an, wird nun die Anzahl Ns benötigter Zeitschlitze bestimmt (Schritt 25). Dazu werden die zu übertragenden Daten auf alle ver- fügbaren Unterträger verteilt, wobei zur Übertragung auf allen Unterträgern höchstens die aktuelle Ubertragungsrate verwendet werden wird.
Die in der aktuellen Klasse KR zur Übertragung anstehenden Daten werden nun allen Unterträgern während den Ns Zeitschlitzen zugeordnet (Schritt 26). In der Regel werden die Ns Zeitschlitze dadurch nicht vollständig aufgefüllt. Entweder stehen nicht alle Unterträger für die Übertragung von Daten der aktuellen Klasse KR zur Verfügung oder die Anzahl zu übertragender Daten passt nicht genau in eine ganze Anzahl Zeitschlitze. Letzteres Hesse sich zwar dadurch vermeiden, dass bei der Auswahl der zu übertragenden Daten zusätzliche Kriterien angewandt werden, welche dazu führen, dass die zu übertragende Gesamtdaten- menge immer einem Vielfachen der Kapazität eines Zeitschlitzes entspricht. Besonders wenn die Übertragungskapazität eines Zeitschlitzes gross ist (z. B. weil viele Unterträger verfügbar sind oder weil die Ubertragungsrate gross ist) oder wenn die zu übertragenden Datenmengen einzelner Slaves klein sind, ist ein vollständiges Auffüllen der Ns Zeitschlitze aber schwierig.
Deshalb werden die verbliebenen Unterträger, denen während einem oder mehreren der Ns Zeitschlitze noch keine Daten zugeordnet worden sind, mit Daten von Slaves in der Klasse KR. mit der nächst höheren Ubertragungsrate R' (im dargestellten Beispiel R -R+2) aufgefüllt (Schritte 27, 28). Es ist zu beachten, dass auch diese zusätzlichen Daten höchstens mit der aktuellen Ubertragungsrate R übertragen werden.
Unter Umständen können sämtliche Daten der nächst höheren Klasse KR. in den verbiei- benden Unterträgern übertragen werden oder Unterträger stehen auch für die Übertragung von Daten der nächst höheren Klasse KR. wegen mangelnder Qualität nicht zur Verfügung. Falls also nach dem ersten Auffüllen mit den Daten der nächst höheren Klasse noch immer Kapazität vorhanden ist, d. h. Unterträger mit nicht aufgefüllten Zeitschlitzen verbleiben (Schritt 29), wird der Auffüllvorgang mit Daten einer noch höheren Klasse (im Beispiel R+4) wiederholt. Der Zähler R' wird im beschriebenen Beispiel abermals um 2 bit/symbol erhöht (Schritt 30). Im Extremfall kann die Auffüllprozedur mit Daten noch höherer Klassen weitergeführt werden.
Sobald allen Ünterträgem für alle Ns Zeitschlitze Daten zugeordnet sind,, werden diese Daten während der Ns Zeitschlitze mit der aktuellen Ubertragungsrate R von den beteiligten Slaves (der Klasse KR und allenfalls höherer Klassen) zum Master übertragen (Schritt 31).
Die beschriebenen Schritte 22-31 werden nun mit der nächsten anstehenden Ubertragungsrate R+2 durchgeführt. Ein Verfahrenszyklus endet, wenn die ganze Datenmenge aller Klassen übertragen worden ist. In der Regel wird sich an einen Verfahrenszyklus direkt ein nächster Zyklus anschliessen, in welchem erneut eine Datenmenge zur Übertragung bestimmt wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann auch anders realisiert werden. So entfällt z. B. das Auffüllen der verbleibenden Zeitschlitze, wenn die Auswahl der in einem Verfahrenszyklus zu sendenden Daten so erfolgt, dass die Daten jeder Klasse jeweils eine Anzahl Zeitschlitze ganz füllen und wenn auf allen Unterträgern Daten jeder Klasse KR übertragen werden können. Das Verfahren wird zudem in der Regel in einer "Pipeline" ausgeführt werden, d. h., während Daten mit der Rate R übertragen werden (Schritt 31), erfolgt bereits die Zuordnung der Daten der nächst höheren Klasse (Schritte 22-29). Es ist ebenfalls möglich, die Zuordnung von Daten eines ganzen Verfahrenszyklus vorzunehmen, diese den untergeordneten Sende-/Empfangsgeräten mitzuteilen und erst dann sämtliche zugeordnete Daten zu übertragen.
Figur 4 zeigt eine mögliche Zuordnung von Daten zu Zeitschlitzen, und dient zur weiteren Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens. Dazu wird angenommen, dass zur Über- tragung von Daten von den Slaves zum Master mit Übertragungsraten von 2, 4, 6, 8 oder 10 bits/symbol vier Unterträger 33, 34, 35, 36 zur Verfügung stehen. Der Einfachheit halber sei die Anzahl der Unterträger während dem betrachteten Verfahrenszyklus konstant. Beim dargestellten Verfahren, welches zu der in der Figur 4 gezeigten Zuordnung führt, wird in einem gegebenen Zeitschlitz auf allen verwendeten Unterträgern dasselbe Modulationsformat verwendet, d. h. dieselbe Ubertragungsrate.
Die Unterträger sind jeweils in Zeitschlitze 33.1-33. n, ..., 36.1-36. n unterteilt, wobei alle Zeitschlitze dieselbe Dauer haben und die Unterträger untereinander so synchronisiert sind, dass die Zeitschlitze jeweils gleichzeitig beginnen und enden: Die Zeitschlitze 33.1, 34.1 , 35.1 und 36.1 auf den Unterträgern 33, 34, 35 und 36 sind also gleichzeitig.
Folgende Datenmeπgen (in einer willkürlichen Einheit) stehen bei den Slaves einer bestimmten Klasse im dargestellten Beispiel zur Übertragung an:
mit einer maximalen Ubertragungsrate von 2 bit/symbol (Klasse K2): 18 mit einer maximalen Ubertragungsrate von 4 bit/symbol (Klasse K4): 78 mit einer maximalen Ubertragungsrate von 6 bit/symbol (Klasse K6): 56 mit einer maximalen Ubertragungsrate von 8 bit/symbol (Klasse K8): 48 mit einer maximalen Ubertragungsrate von 10 bit/symbol (Klasse. K10): 16.
Es wird weiter angenommen, dass in einem Zeitschlitz mit der niedrigsten Übertragungs- rate 2 bit/symbol 2 Dateneinheiten Überträgen werden können (entsprechend 4 Dateneinheiten mit 4 bit/symbol etc.). Es ist zu beachten, dass die in der Figur dargestellten,- die Zeitschlitze der einzelnen Unterträger betreffenden Zahlen 2, 4, 6, 8, 10 weder die Ubertragungsrate noch die Menge übertragener Daten in einem Zeitschlitz angeben, sondern die Klasse, in welcher der in diesem Zeitschlitz .auf diesem Unterträger sendende Slave klassiert ist.
Für die Übertragung der Daten in der tiefsten Klasse K2 werden 3 Zeitschlitze benötigt, welche einen ersten Übertragungsabschnitt 37.1 bilden. Die Kapazität dieser 3 Zeitschlitze auf 4 Unterträgern ist bei der entsprechenden Ubertragungsrate von 2 bit/symbol jedoch 24 Dateneinheiten. Die verbleibenden 6 Dateneinheiten können also den Slaves der nächst höheren Klasse K zugeteilt werden und bereits - allerdings mit der geringeren Ubertragungsrate von 2 bit/symbol - im ersten Übertragungsabschnitt 37.1 übertragen werden. Für die Übertragung der 6 Dateneinheiten der nächst höheren Klasse K4 werden 3 Zeitschlitze eines Unterträgers beansprucht, also ein Unterträger während des gesamten Übertragungsabschnitts 37.1. Weil die sendenden Sende-/Empfangsgeräte der Klasse K4 eigentlich auch mit der nächst höheren Ubertragungsrate arbeiten könnten, kann diesem Unterträger z. B. ein Frequenzband zugeteilt werden, dessen Übertragungsqualität für die anderen Sende-/Empfangsgeräte, in der tieferen Klasse K2, nicht ausreichen würde. Deshalb ist die dargestellte Zuordnung vorteilhaft, bei welcher zuerst Unterträger während der gesamten Dauer des Übertragungsabschnitts mit Daten der aktuellen Klasse "gefüllt" werden, so dass u. U. weiteren Unterträgern während der gesamten Dauer des Abschnitts Daten einer höheren Klasse zugeordnet werden können.
Von der Datenmenge in der nächst höheren Klasse K4 bleiben also 72 Dateneinheiten übrig. Für die Übertragung derselben mit 4 bit/symbol im Übertragungsabschnitt 26.2 werden 5 Zeitschlitze benötigt. Wiederum verbleibt eine Kapazität von 8 Dateneinheiten. Diese wird mit Daten der nächst höheren Klasse K6 "aufgefüllt".
Von der Datenmenge dieser Klasse K6 bleiben demnach noch 48 Einheiten übrig, welche während genau 2 darauffolgenden Zeitschlitzen, welche den Abschnitt 26.3 bilden, übertragen werden können. Ein Auffüllen unterbleibt in diesem Fall.
Für die Übertragung der Datenmenge in der nächsten Klasse K8 werden 2 Zeitschlitze benötigt. Es verbleibt eine Kapazität von 16 Dateneinheiten (je 1 Zeitschlitz auf 2 Unterträ- gern bei einer Ubertragungsrate von 8 bit/symbol). Diese verbleibende Kapazität reicht gerade für die Daten der Slaves in der höchsten Klasse mit einer maximalen Übertragungs- rate von 10 bit/symbol aus.
Weil in der höchsten Klasse keine zu übertragenden Daten verbleiben, erfolgt in diesem Verfahrenszyklus keine Übertragung von Daten mit der höchsten Ubertragungsrate von 10 bit/symbol. Es schliesst sich vielmehr nach dem Abschnitt 37.4, in dem Daten mit 8 bit/symbol übertragen worden sind, der nächste Verfahrenszyklus an. Die Figur 5 zeigt wiederum eine mögliche Zuordnung von Daten zu Zeitschlitzen und dient zur weiteren Erläuterung einer anderen Ausführungsmöglichkeit des erfindungsgemässen Verfahrens. Wiederum stehen zur Übertragung von Daten von den Slaves zum Master mit Übertragungsraten von 2, 4, 6, 8 oder 10 bits/symbol vier Unterträger 33, 34, 35, 36 zur Verfügung. Die Anzahl der Unterträger ist während dem betrachteten Verfahrenszyklus ebenfalls konstant. Im Gegensatz zum bereits dargestellten vereinfachten Verfahren können beim nun dargestellten Verfahren, welches zu der in der Figur 5 gezeigten Zuordnung führt, in einem gegebenen Zeitschlitz auf verschiedenen Unterträgern unterschiedliche Modulationsformate, d. h. auch unterschiedliche Übertragungsraten verwendet werden. Dieses Verfahren erlaubt auch dann eine optimale Ausnützung der zur Verfügung stehenden Übertragungskanäle, wenn die verschiedenen Unterträger stark unterschiedliche Rauschpegel aufweisen.
Die Unterträger sind wiederum jeweils in Zeitschlitze 38.1-38. n, ..., 41.1-41.n unterteilt, wobei alle Zeitschlitze dieselbe Dauer haben und die Unterträger untereinander so syn- chronisiert sind, dass die Zeitschlitze jeweils gleichzeitig beginnen und enden: Die Zeitschlitze 38.1, 39.1 , 40.1 und 41.1 auf den Unterträgern 38, 39, 40 und 41 sind also gleichzeitig.
Es wird angenommen, dass wieder die gleichen Datenmengen wie im vorigen Beispiel bei den Slaves einer bestimmten Klasse zur Übertragung anstehen. Auch die Übertragungsra- ten sind (in der willkürlichen Einheit) gleich definiert. Der Einfachheit halber wird angenommen, alle von einem Slave benutzten Unterträger hätten eine ungefähr gleich grosse Dämpfung.
Im Unterschied zum ersten Beispiel weisen die vier Unterträger 38, 39, 40, 41 stark unterschiedliche Rauschpegel auf: Der Unterträger 38 zeigt das geringste Rauschen, bei den Unterträgern 39, 40 und 41 nimmt der Rauschpegel in dieser Reihenfolge zu. Es wird angenommen, dass die Daten einer bestimmten Klasse KR auf den jeweiligen Unterträgern mit einer maximalen Ubertragungsrate gemäss folgender Tabelle übertragen werden können: Unterträger
-*- κτ>
Die Daten in der tiefsten Klasse K2 können nur auf den beiden Unterträgern 38, 39 der besten Qualität übertragen werden. Es werden also fünf Zeitschlitze benötigt, welche einen ersten Übertragungsabschnitt 42.1 bilden. Dem verbleibenden fünften Zeitschlitz auf dem Unterträger 39 sowie den Zeitschlitzen des Unterträgers 40 werden Daten aus der Klasse K4 zugeordnet, welche auf diesen Unterträgem mindestens mit 2 bit/symbol übertragen werden können. Den Zeitschlitzen des Unterträgers 41 mit der schlechtesten Qualität werden Daten der Klasse K6 zugeordnet, weil die Qualität dieses Unterträgers nicht für die Übertragung von Daten einer tieferen Klasse ausreicht.
Im ersten Übertragungsabschnitt 42.1 werden sämtliche Daten mit der geringsten Ubertragungsrate von 2 bit/symbol übertragen.
Von der Datenmenge in der nächst höheren Klasse K4 bleiben 66 Dateneinheiten übrig. Zur Übertragung derselben stehen die Unterträger 38 und 39 mit 4 bit/symbol und der Unterträger 40 mit 2 bit/symbol zur Verfügung. Die Kapazität pro Zeitschlitz auf allen verfügbaren Unterträgem ist also zehn Dateneinheiten, folglich werden sieben Zeitschlitze benötigt. Die verbleibenden Zeitschlitze der Unterträger 40, 41 werden mit Daten der nächst höheren Klasse K6 aufgefüllt, welche auf dem Unterträger 40 mit 4 bit/symbol und auf dem Unterträger 41 mit 2 bit/symbol übertragen werden können. Im zweiten Übertragungsabschnitt 42.2 werden Daten in verschiedenen Zeitschlitzen auf verschiedenen Unterträgern mit unterschiedlichen Übertragungsraten (4 bit/symbol bzw. 2 bit/symbol) übermittelt. Aufgrund des unterschiedlichen Rauschpegels der Unterträger und der unterschiedlichen Dämpfungen der Kanäle von den Slaves zum Master ist trotzdem eine Anpassung der Sendeleistung der Slaves derart möglich, dass während des ganzen Übertragungsabschnitts die Signale von den Slaves beim Master mit ungefähr demselben Empfangs-Leistungspegel eintreffen.
Von der Datenmenge der nächst höheren Klasse K6 bleiben noch 24 Einheiten übrig. Die Kapazität pro Zeitschlitz für diese Daten beträgt im nächsten Übertragungsabschnitt 42.3 18 Einheiten (6+6+4+2), es werden also noch zwei Zeitschlitze benötigt. In den verbleibenden Zeitschlitzen der Unterträger 40, 41 werden Daten der Klasse K8 mit Übertragungsraten von 4 bit/symbol bzw. 2 bit/symbol übertragen.
In der Klasse K8 bleiben sodann noch 36 Einheiten übrig. Zur Übertragung derselben rei- chen zwei Zeitschlitze aus. Die nach der Zuordnung der Daten der Klasse K8 verbleibende Kapazität dieser beiden Zeitschlitze reicht auch noch für die Übertragung der Daten der Klasse K10 mit Übertragungsraten von ό bit/symbol auf dem Unterträger 40 bzw. 2 bit/symbol auf dem Unterträger 41 aus.
Weil in der höchsten Klasse keine zu übertragenden Daten verbleiben, erfolgt in diesem Verfahrenszyklus keine Übertragung von Daten mit der höchsten Ubertragungsrate von 10 bit/symbol. Es schliesst sich vielmehr nach dem Abschnitt 42.4, in dem Daten mit 8 bit/symbol und weniger übertragen worden sind, der nächste Verfahrenszyklus an.
Falls verschiedene von demselben Slave verwendete Unterträger eine stark unterschiedliche Dämpfung aufweisen, kann ein verfeinertes Klassensystem eingesetzt werden, wobei für verschiedene Unterträger bzw. Gruppen von Unterträgem verschiedene Klassierungen vorgenommen werden. Das erfindungsgemässe Verfahren funktioniert auch bei derartig modifizierten Klassensystemen ohne wesentliche Änderung. Die Zuordnung der Daten zu den einzelnen Zeitschlitzen und Unterträgerπ kann auch anders erfolgen, z. B. indem die Zuordnung der Daten zu Zeitschlitzen für den gesamten Zyklus durch eine Optimierung vorgenommen wird. Dazu kann ein üblicher Minimier-Algo- rithmus wie steepest-descent oder eine Brute-Force-Lösung gewählt werden.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass ein Verfahren geschaffen wird, welches im Uplink ohne erhöhte Linearitätsanforderungen an den Empfänger eine hohe spektrale Effizienz und eine gute Ausnutzung der Bandbreite ermöglicht.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Übertragung von Daten in einem Netzwerk mit einem übergeordneten Sende-/Empfangsgerät (7) und mehreren untergeordneten Sende-/Empfangsgeräten (8.1-8.3), wobei die genannten Sende-/Empfangsgeräte (7, 8.1-8.3) zur Übertragung der Daten an ein leitungsgebundenes Übertragungsmedium (5), insbesondere ein
Stromversorgungsnetz, angeschlossen sind und Daten von den untergeordneten Sende-/Empfangsgeräten (8.1-8.3) zum übergeordneten Sende-/Empfangsgerät (7) auf mehreren Unterträgern übertragen werden, welche durch FDMA (Frequency Division Multiple Access) und vorzugsweise FDM (Frequency Division Multiplex) bereitge- stellt werden und orthogonal zueinander sind, wobei diese Unterträger durch TDMA
(Time Division Multiple Access) weiter in Zeitschlitze aufgeteilt' sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Sende-Leistungspegel der untergeordneten Sende-/Empfangsgeräte (8.1-8.3) so eingestellt werden, dass in einem gegebenen Zeitschlitz alle von den untergeordneten Sende-/Empfangsgeräten übertragenen Daten beim übergeordneten Sende-/Empfangsgerät (7) mit ungefähr gleichen Empfangs-Leistungspegeln empfangen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in unterschiedlichen Zeitschlitzen unterschiedliche Übertragungsraten, welche sich durch unterschiedliches Bit-Loading ergeben, eingesetzt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die untergeordneten Sende-/Empfangsgeräte (8.1-8.3) nach einer maximal möglichen Ubertragungsrate eines Übertragungskanals eines untergeordneten Sende-/Empfangsgeräts (8.1-8.3) zum übergeordneten Sende-/Empfangsgerät (7) in zwei oder mehr Klassen klassiert werden, und dass Daten von Sende-/Empfangsgeräten derselben Klasse möglichst in denselben Zeitschlitzen übermittelt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten der Sende-/Em- ' pfangsgeräte, deren Übertragungskanäle der Klasse mit einer ersten, geringsten maximalen Ubertragungsrate entsprechen, in einem oder mehreren ersten Zeitschlitzen mit der ersten, geringsten maximalen Ubertragungsrate übertragen werden, wor- auf Daten der Sende-/Empfangsgeräte, deren Übertragungskanäle einer Klasse mit einer zweiten, höheren maximalen Ubertragungsrate entsprechen, in einem oder mehreren zweiten Zeitschlitzen mit der zweiten, höheren maximalen Ubertragungsrate übertragen werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
a) Bestimmung einer ersten Anzahl Zeitschlitze, die für eine Übermittlung einer ersten Vielzahl von Daten benötigt werden, wobei die erste Vielzahl von Daten allen Daten der Sende-/Empfangsgeräte in der Klasse mit der ersten, geringsten maximalen Ubertragungsrate entspricht;
b) Zuordnung der ersten Vielzahl von Daten zu Unterträgern während der ersten An- zahl Zeitschlitze;
c) Zuordnung von Daten der Sende-/Empfangsgeräte in Klassen mit höheren maximalen Übertragungsraten als der ersten Ubertragungsrate zu verbleibenden Unterträgern während der ersten Anzahl Zeitschlitze, bis allen verfügbaren Unterträgern während der ersten Anzahl Zeitschlitze Daten zugeordnet sind;
d) Übertragung aller zugeordneten Daten mit der ersten Ubertragungsrate während der ersten Anzahl Zeitschlitze;
e) Bestimmung einer zweiten Anzahl Zeitschlitze, die für eine Übermittlung einer zweiten Vielzahl von Daten benötigt werden, wobei die zweite Vielzahl von Daten allen Daten der Sende-/Empfangsgeräte jn der Klasse mit der zweiten, nächst höheren Ubertragungsrate entspricht; f) Zuordnung der zweiten Vielzahl von Daten zu Unterträgern während der zweiten Anzahl Zeitschlitze;
g) Zuordnung von Daten der Sende-/Empfangsgeräte in Klassen mit höheren maximalen Übertragungsraten als der zweiten Ubertragungsrate zu verbleibenden Un- terträgem während der zweiten Anzahl Zeitschlitze, bis allen verfügbaren Unterträgern während der zweiten Anzahl Zeitschlitze Daten zugeordnet sind;
h) Übertragung aller zugeordneten Daten mit der zweiten Ubertragungsrate oder einer tieferen Ubertragungsrate während der zweiten Anzahl Zeitschlitze;
i) Wiederholung der Schritte e-h mit den verbleibenden Daten der Sende-/Em- pfangsgeräte in den Klassen mit den gegenüber der zweiten Ubertragungsrate höheren Übertragungsraten.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt h alle zugeordneten Daten mit der zweiten Ubertragungsrate übertragen werden, so dass in einem gegebenen Zeitschlitz alle verwendeten Unterträger ein gleiches Modulationsformat aufweisen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Daten in mindestens zwei Service-Klassen klassiert sind und dass alle Daten einer zweiten Service-Klasse später oder gleichzeitig übermittelt werden wie Daten einer ersten Service-Klasse.
9. Anordnung zur Übertragung von Daten in einem Netzwerk, umfassend ein übergeordnetes Sende-/Empfangsgerät (7) und mehrere untergeordnete Sende-/Empfangs- geräte (8.1-8.3), wobei die genannten Sende-/Empfangsgeräte (7, 8.1-8.3) zur Übertragung der Daten Mittel zum Anschluss an ein leitungsgebundenes Übertragungsmedium (5), insbesondere ein Stromversorgungsnetz, umfassen und wobei die untergeordneten Sende-/Empfangsgeräte (8.1-8.3) Mittel zum Übertragen von Daten zum übergeordneten Sende-/Empfangsgerät (7) auf mehreren Unterträgern umfas- sen, wobei die Unterträger durch FDMA (Frequency Division Multiple Access) und vorzugsweise FDM (Frequency Division Multiplex) bereitgestellt werden und orthogonal zueinander sind und wobei diese Unterträger durch TDMA (Time Division Multiple Access) weiter in Zeitschlitze aufgeteilt sind.
10. Anordnung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Mittel zur Einstellung der Leistungspegel der untergeordneten Sende-/Empfangsgeräte (8.1-8.3), so dass in einem gegebenen Zeitschlitz alle von den untergeordneten Sende-/Empfangsgeräten übertragenen Daten beim übergeordneten Sende-/Empfangsgerät (7) mit ungefähr demselben Leistungspegel empfangen werden.
1 1. Anordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass in unterschiedlichen Zeitschlitzen unterschiedliche Übertragungsraten, welche sich durch unterschiedliches Bit-Loading ergeben, eingesetzt werden.
12. Anordnung nach Anspruch 1 1, gekennzeichnet durch Mittel (16) zum Klassieren der untergeordneten Sende-/Empfangsgeräte (8.1-8.3) in zwei oder mehr Klassen nach einer maximal möglichen Ubertragungsrate eines Übertragungskanals eines untergeordneten Sender/Empfangsgeräts (8.1-8.3) zum übergeordneten Sende-/Empfangs- gerät (7) sowie durch Mittel zur Übermittlung von Daten von Sende-/Empfangsgeräten derselben Klasse möglichst in denselben Zeitschlitzen.
13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet dass die Daten der Sende- /Empfangsgeräte, deren Übertragungskanäle der Klasse mit der geringsten maximalen Ubertragungsrate entsprechen, in einem oder mehreren ersten Zeitschlitzen mit der geringsten maximalen Ubertragungsrate übertragen werden, worauf Daten der Sende-/Empfangsgeräte, deren Übertragungskanäle einer Klasse mit höherer maximaler Ubertragungsrate entsprechen, in einem oder mehreren zweiten Zeitschlitzen mit der höheren maximalen Ubertragungsrate übertragen werden.
14. Anordnung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch
a) Mittel zur Bestimmung einer ersten Anzahl Zeitschlitze, die für eine Übermittlung einer ersten Vielzahl von Daten benötigt werden, wobei die erste Vielzahl von Daten allen Daten der Sende-/Empfangsgeräte in der Klasse mit der geringsten ma- ximalen Ubertragungsrate entspricht;
b) Mittel zur Zuordnung der ersten Vielzahl von Daten zu Unterträgern während der ersten Anzahl Zeitschlitze;
c) Mittel zur Zuordnung von Daten der Sende-/Empfangsgeräte in einer Klasse mit einer nächst höheren maximalen Ubertragungsrate zu verbleibenden Unterträ- gern während der ersten Anzahl Zeitschlitze, bis allen Unterträgern während der ersten Anzahl Zeitschlitze Daten zugeordnet sind.
d) Mittel zum Übertragen aller zugeordneten Daten mit der geringsten maximalen Ubertragungsrate während der ersten Anzahl Zeitschlitze.
15. Anordnung nach einem der Ansprüche 12-14, gekennzeichnet durch Mittel zum Klas- sieren von Daten in mindestens zwei Service-Klassen und durch Mittel zum späteren oder gleichzeitigen Übermitteln aller Daten einer zweiten Service-Klasse nach Daten einer ersten Service-Klasse.
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