专利名称：在共用波网中实现从接收机到发送机的上行通道的电路设备和方法
技术领域：
本发明涉及在共用波网中，通过符合权利要求1前序部分的一个多通道传输系统，实现上行通道的一种方法，并且涉及一种根据权利要求14前序部分而实现该方法的电路设备。
在无线电广播传送中，为了可以从大量服务提供项目中交互地选择数据传输或者根据实际产生的媒体消费进行收费，对上行通道的需要已经存在很久了。
在WO94/01825中，公开了一种用于电子服务费用结算系统。在用户方的一个装置中，生成的费用和存款比较，从中扣除并能使用服务。其中，在中心计算机和用户方装置间存在一个连接。
这里有一个缺点对于在用户和发送中心间的双向通信，需选择两种不同的传输方式。此外，不可能实现交互运行，因为该系统只为费用结算。
在WO92/10038中，公开了一种用于有线电视的费用结算系统，其中类似于WO94/01825，设置了一个在用户方的设备。该设备具有以下的组件用于第一种传输方法的接收机，一种用于对接收到的数据解码的解码器，一个检查用户访问权利的监控电路，一个在第二种传输方法中向中心传输数据的发送机和一个分离下行和上行通道数据的分离器。
这个实现方法的缺点是，传输是用线联接实现的，因此对于移动的接收机是不可实现的。另外的缺点是使用了两种不同的传输方法。对于传输方法本身在此未作说明。
在EP601523A1中，公开了一种用于所谓“增值业务”的费用结算系统，其中，在中心为每一种数据组添加一个标识数据类型的标志，并且传送到用户。用户方的装置有一个专用的识别码，并且存储所传输的标志。在通过中心传送控制码时，可由用户向中心请求使用信息，该信息和识别码被一起传送。
这种实现方法的缺点是，仅说明了传输一个识别码。它用于分配传输数据到某一确定的终端。对传送中的传输协议没有作说明。
在EP595354A1中公开了一种用于无线传输的费用结算系统。在发送方它包括一个存储不同的数据类型的计算机，一个接收这些数据的接收机和一个包括用于每种数据类型的标志的传输格式。这里接收机具有用于每种数据类型的数据处理电路和一种存储标志的存储器。由计算机以不定期的时间间隔传输用于计算费用的换算数据，该数据存储在接收机中并且同用于费用计算的标志一起使用。从接收机，通过电话线向发送机侧的计算机回传数据。为此接收机需要一个事先由计算机分配的访问认可。
这个公开的费用结算系统的缺点是使用了用于上行通道的附加的电话线。假如这种电话线一般存在的话，那么随之产生附加费用。另外，一条电话线只具有很小的传输带宽，因此传输容量很小。
在EP488289A2中公开了一种导线连接的双向的视频传输系统。一个基带视频信号在高频范围内混频成一个确定的频率位置，然后通过一条线缆被传输到接收机。传输视频信号的载波频率由一个控制单元根据接收机的请求确定。为了在一个没被使用的频率范围内传输视频信号和请求信号，控制单元控制发送机和接收机的混频器。
这种实施方法的缺点是，传输系统是导线连接，因此对于移动接收机是不可用的，另外没有说明在高精度下应如何实现费用合理的混频器的同步。
本发明基于以下任务，实现从一个移动的无线接收机到正在被接收的发送机的一个上行通道，这里发送机和接收机按照一个共用波网中的多通道传送方法工作。
根据本发明，这个任务通过权利要求1和14给出的特征解决。
本发明的方法具有以下优点，共用波网中接收机对接收频率和发送时隙的特别困难的同步，通过分析接收信号从根本上被简化。根据发送机发送信号的频率，应建立到发送机的一条上行通道，同步在接收机中的组件，该组件将确定上行通道中的发送频率。另外，根据发送机发送信号中接收帧的时间序列，向该发送机应建立一条上行通道，来控制用于在上行通道中由接收机发送信号的时间上的同步组件。
由从属权利要求可得到优选的实施例。
下面根据在附图中介绍的实施形式对本发明作详细介绍，
图1、以频率为座标示出的多个传输通道图2、以时间和频率为座标示出的上行通道上的传输帧在图1中，以频率为座标示出用于COFDM传输方法的多个传输通道，其中每个传输通道具有大约1.5MHz的传输带宽。通过下行通道H1、H2、H3，从发送机向接收机发送传输数据，象在传统的无线电广播中已知的那样。为了实现交互的数据传输，通过上行通道R1，从一个或多个接收机向发送机发送数据。为了请求用户专用的特定数据，因此可以特别使用上行通道。属于上述数据的数据例如有交易所行情、本地交通消息或者交通路线信息或者本地天气预报。为了使多个接收机可以共用一个上行通道R1，那么可实施频率和时间复用。这时，中心计算机以数据符号的形式为每一个接收机分配载波频率和时隙。
为了可以为每个使用者分配在上行通道中由发送机接收到的数据，这在收费传输中特别重要，为每一个使用者或每一个接收机分配一个专用的标志。在下行通道中传输到接收机的数据以一个标志开始，借此接收机可以准确识别所请求的数据。该标志可以由一个服务提供者计费的收款部门分配。使用者可以或者自己将该标志编程输入接收机，或者这可以由收费部门、生产者或顾客服务人员来执行。
在上行通道中使用的传输格式有一个传输帧，它类似下行通道中接收到的传输帧，具有相同的时延。另外传输使用的载波频率的数目和频率中载波频率的间隔和因此传输中使用的带宽，在下行和上行通道中是相互一致的，因此在下行和上行通道中，总可以调整到相同的传输模式。另外，在下行和上行通道中使用相同的调制方式。
尽管下行和上行通道处于不同的频率范围，然而通过分频和倍频仍存在可能性，即基于下行通道中的接收频率在接收机中简单生成上行通道发送频率的可能性。根据在共用波网中要求的频率的高精确性，通过从下行通道中的频率导出上行通道中的发送频率，可以大量节省电路费用。从接收机的高频部分给接收机发送组件传递用于同步的COFDM接收信号。在发送组件中，为了生成发送频率，实现了频率相应的分频和倍频。接着所产生的具有预期频率的信号作为一个用于频率调节回路调整信号使用。该频率调节回路确定由接收机发送载波的频率。
此外接收机发送信号的时间同步完全可以根据接收信号的时间序列予以控制。为此，使用包络检波器探测接收信号的零符号，并且传导至一个阈值电路。如果信号幅度低于阈值时，那么探测到一个零符号。只要一超过阈值，就从接收机发出图2中所示信号。
同下行通道不同，在上行通道中，由两个零符号限定的传输帧被分成若干子帧，例如4，在它的开始，发送了一个同步信号TFPR。其余的在一个子帧中被传输符号是数据符号。
为产生TFPR符号，设置一个相应的组件。如由常规发送器已知的用于同步和用于产生差值相位调制的参考的组件，这个组件的时间同步通过接收信号实现。
在TFPR符号后，在每一个子帧中插入数据符号，这些数据符号相应于接收信号的零符号被延迟插入到发送信号的数据流中。
为了生成数据符号，设置了一个编码器、一个用于COFDM信号的信号发生器和一个用于COFDM信号的调制器。其中类似于所说明的通过接收信号或从中导出的信号，COFDM信号的信号发生器在时间上和在频率上被同步。由使用者输入的数据被编码并调制成一个COFDM信号。这时必须注意到与已知的COFDM信号的调制器不同，为传输标志在上行通道中保留一定数目的载波并且因此由调制中除去。
在上行通道中，保留一个小数目的载波频率，专门用于向发送机传输分配给接收机的标志。如果请求传输容量，那么通过仅一个保留的载波频率，由接收机在一个挑选出的数据符号中传送标志。这意味着为了将标志调制在一个载波频率上，设置一个特殊的调制器。这里从为之保留的载波频率中随机挑选所使用的载波频率和所使用的数据符号。如果发送机可以对请求进行译码，那么将分配传输容量。
假如至少两个接收机选择了用于传输标志的相同的数据符号和相同的载波频率，那么发送机可以根据干扰(Interferenz)将不对请求解码并且也不分配传输容量。这点在接收机中在一定的时间后被确定，并且在另一个频率上用另一个数据符号重新发送标志。这过程将长时间重复，直到分配给接收机传输容量。这时可以依据于无效标志传输的数量来选择在两个标志传输间的等待时间。
如果为标志传输只保留四个载波频率，并且一个96ms时间的传输帧被划分成4个子帧，于是在一个传输帧中可以发送16个传输标志，相当于每秒大约167个。这时传送的标志可以最长到36Bit。因此有超过1370亿个接收机可以得到各一个不同的标志。这样大数目的接收机因为在共用波网中据推测将不存在，因此可以另外附加地对标志编码。这可用于错误保护和识别是否存在性能滥用，其中接收机不合理地接收数据。
为给接收机分配传输容量，发送机通过没有被保留的载波频率传输一个数据报，该数据报以接收机的标志开始并用数据符号和在还没人被使用的载波频率上传输。接收机根据它的传输标志等待一个分配，为了探测到它的标志，它监测下行通道。如果它在一个确定的时间内识别出它的标志，那么它分析此后传输的数据作为它用于发送过程中的传输符号和载波频率。接着接收机开始发送数据。
因此在接收机和发送机间实现了传输容量的请求和分配。发送机在仅具有少量请求的区域内可以为接收机分配许多载波频率和大的传输时隙。因此，相应缩短传输持续时间。在一个密集空间内，如果许多接收机在相同的时间内请求传输容量，那么首先只有少量的载波频率和小的传输时隙被分配，由此可以同时为许多接收机提供服务。
根据移动接收机的仅仅少量的发送功率，它的发送信号仅由距它最近的发送机接收到，因为共用波网的发送机本来互相通过数据线连接，所以通过一个中心计算机可以确定较多个发送机的接收信号的场强，并且根据它实现在发送机和接收机之间的分配。这可以象无线电通信网中移动电话漫游的方法实现。因此可以提高共用波网上行通道的容量。
附加地也可为此使用这个中心计算机，即将分配给每个单独接收机的传输容量和一条时间信息一起存储，并且进行相应的费用计算。此外，为了费用计算，还可以存储所使用的服务和服务提供者。
另外，中心计算机还可以用于，根据所传输标志检查访问权利。这可以通过与已存储的标志进行一个比较来实现，或者通过使用一个算法实现，该算法必须为访问权利得出一个确定的结果。这时，可以对访问权利的不同级别加以区分。在第一级可以检查是否所接收标志是完全许可的。假如不是这种情况，就不分配传输容量。在第二级别中，可以检查是否所接收的标志有一个对所要求数据的存取权利。如果不是，那么就传送一个相应的报文并且结束该连接。对于第二级来说，另一情况是还可以要求另一个标志。
权利要求
1.在一个共用波网中，当使用一个多通道传输系统时，实现一个由接收机到发送机上行通道的方法，其中，传输数据被调制在多个载波振荡上，这些载波相邻地位于频率范围内，并且在由同步符号分开的帧中传输，其特征在于，在上行通道(R1)中发送的载波振荡的时间同步和频率同步，通过分析下行通道(H1、H2和H3)中接收的载波振荡和/或同步符号(TFPR)来实现。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，上行通道(R1)中的帧传输时间和调制方式和下行通道(H1、H2和H3)的相应部分是相同的。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，在上行通道(R1)中两个载波振荡间的传输带宽和频率上的间隔，和下行通道(H1、H2和H3)中的相应部分是相同的。
4.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于，上行通道(R1)中的帧被分成若干个子帧，在它们的开始，各发送一个同步符号(TFPR)。
5.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于，为了从接收机向发送机传送一个关于传输容量的请求，为此在上行通道(R1)中设置一个或若干个载波振荡。
6.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于，规定了设备和/或使用者专用的标志，它用于传送关于传输容量请求和分配。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于，使用者专用的标志被编码传送。
8.根据权利要求6或7的方法，其特征在于，为每一个标志分配的传输容量和时间信息一起被存储并且被用于费用结算。
9.根据权利要求6至8中之一的方法，其特征在于，当发送机为接收机分配传输容量时，传输接收机和/或使用者的标志以及为传输而设置的载波振荡和时隙。
10.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于，如果请求后的一个确定的时间，没有实现关于传输容量的分配，那么关于传输容量的进一步请求就通过另一个载波振荡和/或在另一个时隙中被传送。
11.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于，在重复请求传输容量时，为此所使用的载波和/或为此所使用的时隙通过一个随机发生器确定，在两次请求间的持续时间通过传输的迫切性来确定。
12.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于，若干个接收机使用一个公共的上行通道(R1)。
13.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于，根据由共用波网中一个或若干个发送机接收到的接收机的请求信号的场强信息，选择一个发送机，它同接收机建立一个无线电通信连接。
14.实现从一个具有接收组件的接收机到以共同波工作方式工作的发送机网的一个发送机的上行通道的电路装置，其特征在于，接收机高频组件的输出信号被引向频率同步组件和时间同步组件，频率同步和时间同步组件的输出信号被引向产生同步信号(TFPR)的一个组件和产生数据符号的一个组件，并且产生数据符号的组件包括一个编码器、一个产生COFDM符号的发生器和一个调制器。
全文摘要
众所周知,在建立一个交互式的无线电网络中,不仅需要从发送机到接收机的传输通道,还需要从接收机到发送机的传输通道。这个新方法通过使用根据DAB标准的传输方法,在共用波网中实现了从接收机到发送机的上行通道。第一个接收机或使用者被分配一个标志,为了通过为该标志保留的频率在上行通道中请求该标志的传输容量而传送该标志。然后计算机给接收机分配传输容量。为同步接收机中的发送组件,将分析在下行通道中所接收的信号,在该信号中包括同步符号。该新方法可以在所有具有符合DAB标准的数据传输的共用波网中使用。它使接收机中一个特别的费用适当的同步成为可能。
文档编号H04N7/173GK1175331SQ95197561
公开日1998年3月4日 申请日期1995年11月25日 优先权日1994年12月16日
发明者M·祖姆克勒尔 申请人:格伦迪希公司