專利名稱：在電網(wǎng)上的點到多點系統(tǒng)中用于多路訪問和傳輸?shù)姆椒?br> 發(fā)明目的正如發(fā)明名稱所述的，本發(fā)明涉及一種對于在多用戶系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)的多路訪問和多路傳輸?shù)姆椒?，用于在電網(wǎng)上進行數(shù)據(jù)的點到多點的數(shù)字傳輸。這一方法指定所選的用于控制到該電網(wǎng)的訪問的方法作為通過下行信道(從前端工具(kit)到多個用戶工具)和上行信道(從用戶工具到前端工具)進行傳輸?shù)姆绞?。本發(fā)明的方法已經(jīng)被設(shè)計成特定用于如專利申請?zhí)枮?00003024、題為“point to multipointsystem and process for the transmission over the electricitynetwork of digital data(用于在電網(wǎng)上傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的點到多點系統(tǒng)和方法)”的發(fā)明中描述的系統(tǒng)，但是，這并不排除將它用于支持這種應(yīng)用的其它系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)中。
本發(fā)明的主要目的是使傳輸容量最大化，換句話說，是使每個用戶可以從配電網(wǎng)中提取的帶寬最大化。
本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域包含于在電信部分中，更具體地說，是包含于在前端和多個用戶之間使用電網(wǎng)作為傳輸方式的雙向通信的領(lǐng)域中。
背景技術(shù)：
使用電網(wǎng)作為通信方式是現(xiàn)有技術(shù)中公知的，但是由于其性能較差，所以將電網(wǎng)用作數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的用途已被限制在速度極低的點到點通信中。
這是由于多方面原因造成的，其中主要的一個原因是這一事實在電網(wǎng)中，裝置的連接和斷開會在線路上產(chǎn)生電壓峰值和阻抗變化，造成按照頻率和時間的函數(shù)變化的嚴(yán)重的信號丟失。
另外，各種障礙阻礙在前端和多個用戶之間建立通信，這是由于在不同頻率中的許多阻抗變化和反射產(chǎn)物造成的，所述的反射產(chǎn)物使所接收的信號成為所發(fā)射的信號與一系列回聲的組合，所述回聲循環(huán)穿過該電網(wǎng)，對于每個用戶在所接收的信號上具有不同的衰減和延遲。
此外，衰減、噪聲和信道響應(yīng)在頻率和時間上都會發(fā)生動態(tài)的變化。
所有的這些障礙都限制了將電網(wǎng)用于全雙工、高速的點到多點通信，直到如前面引用的專利P-200003024的出現(xiàn)，該專利支持了多個用戶工具和前端通過電網(wǎng)進行雙向通信的一種系統(tǒng)，其中一個信道是從用戶到前端的上游，另一個是從前端到用戶工具的下游，在每個工具中包含媒體訪問控制模塊(MAC)，用于使該用戶工具能夠發(fā)送的信息量最大化并使這些用戶工具中的等待時間最小化，同時劃分電網(wǎng)以用于上游和下游信道是借助于頻分雙工和/或借助于時分雙工來進行的，并且其中的前端和用戶工具都包含用于使相應(yīng)的數(shù)字傳輸適合于電網(wǎng)的裝置。
由上面論及的專利P-200003024支持的系統(tǒng)充分地解決了前面提到的不便，而且可以包含各種各樣的方法，本發(fā)明中描述的方法也被包含在其中。
另一方面，用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠渌ㄐ欧绞揭彩潜尘凹夹g(shù)中公知的，例如使用電話中的雙絞線來建立點到點或點到多點的通信。
在本文中，我們引用美國專利No.5,673,290，其中描述了一種點到點的傳輸方法，該方法包含通過由從前端到多個不同的用戶的鏈路確定的下游信道進行通信，以及通過由從用戶到前端的鏈路確定的上游信道進行通信，由此，使用離散數(shù)字多頻音(DMT)傳輸系統(tǒng)并在離散多頻音信號上提供對于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的編碼和對于經(jīng)過編碼的數(shù)據(jù)的調(diào)制而使通信成為可能。
而且，對通信線路加以監(jiān)控以確定至少一個線路質(zhì)量參數(shù)，包括每一個中的噪聲級，該通信線路還包含大量子信道，每個子信道對應(yīng)于一個相關(guān)聯(lián)的子載波音調(diào)。該調(diào)制系統(tǒng)被設(shè)計成在調(diào)制離散多頻音信號時考慮包含所檢測的線路質(zhì)量參數(shù)、子信道增益參數(shù)和可允許功率的屏蔽參數(shù)的多個因素。該調(diào)制系統(tǒng)還可以在傳輸期間動態(tài)地更新所使用的子載波和在每個子載波中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，以便實時地適合于各個子載波中的變化。
在易受干擾影響的應(yīng)用中，可以簡單地屏蔽或抑制相關(guān)聯(lián)的帶寬以避免任一方向中的干擾，并且因此，信號通過具有高于或低于最顯著噪聲級的頻率的子載波進行傳輸。
此外，在這個美國專利No.5,673,290中，傳輸發(fā)生于基帶中并使用了實數(shù)厄密共軛變換(實數(shù)快速傅立葉變換)。由于已經(jīng)描述的特性，這一傳輸方法不能應(yīng)用于電網(wǎng)上的傳輸。
而且，在這個美國專利中描述的方法涉及的是點到點通信，因此，它在電網(wǎng)上的使用和用于全雙工點到多點通信的可能性都是無法推斷的。
另一方面，存在例如在PCT專利申請No.WO96/37062中描述的點到多點通信系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中的傳輸線路可以是同軸電纜、光纖或相似物，該系統(tǒng)使用正交頻分多址調(diào)制系統(tǒng)(OFDM)，一種在背景技術(shù)中眾所周知的調(diào)制系統(tǒng)，對于該調(diào)制系統(tǒng)，向每個OFDM碼元添加一個循環(huán)前綴以減輕多路傳播的缺陷，正如在本技術(shù)領(lǐng)域現(xiàn)階段眾所周知的。將循環(huán)前綴與OFDM調(diào)制一起使用可被包含在前面的文件所使用的DMT調(diào)制中，并在本技術(shù)領(lǐng)域現(xiàn)階段中得以廣泛使用。
這個PCT文件描述了如何在各個子載波組中建立信道，以便向每個用戶指派特定的一組音調(diào)，從而使在實現(xiàn)離散傅立葉變換中涉及的復(fù)雜性和硬件大大減少，但是，作為一個固定的系統(tǒng)，它不允許根據(jù)每個信道中占優(yōu)勢的頻率和時間條件來向用戶指派不同的子載波，即使是在如在美國專利No.5,673,290所描述的可將單個子載波連接或斷開以避免干擾時。
此外，它使用了遠程環(huán)路來校正多個用戶調(diào)制解調(diào)器的本地振蕩器的頻率。
我們還可以引用關(guān)于點到多點通信的美國專利No.5,828,660和美國專利No.5,815,488。
這些文件沒有描述對于使用電網(wǎng)的傳輸?shù)倪m應(yīng)。
另外，前面引用的文件都沒有涉及對于多個用戶的傳輸，或如何使電網(wǎng)中的上游和下游信道的吞吐量最大化。
發(fā)明描述為了達到這些目的并避免上面段落中指出的不便，本發(fā)明包含一種方法，用于對于多用戶系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的多路傳輸和多路訪問，以便在電網(wǎng)上進行數(shù)據(jù)的點到多點數(shù)字傳輸。這個系統(tǒng)包含在電網(wǎng)上進行雙向通信的多個用戶工具和前端工具，其中上游信道是從用戶工具到前端，下游信道是從前端到用戶工具；每個工具中包含媒體訪問控制器(MAC)，用于使該用戶工具能夠發(fā)送的信息量最大化并使這些工具中的等待時間最小化；并且其中通過頻分雙工(FDD)和/或時分雙工(TDD)來劃分電網(wǎng)以用于上游和下游信道。
所述方法的新穎性包含-由多個用戶工具在上游信道中進行訪問并由前端在下游信道中借助于多路復(fù)用OFDMA/TDMA/CDMA(正交頻分多路復(fù)用、時分多路復(fù)用和/或碼分多路復(fù)用)同時發(fā)送多個信息分組；-標(biāo)準(zhǔn)，用于為用戶動態(tài)地指派OFDM系統(tǒng)(正交頻分多路復(fù)用)中的每個載波，并且在該時刻具有待發(fā)送信息的用戶具有在這個載波上的更大傳輸容量(每個載波更多的比特或更佳的信噪比)，以便使上游和下游信道中的傳輸容量最大化，即，對前端在發(fā)射和接收中觀察到的頻率響應(yīng)加以均衡或校平。
-根據(jù)需要該傳輸?shù)挠脩艉托畔⒌念愋蛠碚{(diào)整服務(wù)質(zhì)量(QoS)，其中可以按照不同時刻的頻率響應(yīng)和在用戶工具與前端工具之間的不同距離來修改這個服務(wù)質(zhì)量；-通過持續(xù)地計算和監(jiān)視用戶工具和前端工具在系統(tǒng)的整個帶寬中觀察到的信噪比，動態(tài)地在多個通信請求之間指派可用帶寬。通過這樣，按照每個用戶在每個時刻的傳輸需求、為該用戶建立的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)、用于使該系統(tǒng)的總?cè)萘孔畲蠡臉?biāo)準(zhǔn)和用于使傳輸?shù)却龝r間最小化的標(biāo)準(zhǔn)來分配傳輸資源(即OFDM系統(tǒng)中的所有載波)，為此使用了對一個碼元的載波在用戶之間進行的重新分配(OFDMA)，在時間上的重新分配(TDMA)，這是碼元到碼元的，通過碼的重新分配(CDMA)，通過持續(xù)監(jiān)視用于電力線路的隨時間變化的質(zhì)量參數(shù)來優(yōu)化所述的重新分配。
本發(fā)明的方法提供了一種方式，用于最大化，即均衡或校平，由前端工具在發(fā)射和接收中給出的頻率響應(yīng)，這歸因于電力線路擔(dān)當(dāng)在一個點與另一點之間的頻率選擇信道，使某些頻率展現(xiàn)出更大的信噪比并因此展現(xiàn)出比其它頻率更大的傳輸容量，這樣，對于一些用戶，一些頻率可能是展現(xiàn)出更大的信噪比的那些頻率，而對于其它用戶，這些頻率將是不同的。如所述的用于最大化的方式優(yōu)選地包含-指定與OFDM信道中的載波數(shù)大小相等的向量空間，其中組成這個空間的元素是每個用戶可以在每個載波中看見的每載波比特數(shù)或在每個載波中使用的星座的尺寸(dimension)。
vi＝[vi1，vi2…vin]，
其中N是涉及向量的通信鏈路中使用的載波總數(shù)，Vix表示在從前端的觀點來看的載波x中，在來自或去往該用戶i(取決于所涉及的是哪條鏈路)的通信中的每個載波上的可使用比特數(shù)。
-在具有待發(fā)送信息的用戶之間分配載波以便最大化這個向量的1范數(shù)(norm one)‖v‖，其中v是每個前端工具在上游和下游中的當(dāng)前碼元中使用的每載波比特(或每個載波或星座的尺寸)的向量；-將上游和下游的載波總數(shù)N分組到M個載波的子信道中以簡化該算法的計算和實施，從而減小向量空間的尺寸，產(chǎn)生具有尺寸N/M的向量空間，其中坐標(biāo)值是該子信道中的所有載波的和，并作為結(jié)果給出每個用戶在每個子信道中看見的每個OFDM碼元的傳輸容量。
-將子信道的寬度調(diào)整到相干帶寬，所述相干帶寬定義為第一個和最后一個載波的頻率位置之間的頻率差，其中在這些載波中的頻率響應(yīng)的差異小于某個閾值。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，前端MAC包含負責(zé)在上游和下游信道中動態(tài)地分配帶寬以便從用戶工具進行多個通信的判定塊或判定器，其中由這個判定器用來動態(tài)指派傳輸帶寬的標(biāo)準(zhǔn)是前面所述的那些標(biāo)準(zhǔn)，并且為其采用了以下方式-面向分組的傳輸，之前是指示該傳輸指向哪個用戶以及在什么條件下的標(biāo)題；-將上游和下游信道分成子信道，以便使用戶被多路復(fù)用來最大化上游和下游信道的帶寬傳輸；-將載波動態(tài)地指派給隨時間變化的多個用戶，以便●在下游鏈路中，由子信道發(fā)出的每個分組的標(biāo)題特別指示目的地、大小和所使用的星座等內(nèi)容，因此，用戶必須能夠檢測和理解由任何子信道接收的所有標(biāo)題，同時，在它們知道調(diào)制中所用的每載波比特的向量時只從指向它們的分組中解調(diào)信息；●在上游鏈路中，除了劃分成被調(diào)整到相干帶寬的子信道，還進行時間上的劃分，這樣，隙(SLOT)被定義為在兩個對于這些隙的分配消息(SAM)之間在上游信道中的碼元數(shù)，并且構(gòu)成了該判定器用于向用戶指派資源的單元，其中通過由下游鏈路向用戶工具發(fā)送隙分配消息(被稱為SAM)來定期指派這些資源，所述的隙分配消息可包含一個或多個隙，并在它們所涉及的隙之前的確定數(shù)目的采樣之前被定期發(fā)送(即，它們臨時超前于所述隙)，這樣，如果隙的碼元數(shù)較小，則可獲得的等待時間的下限(floor)也較小，但系統(tǒng)的復(fù)雜程度更高，正如在資源分配消息(SAM)中的上游信道中的傳輸容量的成本一樣；●連續(xù)地為每個用戶測量在所有信道—上游信道和下游信道—中的信噪比，以便連續(xù)地為每個用戶更新每個子信道中的傳輸容量；●分別借助于詢問(輪詢)隙和資源申請消息(MPR)得到的關(guān)于哪些用戶希望進行傳輸以及數(shù)量如何的連續(xù)信息，其中在上游中的前端的上層是向判定器通知待傳輸信息量以及從哪些用戶進行傳輸?shù)哪切?；以及，●關(guān)于為每個用戶定義的QoS(帶寬和等待時間)的信息，所述QoS是信道容量和從前端工具阻塞(hang)的用戶的數(shù)目的函數(shù)，這樣，可以在多個用戶希望在一個給定時刻進行發(fā)送的情況中對連續(xù)指派給單一用戶的隙的數(shù)目加以限制，從而維持用戶在上游連接中訪問的平等。
當(dāng)前端工具希望通過下游信道向一個或多個用戶工具進行發(fā)送時，該判定器塊使用一個或多個所涉及的子信道動態(tài)地分配帶寬，并借助于由子信道發(fā)出的信息分組中的標(biāo)題向用戶建議如何使用這個或這些子信道，這樣，每個用戶工具在檢測到在所述標(biāo)題之一涉及一個指向它的分組(用戶工具可以從多個不同的子信道接收多于一個的分組)時，解碼相應(yīng)的數(shù)據(jù)，所述標(biāo)題能夠指示將新的分組傳輸?shù)接脩?，或?qū)⑹褂闷渲邪l(fā)送所述標(biāo)題的子信道來加速先前由另外的一個或多個子信道發(fā)送到相同用戶的分組的傳輸，這是借助于對這個新的子信道和已被用于先前分組的傳輸?shù)哪切┳有诺赖妮d波加以聚集而實現(xiàn)的。
由子信道在下游連接中發(fā)送的標(biāo)題優(yōu)選地是利用如下的調(diào)制方法進行調(diào)制的，該調(diào)制具有對于它們的解碼的有限的信噪比要求，優(yōu)選為DPSK(差分相位調(diào)制)和/或QPSK(正交相位調(diào)制)，伴有校正代碼/誤差檢測和頻率分集(在不同的載波中發(fā)送相同信息)和/或時間分集(在不同的時刻發(fā)送相同信息)，以便提高對所述標(biāo)題正確解碼的概率。
此外，已經(jīng)涉及的標(biāo)題包含用于合適的信息分組的所有必要信息，這樣目的地、分組類型、對于頻率和/或時間上的變化的使用、該分組是被預(yù)定給一個用戶還是多個用戶(多播模式)和/或所有用戶(廣播模式)、為每個載波使用的調(diào)制、是否已經(jīng)使用了FEC冗余(代碼校正冗余/誤差檢測)來保護信息分組、和/或是否會使用標(biāo)題發(fā)送到的子信道來加速來自于先前由另一子信道發(fā)送的分組的信息的傳輸，或其它信息。
在另一方面，由上游連接劃分成的前面提到的隙可被用戶工具用于-傳輸對于詢問消息(輪詢)的請求；-傳輸資源申請消息(MPR)，-傳輸包含以下一項或所有項的數(shù)據(jù)●同步序列，●均衡序列，●用于估計信噪比的序列，和/或● 關(guān)于該用戶希望發(fā)送到前端的信息的數(shù)據(jù)。
在上游連接中，該判定器包含用于以可變的形式向每個用戶工具提供最充足的帶寬的裝置，借助于隙的最佳指派算法按照諸如待發(fā)送信息量、所請求的服務(wù)質(zhì)量、待發(fā)送信息類型、由用戶在承認(rèn)(conceded)的隙中觀察到的信噪比等參數(shù)來供應(yīng)更多或更少的隙，并使用SAM消息將所述判定器作出的決定傳送給用戶工具。
由前端的判定器作出的關(guān)于在上游連接中分配隙的決定的傳送方法是通過下游連接向每個用戶工具發(fā)送指派消息SAM，并可包含關(guān)于一個或多個隙的信息，是定期發(fā)送的并總是在它們所涉及的隙之前的確定數(shù)目的采樣(即，它們臨時超前于它們)，至少包含-對于每個隙被給予的一個或多個用戶的指示，-每個隙的用途，-在將被給予每個用戶的隙之中的碼元的數(shù)目，-每個用戶可以從其開始可以使用該隙的碼元號，
-關(guān)于必須用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)制的信息，優(yōu)選為QPSK或與前端工具就已確定的誤差率進行協(xié)商的星座，所述的已確定的誤差率是該信道的信噪比的函數(shù)；它還包含-證實接收到資源申請消息(MPR)，-限制對于已確定的用戶工具的訪問，-校正在用戶工具的時間傳輸窗口中的迂回，-關(guān)于功率控制的信息，-將要由用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)的類型和數(shù)目，即是否將要發(fā)送0個或更多個均衡或同步碼元，以及對于聲音/噪聲的估計和/或信息數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，使用一些額外的誤差保護來對這些SAM消息加以編碼，例如具有用于校正/檢測誤差、頻率或時間分集的更大容量的代碼，以及其它系統(tǒng)。
此外，在下游信道中，判定器采用分配函數(shù)，同時考慮諸如用戶工具在子信道中觀察到的信噪比(或頻率響應(yīng))、消息優(yōu)先權(quán)、信息量等參數(shù)。用戶對通過下游連接發(fā)送的標(biāo)題從關(guān)于目的地的信息開始進行解碼，并決定它們是否必須接收與該標(biāo)題在同一子信道中發(fā)送的數(shù)據(jù)，包含所述的標(biāo)題。
判定器可命令使用一個或多個附加的子信道以用于相應(yīng)的調(diào)度(dispatch)，或增加用戶的帶寬，其目的是加速所涉及的分組的傳輸，指派多于一個子信道以便在一個時間發(fā)送多于一個的信息分組，借助于所調(diào)度的消息中的標(biāo)題來指示這些決定中的任一個。
判定器可以根據(jù)每個用戶可在多個子信道中觀察到的頻率響應(yīng)來在上游和下游中的多個子信道上分配用戶，以便使在每個時刻使用的帶寬最大化。
在上游和下游信道中，在指派資源時，判定器使用QoS作為使等待時間最小化的標(biāo)準(zhǔn)之一，即每個用戶工具在上游連接中發(fā)出訪問請求之后盡快進行發(fā)送，或者從前端工具向用戶盡快發(fā)送分組。
前面提到的MPR消息優(yōu)選為較短的控制消息，該控制消息通知何時用戶工具希望發(fā)送數(shù)據(jù)，并且作為選擇，該控制消息關(guān)于在以下時刻用戶工具需要的服務(wù)質(zhì)量和待發(fā)送的信息塊的大小
-當(dāng)由用戶工具接收到的SAM消息指示被指派給所述工具的下一個隙就是一系列數(shù)據(jù)傳輸隙中的最后一個時，該用戶工具將使用該隙的一部分在它有更多待發(fā)送數(shù)據(jù)的情況中發(fā)送MPR消息，-當(dāng)用戶工具不再更多的要發(fā)送的數(shù)據(jù)并仍然有已指派的隙時，在這種情況下，相應(yīng)的MPR消息將指示前端不再指派更多的隙并將剩余的隙重新指派到其它用戶工具，-當(dāng)用戶工具被指派(借助于SAM)了專用于資源申請(MPR)的隙時，使得希望進行發(fā)送的用戶工具會在這個隙中發(fā)送它們的MPR(隨機或借助于考慮了用戶類型、信息類型和其它參數(shù)的已確定算法來使用這個隙的一小部分)；并且使得前端工具檢測當(dāng)多個用戶工具在隙的相同區(qū)中發(fā)生資源申請重合時可能出現(xiàn)的沖突，這樣的沖突可以借助于現(xiàn)有技術(shù)中已知的算法得以解決，也可以通過使用戶工具在之后的干預(yù)中重新發(fā)送它們的位置直到解決了用戶之間的競爭而得以解決。
輪詢隙允許借助于詢問算法向最大數(shù)目的用戶就它們是否擁有待發(fā)送的信息進行提問，其目的是當(dāng)所述最大數(shù)目被超過時，相同的用戶工具并不總是被提問的那些用戶工具，并且被包括在前端中作為根據(jù)用戶所展示的行為而將用戶工具分成多個類別的裝置，并且為了獲得這個信息，該前端指派詢問隙(輪詢)到它需要其行為的相關(guān)信息的那些用戶，當(dāng)這些用戶擁有待發(fā)送的信息時，就在分配給它們的隙的一部分中進行響應(yīng)。
當(dāng)用戶工具擁有待發(fā)送數(shù)據(jù)時，它在消息(SAM)宣布隨后的隙之一被預(yù)定用于輪詢或MPR之前保持等待，這樣，如果它接收到輪詢SAM，則執(zhí)行下列步驟-用戶工具對SAM中的某些比特進行校驗，以便指示它是否屬于可使用下一個輪詢隙的用戶組，-SAM消息指示其中用戶工具必須對資源請求進行回復(fù)的位置，這些位置是由持續(xù)監(jiān)視信噪比的前端工具確定的，所述的信噪比也可由用戶工具在多個載波中看見(用于上游通信的可用頻率)；-將輪詢隙分成多個有效區(qū)，這些有效區(qū)是時間/頻率的較小的部分，用戶工具選擇由SAM指示的區(qū)以避免申請的沖突；-用戶工具在所選的區(qū)中發(fā)送輪詢消息；并且
-如果所述的輪詢已經(jīng)在前端工具中被接收，則用戶工具會在之后接收指派隙的SAM消息；而如果用戶工具還沒有收到所述輪詢，則該用戶工具將會等待直到有了新的輪詢SAM；然而，如果用戶工具已經(jīng)在SAM中接收到MPR隙的宣布，則該用戶工具將在所述隙中遠離要發(fā)送的必需品的地方發(fā)送MPR消息，所述的MPR消息優(yōu)選地指示它希望發(fā)送的信息的大小、優(yōu)先權(quán)、所要求的QoS、所述信息可能以什么形式由前端解碼以及它是否可被用來優(yōu)化用于指派仲裁隙的算法；已經(jīng)預(yù)見到如果該前端檢測到?jīng)_突時，則開始一個算法來解決這個沖突或等待用戶工具在另一個MPR隙或輪詢中發(fā)送它們的申請(因為判定器不會在隨后的SAM中授予任何數(shù)據(jù)傳輸隙)。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，用戶工具根據(jù)以下過程遵守前端作出的關(guān)于發(fā)送時刻、將使用的載波、調(diào)制類型以及其它參數(shù)的決定-在已經(jīng)正確地從用戶工具接收到傳輸請求后，該前端從按照行為、傳輸容量、服務(wù)質(zhì)量和提出申請的用戶工具的其它參數(shù)并按照在子信道中受到監(jiān)視的信噪比而作出的估計開始指派足夠的時隙/頻隙，該判定器負責(zé)使用前面提到的算法來在提出發(fā)送數(shù)據(jù)的申請的用戶之間分配隙；-當(dāng)用戶工具借助于對SAM消息的解調(diào)和解碼而檢測到有一個或多個隙被指定給該用戶工具時，它執(zhí)行下列操作●檢查所指派的每個隙以及必須在每個隙的每個載波中使用的調(diào)制的類型，SAM消息負責(zé)按照判定器所指派的隙來傳送這個信息；●計算它一共能發(fā)送多少比特(并從它的存儲器中提取該數(shù)據(jù))，這些比特是關(guān)于數(shù)據(jù)、均衡、同步、對于聲音/噪聲的估計或這些的任何其它組合的信息，正如在指派給這個隙的SAM消息中指示的；●等待直到在起始碼元在必須發(fā)送的隙的一部分上開始并使用所選的調(diào)制來執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸；●如果所指派的任一個隙的類型是在時間或頻率上分集的，則該用戶工具就必須以在頻率上重復(fù)多次的安全形式(優(yōu)選為QPSK)發(fā)送已調(diào)信息，也就是說，從載波k+N、k+2*N等中的載波k發(fā)送相同的信息，這取決于所使用的分集以及所指派的載波，或在不同時刻重復(fù)的多次(時間分集)；●如果該隙是輪詢或MPR類型，則使用前面提到的過程。
前面已經(jīng)涉及的CDMA多路復(fù)用包含頻率跳躍方法，如果將該頻率跳躍方法應(yīng)用于載波，則用戶工具在傳輸時刻僅按照在每個瞬間指示可用于發(fā)送信息的載波的序列來使用一些載波，該序列是預(yù)先定義的，并且可以通過偽隨機序列生成，該偽隨機序列的種子是借助于SAM消息傳送的，而如果將所述方法應(yīng)用于子信道，則該序列被用于在時間上的每一時刻向用戶工具指示必須使用哪個子信道進行發(fā)送。
調(diào)制由隙在上游連接中發(fā)送的信息分組標(biāo)題，優(yōu)選地使用對于解碼具有較低信噪比要求的調(diào)制，例如DPSK(差分相位調(diào)制)和/或QPSK(正交相位調(diào)制)，伴有校正代碼/誤差檢測和頻率分集(在不同載波上發(fā)送相同的信息)和/或時間(在不同時刻發(fā)送相同的信息)以便增加正確解碼的概率。
前面提到的標(biāo)題包含關(guān)于相應(yīng)信息分組的所有必要信息，例如關(guān)于分組類型、頻率和/或時間分集的使用、用于調(diào)制分組中的信息的調(diào)制(例如，QPSK中的所有載波或具有在每個用戶已經(jīng)與前端進行協(xié)商之后被固定用于已確定的誤差定額的星座的所有載波，其中已確定的誤差定額是該信道上的信噪比的函數(shù))和用于保護分組中的信息的FEC冗余(代碼校正冗余/誤差檢測)等的信息。
本發(fā)明中的方法可包含一系列的控制以便在傳輸期間在不對任何用戶不利的條件下使所有用戶的信噪比最大化，從而允許在上游連接中在相同的OFDM碼元中進行多路訪問并同時在下游連接中發(fā)送多個信息分組；所述的控制是-控制每個用戶工具的注入功率；-控制每個用戶工具的時間窗口；-控制采樣頻率，即用戶工具的頻率同步。
在對于注入功率的控制上使用自動增益控制和/或功率屏蔽，通過所述控制，使來自用戶工具的信號以幾乎相同的功率到達前端，這樣，就可以在接收中在不損失信噪比的條件下利用極少比特的A/D(數(shù)字/模擬)轉(zhuǎn)換器進行工作。
另一方面，如所述的，使用窗口控制來控制從多個用戶同時到達前端的信號，即所發(fā)送的所有OFDM碼元的起始在同一時間窗口內(nèi)到達前端；這個控制是通過下列方式進行的-在下游信道中發(fā)生的開環(huán)中的調(diào)整，表示在時間窗口中的粗調(diào)，其中每個用戶工具可以看見通過下游信道到達的分組，由此近似地推斷必須在傳輸中延遲/提前的采樣，以便使它們在最佳時刻到達前端；-在上游信道和下游信道中借助于SAM消息進行的閉環(huán)中的調(diào)整，表示在時間窗口中的細調(diào)，其中前端工具檢測和傳送該用戶工具為了達到傳輸?shù)淖罴褧r刻而必須延遲/提前的采樣數(shù)量。
最后，在前面涉及的頻率控制中，在同步之后，每個用戶工具知道前端所使用的采樣頻率，然后使用該采樣頻率來校正上游信道中的傳輸以便使接收中的頻率誤差為零；下列方法被用于校正用戶工具中的傳輸頻率-借助于旋轉(zhuǎn)器(rotor)在載波中進行殘留誤差校正，該旋轉(zhuǎn)器對每個載波所經(jīng)受的旋轉(zhuǎn)進行補償(將每個載波乘以想要的角度的復(fù)指數(shù))；和-借助于頻率校正器元件(可包含系統(tǒng)的數(shù)字處理部分中和/或可變頻率振蕩器中的重采樣器，和/或模擬部分中的VCXO)進行的采樣頻率校正，如果相應(yīng)的時鐘足夠精確，就認(rèn)為不必要使用所述的頻率校正器元件，使用前面提到的旋轉(zhuǎn)器足以校正載波中的殘留誤差。
提供了下列附圖以便于更好地理解本發(fā)明，這些附圖同時構(gòu)成了具體描述和權(quán)利要求書的一個主要部分，它們提供了對于本發(fā)明的原理的解釋性而不是限制性的表示。
附圖簡述

圖1示意性地表示了本發(fā)明的方法可應(yīng)用于的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
圖2示意性地表示了使用本發(fā)明的例子通過上游信道在時間和頻率上對隙的劃分。
圖3示意性地表示了如本發(fā)明的方法所使用的關(guān)于上游或下游信道的子信道劃分的表。
圖4示意性地表示了由在本發(fā)明中描述的方法所使用的在系統(tǒng)中通過下游信道指派載波的例子。
圖5示意性地表示了在使用本發(fā)明的方法的系統(tǒng)的下游信道的每個子信道中傳輸具有標(biāo)題的分組。
圖6示意性地表示了在使用本發(fā)明所描述的方法的系統(tǒng)的上游信道中使用頻率跳躍方法。
本發(fā)明實施例的描述下面是對于本發(fā)明優(yōu)選實施例的描述，數(shù)字指的是附圖中使用的附圖標(biāo)記。
將此例中使用的方法應(yīng)用于包含多個用戶工具(A，B，...，X)和一個前端工具(1)的系統(tǒng)中。
這些工具(A，B，...，X)和(1)在電網(wǎng)(2)上進行雙向通信，建立一條從用戶工具(A，B，...，X)到前端(1)的上游信道以及從前端(1)工具到用戶工具(A，B，...，X)的下游信道。
用戶工具(A，B，...，X)和前端(1)都包含媒體訪問控制器(MAC)，該媒體訪問控制器(MAC)在用戶工具中表示為數(shù)字3，在前端工具中表示為數(shù)字4。
借助于這個MAC，使得用戶工具(A，B，...，X)可發(fā)送的信息量最大化，并且使所述工具(A，B，...，X)的等待時間最小化。
為了在物理介質(zhì)(即電網(wǎng))上包含兩個通信連接，即上游連接和下游連接，必須采取頻率劃分(FDD＝頻分雙工)或時間劃分(TDD＝時分雙工)。
在圖1中顯示了所描述的配置。
在當(dāng)前示例中描述的方法具有以下四個重要特征-由多個用戶工具(A，B，...，X)在上游信道中進行訪問并由前端(1)在下游信道中借助于多路復(fù)用OFDMA/TDMA/CDMA(正交頻分多路復(fù)用、時分多路復(fù)用和或碼分多路復(fù)用)同時發(fā)送多個信息分組；-標(biāo)準(zhǔn)，用于以每個載波上更大的傳輸容量(每個載波上更多的比特或更佳的信噪比)動態(tài)地向用戶、以及在于該時刻具有待發(fā)送信息的用戶之間指派OFDM系統(tǒng)(正交頻分多路復(fù)用)中的每個載波，以便使上游和下游信道中的傳輸容量最大化，即，對前端在發(fā)射和接收中觀察到的頻率中的請求加以均衡和校平；-可根據(jù)需要該傳輸?shù)挠脩艉托畔⒌念愋图右哉{(diào)整的服務(wù)質(zhì)量(QoS)，其中可以按照不同時刻的頻率響應(yīng)和在用戶工具(A，B，...，X)與前端工具(1)之間的不同距離來修改這個服務(wù)質(zhì)量；-通過持續(xù)地計算和監(jiān)視由用戶工具(A，B，...，X)和前端工具(1)在系統(tǒng)的整個帶寬中觀察到的信噪比，動態(tài)地在多個通信請求之間指派可用帶寬。
借助于這四個特性，按照每個用戶在每個時刻的傳輸需求、為該用戶建立的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)、用于使該系統(tǒng)的總?cè)萘孔畲蠡臉?biāo)準(zhǔn)和用于使傳輸?shù)却龝r間最小化的標(biāo)準(zhǔn)來分配傳輸資源，即OFDM系統(tǒng)中的所有載波，為此使用了對一個碼元的載波在用戶之間進行的重新分配(OFDMA)，在時間上的重新分配(TDMA)，這是碼元到碼元的，通過碼的重新分配(CDMA)，通過持續(xù)監(jiān)視用于電力線路的隨時間變化的質(zhì)量參數(shù)來優(yōu)化所述的重新分配。
在這個例子的方法中，前端工具(1)負責(zé)在用戶工具(A，B，...，X)之間分配帶寬，同時考慮了例如指派給每個用戶的服務(wù)質(zhì)量的因素。上游信道被劃分成時間和頻率的間隔，稱為隙，在圖2中示出，在希望進行發(fā)送的用戶之間分配這些隙。位于前端(1)的MAC(4)中的判定器或判定器(5)執(zhí)行這個分配。關(guān)于哪些隙必須被每個用戶使用和或該隙的哪些碼元必須被一個或多個用戶使用的信息與關(guān)于將在所指派的碼元和隙中使用的調(diào)制類型和每個的功能等的信息一起被引入到稱為SAM的隙指派消息中，該隙指派消息由下游信道定期發(fā)送到所有的用戶工具(A，B，...，X)。
這個復(fù)合共享的靈活性允許了對于傳輸介質(zhì)的最佳利用。為此還包含了一系列的控制，包含-控制每個用戶(A，B，...，X)的注入功率；-控制每個用戶(A，B，...，X)的時間窗口；-控制采樣頻率，即用戶工具(A，B，...，X)的頻率同步。
為了在上游和下游連接中動態(tài)地分配帶寬，將這些連接或信道劃分成一系列子信道，在所述子信道中包含成組的不同載波。
子信道中的帶寬被調(diào)整到電網(wǎng)(2)的特性，特別是用于該信道的相干帶寬；為多載波傳輸系統(tǒng)定義所述的相干帶寬，就像在第一個和最后一個載波的頻率位置之間的頻率差，其中在這些載波中的頻率響應(yīng)中的差異小于某個閾值(例如12dB)。
當(dāng)子信道被調(diào)整到相干帶寬時，可以保證用于已確定用戶的這個子信道中的載波的頻率響應(yīng)將是封閉的(enclosed)。因此，用戶將會看見組成具有較穩(wěn)定的信噪比的子信道的所有載波。
這個調(diào)整允許可以按照在子信道中觀察到的頻率響應(yīng)的函數(shù)來選擇用戶。每個用戶可被指派最佳的頻譜區(qū)以便使在每個連接中觀察到的平均帶寬最大化。此外，子信道還可能被指派給一個到另一個地(oneto the other)觀察正交頻率響應(yīng)的多個用戶(在該用戶觀察到一個較低S/N而另一個用戶觀察到一個較高的S/N并反之亦然的子信道中)，這樣就有可能使帶寬使用最大化。
在最好的情況中，目標(biāo)是具有這樣的高度?；?highgranulation)，即每個子信道僅包含一個載波。在這種情況下需要復(fù)雜的算法，該算法將花費大量的時間和處理容量來按照每個子信道中的頻率響應(yīng)將用戶分配到子信道，以便使平均帶寬中的優(yōu)勢最大化。為了具有快速和可管理的算法，將該連接分成上游和下游連接中的八個或十六個子信道，始終符合由該信道的相干帶寬強加的限制。
圖3顯示了四個用戶A、B、C和D維持大于由上游信道劃分成的四個子信道13、14、15和16中的每一個的已確定閾值的頻率響應(yīng)的表的例子。這個表被保存在前端工具(1)中，并在向用戶分配帶寬時使用，以便在將子信道指派給觀察正交頻率響應(yīng)的用戶時使平均帶寬最大化。
在圖3的表中顯示了所使用的第一個分配標(biāo)準(zhǔn)的例子。當(dāng)用戶希望在上游連接中進行發(fā)送時，或當(dāng)前端希望通過下游連接向用戶進行發(fā)送時，使用所提到的表或類似物來觀察可以在哪個子信道中發(fā)送信息。
優(yōu)化多個用戶在電網(wǎng)(2)上的同時通信的最重要的一點是在用戶之間動態(tài)地指派帶寬。
為了優(yōu)化對用戶的載波指派，需要用戶和前端工具在兩條通信信道中持續(xù)計算和監(jiān)視頻率響應(yīng)或信噪比。這是由于電網(wǎng)不是穩(wěn)定介質(zhì)而是按照隨時間移動的函數(shù)、并根據(jù)在所考慮的用戶和前端之間存在的距離而改變這一事實造成的。
目的始終是按照使通信信道的平均容量最大化的標(biāo)準(zhǔn)找到對于每個用戶的最佳的載波分配，這可以通過使總帶寬中的信噪比最大化來實現(xiàn)。
為了分配帶寬而確定該通信將去往的用戶。通過資源申請消息(MPR)和對用戶的提問(輪詢)，該前端1知道了對于上游連接的這個信息，而在下游中，它會知道分組將要發(fā)送到的目的地。
一旦知道了在該通信中涉及的用戶，就使用圖3中示出的類型的表或數(shù)據(jù)庫來確定必須將哪些子信道指派給每個用戶，其目的是使傳輸容量最大化。
為了最大化，即均衡或校平，由前端1在發(fā)射和接收中給出的頻率響應(yīng)，執(zhí)行以下步驟-指定與OFDM信道中的載波數(shù)大小相等的向量空間，其中組成這個空間的元素是每個用戶可以在每個載波中看見的每載波比特數(shù)或在每個載波中使用的星座的尺寸。
vi＝[vi1，vi2...vin]，其中N是涉及向量的通信鏈路中使用的載波總數(shù)，ViX表示在從前端的觀點來看的載波x中，在來自或去往該用戶i(取決于所涉及的是哪條鏈路)的通信中的每個載波上的可使用比特數(shù)。
-在具有待發(fā)送信息的用戶之間分配載波以便最大化這個向量的1范數(shù)‖v‖，其中v是每個前端工具在上游和下游中的當(dāng)前碼元中使用的每載波比特(或每個載波或星座的尺寸)的向量；-將上游和下游的載波總數(shù)N分組到M個載波的子信道中以簡化該算法的計算和實施，以便減小向量空間的尺寸，產(chǎn)生具有尺寸N/M的向量空間，其中坐標(biāo)值是該子信道中的所有載波的和，并作為結(jié)果給出每個用戶在每個子信道中看見的每個OFDM碼元的傳輸容量。
-將子信道的寬度調(diào)整到相干帶寬，所述相干帶寬定義為第一個和最后一個載波的頻率位置之間的頻率差，其中在這些載波中的頻率響應(yīng)的差異小于某個閾值。
一旦前端1知道了將要發(fā)送的用戶工具(A，B，...，X)，或者知道了將要接收的那些(在下游信道的情況中)，它就觀察服務(wù)質(zhì)量要求QoS和在前面涉及的表中的足夠的子信道。最后，作為分配標(biāo)準(zhǔn)，它使用一個正交算法，然后在最正交(最不同)的用戶之間分配帶寬。以這種方式，如前端1觀察到的通信信道中的頻率響應(yīng)是盡可能地水平的。
圖4是對于下游信道的載波指派和從前端工具1向一些用戶A和B發(fā)送信息的圖形表示。軸18和19分別表示信噪比或每載波比特和載波頻率，圖形20表示在用戶A的方向觀察的信道，即在下游連接中的載波的根據(jù)用戶A支持的每載波比特或S/N信道響應(yīng)，其被前端用來優(yōu)化對于此用戶的傳輸，而圖形21表示在用戶B的方向觀察的信道。由前端工具1選擇17的分配用圖形22表示。
當(dāng)前端工具1希望向特定用戶進行發(fā)送時，它使用子信道之一和目的地的建議，并借助于由這個子信道發(fā)出的分組標(biāo)題來使用這個子信道。該用戶解碼用于指示有一個分組被指向該用戶的標(biāo)題，并解碼相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
只有前端1可以在下游中向一個或多個用戶(A，B，...，X)進行發(fā)送。該前端1可以記錄必須被發(fā)送到多個用戶的分組以保證已確定的QoS，即使它也可以以脈沖串的模式進行工作，即當(dāng)上層已經(jīng)確定了必須發(fā)送的對象時立即將待發(fā)送的分組排成隊列。
在下游連接中，使用由這個連接分成的一個或多個子信道來發(fā)送分組。在每個子信道中，將要發(fā)送分組到用戶的這一事實是借助于前面已經(jīng)提到的標(biāo)題來指示的。除了可以使用子信道來發(fā)送不同分組到新用戶之外，還可以使用這個子信道中的載波來加速對于已由另一子信道發(fā)送的分組信息的傳輸(將這個子信道中的載波聚集到發(fā)送了最初分組的子信道，從而加快對于這個分組的傳輸)。為了指示將要使用一個子信道作為用于加速該傳輸?shù)木奂?，由該聚集子信道發(fā)送具有指向受影響的用戶的標(biāo)題的信息分組。
用戶觀察整個下游連接，尋找哪個分組的標(biāo)題指示該分組指向它們。必須為該系統(tǒng)中的每個用戶正確地解碼或解釋這些標(biāo)題，因此，該分組的這個部分必須具有極低的對于解碼的S/N需求。為此，可以使用伴有健壯的校正/誤差檢測代碼及時間、頻率分集的BPSK或QPSK的安全調(diào)制。
當(dāng)用戶解碼了指示有一個分組被指向該用戶的標(biāo)題時，它會知道相應(yīng)的用于發(fā)送該分組的一個或多個子信道，并且它會接受由這些子信道發(fā)送的數(shù)據(jù)。如果該標(biāo)題并非指向該用戶，則該用戶簡單地忽略與該標(biāo)題相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。如果標(biāo)題指示正在使用新的子信道來加速分組的發(fā)送，它就會解碼通過新載波到達的信息以及通過原來的子信道中的載波到達的信息以獲得該信道中的信息。通過這種方式，就實現(xiàn)了在下游連接中動態(tài)地分配帶寬。
標(biāo)題的使用在該系統(tǒng)中是非常重要的，因為它允許分組是獨立的。該標(biāo)題包含關(guān)于分組的所有必要信息，例如目的地、大小、分組類型、它是否具有頻率或時間上的分集、它是否處于多播模式下(這個模式指示它將由許多用戶進行接收)等等。在上游信道中，必須使用額外的機構(gòu)來了解可以在什么時候發(fā)送分組，即判定器5對隙的分配和將把該分配發(fā)送到用戶的隙指派消息。
圖5顯示了在下游連接中使用四個子信道24的例子。從圖5中可以理解，從上面數(shù)第一和第二個子信道發(fā)送由標(biāo)題27開頭的分組。在第四個子信道中，開始對分組進行傳輸，并在之前使用第三個子信道以便利用用于相同分組的新的載波來加速對于相同分組的傳輸，如箭頭28所表示的。這是借助于第三個子信道的標(biāo)題27來指示的。箭頭23表示從前端工具1向用戶A、B、C或D的分組傳輸方向。軸25和26分別表示時間和頻率。
為了在上游連接或信道中進行傳輸，將信道在邏輯上分成時間和頻率的間隔，稱為隙(正如前面提到的)，以便允許多個用戶在電網(wǎng)2上在前端1的方向中同時進行發(fā)送。通過這個結(jié)構(gòu)，可以對帶寬進行動態(tài)地指派，這樣就可以授予更多或更少的時隙(碼元)或頻隙(載波)，以便使用戶可以發(fā)送具有不同質(zhì)量要求(帶寬和等待時間)的信息，并通過向在子信道上觀察足夠的信噪比的用戶授予隙，以便使用最密集的調(diào)制而達到優(yōu)化傳輸?shù)哪康摹?br> 當(dāng)這些隙之一被指派到用戶工具(A，B，...，X)時，該用戶會知道它可以在哪些時刻或時間的期間以及在哪些載波中(也就是在哪個頻率上)發(fā)出它希望發(fā)送的信息。與隙相關(guān)聯(lián)的載波組被稱作上游連接中的子信道。將每個子信道中的頻率調(diào)整到該信道的相干帶寬，以便使每個用戶在每個子信道中觀察到相似的頻率響應(yīng)(安排某些限制之間)。這就允許了上游信道容量的增加。
圖2顯示了用于可能的實施的在已確定時刻中分配隙的例子。軸11和12分別表示頻率和時間，而隙7、8、9和10分別表示與不同用戶A、B、C和D相關(guān)聯(lián)的隙，而隙6表示空閑的隙。
所涉及的隙可以由用戶工具(A，B，...，X)用于多種用途，例如-傳輸對于詢問消息(輪詢)的請求；-傳輸資源申請消息(MPR)，-傳輸包含下面的一項或所有項的數(shù)據(jù)1.同步序列，2.均衡序列，3.用于估計信噪比的序列，和/或4.用戶(A，B，...，X)希望發(fā)送到前端1的信息數(shù)據(jù)。
借助于指派隙的SAM消息，前端1指示每個隙的目的以及它可以被哪個或哪些用戶加以使用。在本上下文中，多址系統(tǒng)是中央系統(tǒng)，其中用戶工具(A，B，...，X)只有在前端1預(yù)先進行決定并將決定與可被發(fā)送的信息量和調(diào)制類型等一起發(fā)送到所涉及的用戶時才在電網(wǎng)2上進行發(fā)送。
為了優(yōu)化上游信道在利用OFDMA/TDMA/CDMA對于電網(wǎng)2的訪問中的使用，已經(jīng)開發(fā)了前面提到的三種控制，利用這三種控制，使所有用戶的信噪比最大化，同時不必在用于發(fā)送的另一個用戶之上對一個用戶不利。
關(guān)于對注入功率的控制，使用自動增益控制和/或功率屏蔽以便使用戶工具(A，B，...，X)的信號以幾乎相同的功率到達前端工具1，這樣，就可以在接收中在不損失信噪比的條件下利用極少比特的A/D(數(shù)字/模擬)轉(zhuǎn)換器進行工作。
使用時間窗口控制來確保來自多個用戶工具(A，B，...，X)的信號同時到達前端工具1，即所發(fā)送的所有OFDM碼元的起始在同一時間窗口內(nèi)到達前端1；這個控制是通過下列方式進行的-在下游信道中發(fā)生的開環(huán)中的調(diào)整，表示在時間窗口中的粗調(diào)，其中每個用戶工具可以看見通過下游信道到達的分組，由此近似地推斷必須在傳輸中延遲/提前的采樣，以便使它們在最佳時刻到達前端1；-在上游信道和下游中借助于SAM消息進行的閉環(huán)中的調(diào)整，表示在時間窗口中的細調(diào)，其中前端工具1檢測和傳送該用戶工具為了達到傳輸?shù)淖罴褧r刻而必須延遲/提前的采樣數(shù)量。
對于同步之后的頻率控制，每個用戶工具(A，B，...，X)獲得前端1所使用的采樣頻率，然后使用該采樣頻率來校正上游信道中的傳輸以便使在前端1中的接收中的頻率誤差為零；下列方法被用于校正用戶工具(A，B，...，X)中的傳輸頻率-借助于旋轉(zhuǎn)器在載波中進行殘留誤差校正，該旋轉(zhuǎn)器對每個載波所經(jīng)受的旋轉(zhuǎn)進行補償(將每個載波乘以想要的角度的復(fù)指數(shù))；和-借助于頻率校正器元件(可包含系統(tǒng)的數(shù)字處理部分中和/或可變頻率振蕩器中的重采樣器，和/或模擬部分中的VCXO)進行采樣頻率校正，如果相應(yīng)的時鐘足夠精確，就認(rèn)為不必須使用所述的頻率校正器元件，使用前面提到的旋轉(zhuǎn)器足以校正載波中的殘留誤差。
在上游連接和CDMA多路復(fù)用中，使用了頻率跳躍方法，如果將該頻率跳躍方法應(yīng)用于載波，則其中用戶工具(A，B，...，X)在傳輸時刻僅按照在每個瞬間指示可用于發(fā)送信息的載波的序列來使用一些載波，該序列是預(yù)先定義的，并且可以通過偽隨機序列生成，該偽隨機序列的種子是借助于SAM消息傳送的，而如果將所述方法應(yīng)用于子信道，則該序列被用于向用戶工具(A，B，...，X)指示在時間上的每一時刻必須使用哪些子信道進行發(fā)送。
“頻率跳躍”的優(yōu)點之一是在時間上將子信道或載波分配給用戶，即，用戶并非在所有時間上都使用具有高信噪比的子信道，相反，它也使用(當(dāng)序列指示它時)具有低信噪比的信道，這樣，平均起來，所有的用戶看見一個平均的信道，并從而使該電網(wǎng)的傳輸帶寬最大化。
圖6表示了用于在前端1的方向中的一些用戶工具A、B、C和D之間的通信的頻率跳躍的例子；其中箭頭29表示數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较?，而箭頭30表示每個子信道的帶寬。軸31和32分別表示頻率和時間。附圖標(biāo)記33、34、35和36分別表示來自用戶A、B、C和D的調(diào)度，而附圖標(biāo)記37表示在用戶之間的沖突。
隙指派消息SAM是通過下游信道定期發(fā)送并由所有用戶進行解碼的消息。它們的周期取決于由上游信道分成的隙的大小。一旦選擇了頻率和時間的間隔(隙)的大小，就必須持續(xù)地維持該周期。
SAM消息的目的是
-宣布或標(biāo)識已經(jīng)獲準(zhǔn)在由上游信道分成的頻隙和時隙中的每一個上進行傳輸?shù)囊粋€或多個用戶工具(A，B，...，X)；-指示這個隙必須用于的用途傳輸、均衡、S/N、同步、數(shù)據(jù)、詢問(輪詢)、資源請求(MPR)等等。
-發(fā)送附加信息到資源請求接收，限制對于成組用戶的訪問等等。
SAM消息對于構(gòu)建具有帶寬動態(tài)指派的系統(tǒng)來說是必要的。當(dāng)用戶需要發(fā)送信息時，它們向前端1提出請求(使用資源請求或詢問的方法)。前端1不是向用戶授予一個固定的帶寬，而是進行一種動態(tài)地分配，向提出請求的用戶按照例如待發(fā)送信息量、所請求的服務(wù)質(zhì)量、待發(fā)送信息類型、用戶在被授予的隙中觀察到的信噪比等等因素來提供更多或更少的隙。
執(zhí)行借助于OFDMA的共享，以便使帶寬的動態(tài)分配盡可能地有效。利用這種共享，多個用戶可以使用一個OFDM碼元中的不同載波來發(fā)送信息。
隙指派消息可以在一個或多個隙上攜帶信息。由于這些SAM消息的重要性，它們還優(yōu)選地攜帶一些用于誤差保護的系統(tǒng)，例如具有用于校正/檢測誤差、頻率和/或時間的分集的大容量的代碼等等。很明顯，用于指派隙的消息始終在時間上超前于它們所涉及的上游信道中的隙。
此外，SAM消息可以指示被指派給用戶的隙是第一個、最后一個還是中間的一個。如果該隙是那些被授予用戶用于發(fā)送信息的隙中的第一個，那么數(shù)據(jù)將不會在該隙的所有碼元中得以發(fā)送，而是，該隙的多個碼元必須被用于發(fā)送補充信息，例如同步或均衡。如果該隙是中間的隙，則使用它的全部來發(fā)送數(shù)據(jù)。如果它是被指派給用戶工具(A，B，...，X)的最后一個隙，則它發(fā)送信息和資源申請消息(MPR)，以便使前端工具1了解它是否希望發(fā)送更多的信息。這并不是工具可以發(fā)送資源申請消息的唯一時機，也可以在用戶具有待發(fā)送信息并且從前端工具1指示下一個隙的目的是資源申請的時候發(fā)送這些資源申請消息。
在當(dāng)前的例子中，由下游信道在每個用戶(A，B，...，X)的方向中發(fā)送的SAM消息至少包含以下信息-指示每個隙已經(jīng)被授予給的一個或多個用戶工具(A，B，...，X)，
-指示這個隙必須被用于的用途；-每個工具可以在該隙中使用的碼元的數(shù)目，-某個用戶可以從其開始在該隙中進行發(fā)送的碼元號，-關(guān)于為了發(fā)送數(shù)據(jù)必須使用的調(diào)制的信息，此外，所述的SAM消息可包含-證實消息MPR的接收，-限制對于某些用戶工具(A，B，...，X)的訪問，-校正該用戶工具(A，B，...，X)的傳輸時間窗口中的偏差，-關(guān)于功率控制的信息，-將由用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)的類型和數(shù)目，即，將要發(fā)送的是0個或更多個均衡或同步碼元，以及對于聲音/噪聲的比值的估計和/或信息數(shù)據(jù)。
另一方面，前面多處提到的MPR消息是較短的控制消息，該控制消息提供關(guān)于用戶工具(A，B，...，X)是否希望發(fā)送數(shù)據(jù)的信息，并且作為選擇，提供關(guān)于待發(fā)送的信息塊的大小和用戶工具(A，B，...，X)想要的服務(wù)質(zhì)量的信息，它們是在不同時刻發(fā)出的。所述的時刻是-當(dāng)由用戶工具(A，B，...，X)接收到的SAM消息指示被指派給所述工具的下一個隙就是用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊幌盗邢吨械淖詈笠粋€時，以便使用戶工具(A，B，...，X)可以使用該隙的一部分在它有更多待發(fā)送數(shù)據(jù)的情況中發(fā)送MPR消息，-當(dāng)已經(jīng)借助于SAM向用戶工具(A，B，...，X)指派了專用于資源申請的隙時，使得希望進行發(fā)送的一個或多個用戶工具(A，B，...，X)會在這個隙中發(fā)送它們的MPR；當(dāng)用戶工具(A，B，...，X)擁有待發(fā)送數(shù)據(jù)時，它在SAM消息宣布隨后的一些隙被預(yù)定用于輪詢或MPR之前保持等待，這樣，如果它接收到輪詢SAM，它就執(zhí)行下列步驟-用戶工具(A，B，...，X)對SAM中的某些比特進行校驗，所述的比特用于指示它是否屬于可使用隨后的輪詢隙的用戶組，-SAM消息指示其中用戶工具(A，B，...，X)必須對資源請求進行回復(fù)的位置，這些位置是由持續(xù)監(jiān)視用戶工具(A，B，...，X)可以在上游連接中的多個可用載波中看見的信噪比的前端工具1確定的；
-將輪詢隙分成多個有效區(qū)，這些有效區(qū)是時間/頻率的較小的部分，用戶工具(A，B，...，X)選擇由SAM指示的區(qū)以避免申請的沖突；-用戶工具(A，B，...，X)在所選的區(qū)中發(fā)送輪詢消息；并且-如果所述的輪詢已經(jīng)被前端工具1接收，則用戶工具(A，B，...，X)會在之后接收指派隙的SAM消息；而如果還沒有收到所述輪詢，則該用戶工具(A，B，...，X)必須等待直到有了新的輪詢SAM。
另一方面，當(dāng)該用戶工具(A，B，...，X)接收到MPR SAM時，它就在遠離要發(fā)送的必需品的相應(yīng)的隙中發(fā)送MPR消息，所述的MPR消息優(yōu)選地指示待發(fā)送信息量、優(yōu)先權(quán)、所要求的QoS、所述信息可能以什么形式由前端解碼以及它是否可被用來優(yōu)化判定器5用于指派隙的算法；如果在之前已經(jīng)預(yù)見該前端1會檢測到?jīng)_突，則執(zhí)行一個沖突解決算法，用戶工具(A，B，...，X)在下一個MPR隙或輪詢中發(fā)送它們的申請，因為判定器5將不會在隨后的SAM中授予它們?nèi)魏蝹鬏斚丁?br> 在本例中，當(dāng)用戶工具(A，B，...，X)希望進行發(fā)送時，它遵守前端工具1借助于以下處理作出的關(guān)于傳輸時刻、將使用的載波、調(diào)制類型以及其它參數(shù)的決定-在正確地從用戶工具(A，B，...，X)接收到傳輸請求后，該前端工具1從根據(jù)行為、傳輸容量、服務(wù)質(zhì)量和提出申請的用戶工具(A，B，...，X)的其它參數(shù)并按照例如在每個子信道中觀察的對于信噪比的監(jiān)視而實現(xiàn)的估計開始指派足夠的時隙/頻隙，該判定器5負責(zé)借助于算法來在提出發(fā)送數(shù)據(jù)的申請的用戶之間分配隙；-當(dāng)用戶工具(A，B，...，X)借助于對SAM消息的解調(diào)和解碼檢測到有一個或多個隙被預(yù)定給該用戶工具時，它就執(zhí)行下列操作1.校驗它已經(jīng)被指派的隙中的每一個以及它必須在每個隙的每個載波中使用的調(diào)制的類型，其中該SAM消息負責(zé)按照判定器5所指派的隙來傳送這個信息；2.計算它將能夠發(fā)送的比特總數(shù)(并從它的存儲器中提取該數(shù)據(jù))，所述的比特可能是關(guān)于信息、均衡、同步、對于信噪比的估計或它們的任何其它組合的數(shù)據(jù)，正如指派該隙的SAM消息中指示的；3.在該隙開始的起始時間之前保持等待，并使用所要求的調(diào)制在該隙的載波中發(fā)送數(shù)據(jù)；4.如果任一個所指派的隙中的類型是時間或頻率分集，則該用戶工具(A，B，...，X)必須以安全形式發(fā)送已調(diào)信息，所述的安全形式優(yōu)選為QPSK，并且在頻率上重復(fù)傳輸多次，也就是說，從載波k+N、k+2*N等中的載波k傳輸相同的信息，這取決于所使用的分集以及所指派的載波，或在不同時刻重復(fù)多次(時間分集)；5.如果該隙是輪詢或MPR類型，則使用前面提到的處理。
權(quán)利要求
1.用于在電網(wǎng)上對數(shù)據(jù)進行點到多點的多路訪問和多路傳輸?shù)姆椒?，包含借助于電網(wǎng)(2)進行雙向通信的前端工具(1)和多個用戶工具(A，B，...，X)，其中上游信道是從用戶工具(A，B，...，X)到前端(1)的信道，下游信道是從前端(1)到用戶工具(A，B，...，X)的信道，工具(A，B，...，X)中的每一個都包含用于使該用戶工具(A，B，...，X)能夠發(fā)送的信息量最大化并使這些工具(A，B，...，X)中的等待時間最小化的媒體訪問控制器(MAC)(3，4)；并且其中通過頻分雙工(FDD)和/或時分雙工(TDD)來將電網(wǎng)劃分為上游和下游信道，其特征在于它支持-由多個用戶工具(A，B，...，X)在上游信道中進行訪問并由前端(1)在下游信道中借助于多路復(fù)用OFDMA/TDMA/CDMA—即正交頻分多路復(fù)用、時分多路復(fù)用和/或碼分多路復(fù)用—來同時發(fā)送多個信息鏈路；-標(biāo)準(zhǔn)，用于以這個載波上更大的傳輸容量—每個載波上更多的比特或更佳的信噪比—動態(tài)地向用戶、以及在于該時刻具有待發(fā)送信息的用戶之間指派OFDM系統(tǒng)—正交頻分多路復(fù)用—中的每個載波，以便使上游和下游信道中的傳輸容量最大化，換句話說，就是對前端在發(fā)射和接收中觀察到的頻率響應(yīng)加以均衡和校平；-根據(jù)需要該傳輸?shù)挠脩艉托畔⒌念愋蛠碚{(diào)整服務(wù)質(zhì)量(QoS)，其中可以按照不同時刻的頻率響應(yīng)和在用戶工具(A，B，...，X)與前端工具(1)之間的不同距離來修改這個服務(wù)質(zhì)量；-通過持續(xù)地計算和監(jiān)視由用戶工具(A，B，...，X)和前端工具(1)在系統(tǒng)的整個帶寬上觀察到的信噪比，動態(tài)地在多個通信請求之間指派可用帶寬；以便按照每個用戶在每個時刻的傳輸需求、為這個用戶建立的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)(QoS)、用于使該系統(tǒng)的總?cè)萘孔畲蠡臉?biāo)準(zhǔn)和用于使傳輸?shù)却龝r間最小化的標(biāo)準(zhǔn)來分配傳輸資源，所述的傳輸資源是OFDM系統(tǒng)中的組合數(shù)目的載波，為此使用了對一個碼元的載波在用戶之間進行的重新分配(OFDMA)，在時間上的重新分配(TDMA)，這是碼元到碼元的，通過碼的重新分配(CDMA)，通過持續(xù)監(jiān)視用于電力線路的經(jīng)常變化的質(zhì)量參數(shù)來優(yōu)化所述的重新分配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于在電網(wǎng)上對數(shù)據(jù)進行點到多點的多路訪問和多路傳輸?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟谒€包含最大化裝置，所述的最大化裝置是用于均衡或校平由前端工具(1)在發(fā)射和接收中看見的頻率響應(yīng)的裝置，[這是由于電力線路擔(dān)當(dāng)在一個點與另一點之間的頻率選擇信道這一事實造成的，這一事實使某些頻率展現(xiàn)出更大的信噪比(S/N)并因此展現(xiàn)出比其它頻率更大的傳輸容量，這樣對于一些用戶，一些頻率可能是展現(xiàn)出更大的S/N比的那些頻率，而對于其它用戶，這些頻率將是不同的]；如所述的最大化包含-指定與OFDM信道中的載波數(shù)大小相等的向量空間，其中組成這個空間的元素是每個用戶可以在每個載波中看見的每載波比特數(shù)或在每個載波中使用的星座的尺寸；vi＝[vi1，vi2...vin]，其中N是涉及向量的通信鏈路中使用的載波總數(shù)，ViX表示在從前端的觀點來看的載波x中，在來自或去往該用戶i—取決于所涉及的是哪條鏈路—的通信中的每個載波上的可使用比特數(shù)。-在具有待發(fā)送信息的用戶之間分配載波以便最大化這個向量的1范數(shù)‖v‖，其中v是每個前端工具在上游和下游中的當(dāng)前碼元中使用的每個載波或星座的尺寸或每載波比特的向量；-將上游和下游的載波總數(shù)N分組到M個載波的子信道中以簡化該算法的計算和實施，以便減小向量空間的尺寸，產(chǎn)生具有尺寸N/M的向量空間，其中坐標(biāo)值是該子信道中的所有載波的和，并作為結(jié)果給出每個用戶在每個子信道中看見的每個OFDM碼元的傳輸容量；-將子信道的寬度調(diào)整到相干帶寬，該相干帶寬定義為第一個和最后一個載波的頻率位置之間的頻率差，其中在這些載波中的頻率響應(yīng)的差異小于某個閾值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的用于在電網(wǎng)上對數(shù)據(jù)進行點到多點的多路訪問和多路傳輸?shù)姆椒?，其特征在于前?1)中的MAC(4)包含負責(zé)在上游和下游信道中動態(tài)地分配帶寬以便從用戶工具(A，B，...，X)進行多個通信的判定塊(5)或判定器，其中由這個判定塊用來動態(tài)指派傳輸帶寬的標(biāo)準(zhǔn)是前面所述的那些標(biāo)準(zhǔn)，并且為其采用了以下方式-面向分組的傳輸，前面是指示該傳輸指向哪個用戶以及在什么條件下的標(biāo)題；-使用作為頻率和不同用戶的函數(shù)的正交傳輸容量的標(biāo)準(zhǔn)來將上游和下游信道分成子信道，以便使用戶被多路復(fù)用來最大化上游和下游信道的帶寬傳輸；-隨時間變化地將載波動態(tài)地指派給多個用戶，以便-在下游鏈路中，由子信道發(fā)出的每個分組的標(biāo)題尤其指示目的地、大小和所使用的星座等，這樣，用戶必須能夠檢測和理解由任何子信道接收的所有標(biāo)題，同時，在知道調(diào)制中所用的每載波比特的向量的情況下，只從指向它們的分組中解調(diào)信息；-在上游鏈路中，除了被調(diào)整到相干帶寬的子信道中的劃分之外，還進行時間上的劃分，這樣，隙被定義為在兩個對于這些隙的分配消息(SAM)之間在上游信道中的碼元數(shù)，所述的兩個隙分配消息(SAM)構(gòu)成了該判定器(5)用于向用戶指派資源的單元，其中通過由下游鏈路向用戶工具(A，B，...，X)發(fā)送被稱為SAM的分配消息來定期指派這些資源，所述的分配消息可包含一個或多個隙的信息，并在它們所涉及的隙之前定期的確定數(shù)目的采樣處被發(fā)送，換句話說，它們在時間上超前于所涉及的隙，這樣，如果隙的碼元數(shù)較小，則可獲得的等待時間的下限也較小，但系統(tǒng)的復(fù)雜程度更高，正如在資源分配消息(SAM)中的上游信道中的傳輸容量的成本一樣；-連續(xù)地為每個用戶測量在上游信道和下游信道中的信噪比，以便連續(xù)地為所有用戶更新每個子信道中的傳輸容量；-借助于詢問，也就是分別輪詢隙和資源申請消息(MPR)得到的關(guān)于哪些用戶(A，B，...，X)希望進行傳輸以及數(shù)量如何的連續(xù)信息，其中在上游中的前端(1)的上層是向判定器(5)通知待傳輸信息量以及從哪些用戶進行傳輸?shù)哪切?；以及?關(guān)于為每個用戶定義的QoS—帶寬和等待時間—的信息，所述QoS是信道容量從前端工具(1)阻塞的用戶的數(shù)目的函數(shù)，這樣，可以在多個用戶希望在一個給定時刻進行發(fā)送的情況中對連續(xù)指派給單一用戶的隙的數(shù)目加以限制，從而維持用戶在上游連接中訪問的平等性。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于在電網(wǎng)上對數(shù)據(jù)進行點到多點的多路訪問和多路傳輸?shù)姆椒?，其特征在于?dāng)前端工具(1)希望通過下游信道向一個或多個用戶工具(A，B，...，X)進行發(fā)送時，該判定器塊(5)使用一個或多個所涉及的子信道動態(tài)地分配帶寬，并借助于由子信道發(fā)出的信息分組中的標(biāo)題來向使用的目的地建議這個或這些子信道，為此，每個用戶工具在檢測到所述標(biāo)題之一涉及被指向它的分組時解碼相應(yīng)的數(shù)據(jù)，因此用戶工具(A，B，...，X)可以從多個不同的子信道接收多于一個的分組，能夠向該標(biāo)題指示將新的分組傳輸?shù)接脩簦蛑甘緦⑹褂闷渲邪l(fā)送標(biāo)題的子信道來加速先前由另外的一個或多個子信道發(fā)送到相同用戶的分組的傳輸，這是借助于對這個新的子信道和已被用于先前分組的傳輸?shù)哪切┳有诺赖妮d波加以聚集而實現(xiàn)的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于在電網(wǎng)上對數(shù)據(jù)進行點到多點的多路訪問和多路傳輸?shù)姆椒?，其特征在于調(diào)制由下游連接中的子信道發(fā)送的標(biāo)題，優(yōu)選地使用對于解碼具有較少信噪比要求的調(diào)制，優(yōu)選地使用DPSK，差分相位調(diào)制，和/或QPSK，正交相位調(diào)制，伴有誤差校正/檢測代碼和頻率分集，在不同載波上發(fā)送相同的信息，和/或時間分集，在不同時刻發(fā)送相同的信息，以便提高正確解碼所述標(biāo)題的概率。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于在電網(wǎng)上對數(shù)據(jù)進行點到多點的多路訪問和多路傳輸?shù)姆椒?，其特征在于已?jīng)涉及的標(biāo)題包含用于合適的信息分組的所有必要信息，這樣目的地、分組類型、對于頻率和/或時間上的變化的使用、該分組將被預(yù)定給一個用戶還是多個用戶—多播模式—和/或預(yù)定給所有用戶—廣播模式、為每個載波使用的調(diào)制、是否已經(jīng)使用了FEC冗余—誤差校正/檢測代碼—來保護信息分組、和/或是否會使用標(biāo)題被發(fā)送到的子信道來加速來自于先前由另一子信道發(fā)送的分組的信息的傳輸，或其它信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于在電網(wǎng)上對數(shù)據(jù)進行點到多點的多路訪問和多路傳輸?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟谄渲猩嫌芜B接被劃分的隙可被用戶工具(A，B，...，X)用于-傳輸對于詢問消息—輪詢—的請求；-傳輸資源申請消息(MPR)，-傳輸包含以下一項或所有項的數(shù)據(jù)-同步序列，-均衡序列，-用于估計信噪比的序列，和/或-關(guān)于該用戶(A，B，...，X)希望發(fā)送到前端(1)的信息的數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于在電網(wǎng)上對數(shù)據(jù)進行點到多點的多路訪問和多路傳輸?shù)姆椒?，其特征在于在上游連接中，該前端(1)的判定器(5)包含用于以可變的形式向每個用戶工具(A，B，...，X)提供最充足的帶寬的裝置，借助于隙的最佳指派算法按照諸如待發(fā)送信息量、所請求的服務(wù)質(zhì)量、待發(fā)送信息類型、由用戶在承認(rèn)的隙中觀察到的信噪比等參數(shù)來供應(yīng)更多或更少的隙，并使用SAM消息將所述判定器(5)作出的決定傳送給用戶工具(A，B，...，X)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3和7所述的用于在電網(wǎng)上對數(shù)據(jù)進行點到多點的多路訪問和多路傳輸?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟谟糜趥魉陀汕岸?1)的判定器(5)作出的關(guān)于在上游連接中分配隙的決定的方法是通過下游連接向每個用戶工具(A，B，...，X)發(fā)送指派消息SAM，并可以包含關(guān)于一個或多個隙的信息，是定期發(fā)送的并總是在它們所涉及的隙之前的確定數(shù)目的采樣，也就是它們在時間上超前于所涉及的隙，至少包含-對于每個隙被給到的一個或多個用戶(A，B，...，X)的指示，-對于每個隙將被用于的用途的指示，-在將被給到每個用戶的隙之中的碼元的數(shù)目，-每個用戶可以從其開始使用該隙的碼元號，-關(guān)于必須用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)制的信息，優(yōu)選為QPSK或與前端工具(1)對于已確定的作為該信道中的信噪比的函數(shù)的誤差定額進行協(xié)商的星座；它還包含-證實接收到資源申請消息(MPR)，-限制對于已確定的用戶工具(A，B，...，X)的訪問，-校正在用戶工具(A，B，...，X)的時間傳輸窗口中的迂回，-關(guān)于功率控制的信息，-將要由用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)的類型和數(shù)目，換句話說，是否將要發(fā)送0個或更多個均衡或同步碼元，以及對于聲音/噪聲的估計和/或信息中的數(shù)據(jù)，其中優(yōu)選地使用一些額外的誤差保護來對這些SAM消息加以編碼，例如具有用于校正/檢測誤差、頻率或時間分集的更大容量的代碼，以及其它系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于在電網(wǎng)上對數(shù)據(jù)進行點到多點的多路訪問和多路傳輸?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟谠谙掠涡诺乐?，判定?5)采用考慮了諸如用戶工具(A，B，...，X)在子信道中觀察到的信噪比或頻率響應(yīng)、消息優(yōu)先權(quán)、信息量等參數(shù)的分配函數(shù)；同時用戶對通過下游連接發(fā)送的標(biāo)題從關(guān)于目的地的信息開始進行解碼，并決定他們是否必須接受與該標(biāo)題在同一子信道中發(fā)送的數(shù)據(jù)，包含所述的標(biāo)題。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于在電網(wǎng)上對數(shù)據(jù)進行點到多點的多路訪問和多路傳輸?shù)姆椒?，其特征在于判定?5)可命令使用一個或多個附加的子信道以用于相應(yīng)的調(diào)度，或增加用戶的帶寬，其目的是加速所涉及的分組的傳輸，指派多于一個子信道以便在一個時間發(fā)送多于一個的信息分組，借助于所調(diào)度的消息中的標(biāo)題來指示這些決定中的任一個。
12.根據(jù)權(quán)利要求10和11所述的用于在電網(wǎng)上對數(shù)據(jù)進行點到多點的多路訪問和多路傳輸?shù)姆椒?，其特征在于判定?5)可以根據(jù)每個用戶(A，B，...，X)可在多個子信道中觀察到的頻率響應(yīng)來在上游和下游中的多個子信道上分配用戶(A，B，...，X)，以便使在每個時刻使用的帶寬最大化。
13.根據(jù)權(quán)利要求9和12所述的用于在電網(wǎng)上對數(shù)據(jù)進行點到多點的多路訪問和多路傳輸?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟趯τ谏嫌魏拖掠涡诺?，判定?5)在指派資源時使用QoS作為用于使等待時間最小化的標(biāo)準(zhǔn)之一，換句話說，每個用戶工具(A，B，...，X)在上游連接中提出訪問請求之后盡早進行發(fā)送，或者從前端工具(1)向用戶(A，B，...，X)盡快發(fā)送分組。
14.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于在電網(wǎng)上對數(shù)據(jù)進行點到多點的多路訪問和多路傳輸?shù)姆椒?，其特征在于MPR消息優(yōu)選為較短的控制消息以便向用戶工具(A，B，...，X)通知是否希望發(fā)送數(shù)據(jù)以及作為選擇的在以下時刻用戶工具(A，B，...，X)需要的服務(wù)質(zhì)量和待發(fā)送的信息塊的大小-當(dāng)由用戶工具(A，B，...，X)接收到的SAM消息指示被指派給所述工具的下一個隙就是一系列數(shù)據(jù)傳輸隙中的最后一個時，該用戶工具(A，B，...，X)使用該隙的一部分在它有更多待發(fā)送數(shù)據(jù)的情況中發(fā)送MPR消息，-當(dāng)用戶工具(A，B，...，X)不再有更多待發(fā)送的數(shù)據(jù)并仍然有已指派的隙時，在這種情況下，相應(yīng)的MPR消息將指示前端(1)不再指派給它更多的隙并將剩余的隙重新指派到其它用戶工具(A，B，...，X)，-當(dāng)借助于SAM向用戶工具(A，B，...，X)指派了專用于資源申請(MPR)的隙時，使得希望進行發(fā)送的一個/多個用戶工具(A，B，...，X)隨機或借助于考慮了用戶類型、信息類型和其它參數(shù)的已確定算法來使用這個隙的一小部分來發(fā)送它們的MPR到這個隙；以及其中前端工具(1)檢測當(dāng)多個用戶工具在隙的相同區(qū)中發(fā)生資源申請重合時可能出現(xiàn)的沖突的方式，這樣的沖突可以借助于現(xiàn)有技術(shù)中已知的算法得以解決，也可以通過使用戶工具(A，B，...，X)在之后的干預(yù)中重新發(fā)送它們的位置直到解決了用戶(A，B，...，X)之間的競爭而得以解決。
15.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于在電網(wǎng)上對數(shù)據(jù)進行點到多點的多路訪問和多路傳輸?shù)姆椒?，其特征在于所述輪詢隙允許通過使用詢問算法向最大數(shù)目的用戶(A，B，...，X)就它們是否擁有待發(fā)送的信息進行提問，其目的是當(dāng)所述最大數(shù)目被超過時，相同的用戶工具(A，B，...，X)并不始終是被提問的那些用戶工具，并且在前端(1)包含用于根據(jù)用戶所展示的行為而將用戶工具分成多個類別的裝置，為了獲得這個信息，該前端(1)向它需要其行為的相關(guān)信息的那些用戶指派詢問隙，輪詢，當(dāng)這些用戶擁有待發(fā)送的信息時，就在分配給它們的隙的一部分中進行響應(yīng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求7和9所述的用于在電網(wǎng)上對數(shù)據(jù)進行點到多點的多路訪問和多路傳輸?shù)姆椒?，其特征在于?dāng)用戶工具(A，B，...，X)擁有待發(fā)送數(shù)據(jù)時，它在消息(SAM)宣布隨后的一個隙被預(yù)定用于輪詢或MPR之前保持等待，這樣，如果它接收到輪詢SAM，就執(zhí)行下列步驟-用戶工具(A，B，...，X)對SAM中的某些比特進行校驗，所述的比特指示它是否屬于可使用下一個輪詢隙的用戶組，-SAM消息指示其中用戶工具(A，B，...，X)必須對資源請求進行回復(fù)的位置，這些位置是由持續(xù)監(jiān)視用戶工具(A，B，...，X)可以在多個載波-用于上游通信的可用頻率-中看見的信噪比的前端工具(1)確定的；-將輪詢隙分成多個有效區(qū)，這些有效區(qū)是時間/頻率的較小的部分，用戶工具(A，B，...，X)選擇由SAM指示的區(qū)以避免申請的沖突；-用戶工具(A，B，...，X)在所選的區(qū)中發(fā)送輪詢消息；并且-如果所述的輪詢已被前端工具(1)接收，則用戶工具(A，B，...，X)會在之后接收指派隙的SAM消息；而如果還沒有收到所述輪詢，則該用戶工具(A，B，...，X)將必須等待直到有了新的輪詢SAM；而如果用戶工具(A，B，...，X)已經(jīng)在SAM中接收到MPR隙的宣布，則該用戶工具(A，B，...，X)將在所述隙中遠離要發(fā)送的必需品的地方發(fā)送MPR消息，所述的MPR消息優(yōu)選地指示它希望發(fā)送的信息的大小、優(yōu)先權(quán)、所要求的QoS，因此所述信息可被標(biāo)題解碼并可被用來優(yōu)化用于指派仲裁隙(5)的算法；已經(jīng)預(yù)見到如果該前端(1)檢測到?jīng)_突，則開始一個算法來解決這個沖突或等待用戶工具(A，B，...，X)在另一個MPR隙或輪詢中發(fā)送它們的申請，因為判定器(5)不會在隨后的SAM中授予任何數(shù)據(jù)傳輸隙。
17.根據(jù)權(quán)利要求2、10和16所述的用于在電網(wǎng)上對數(shù)據(jù)進行點到多點的多路訪問和多路傳輸?shù)姆椒?，其特征在于在傳輸中，用戶工?A，B，...，X)遵守前端工具(1)作出的關(guān)于傳輸時刻、將使用的載波、調(diào)制類型以及其它參數(shù)的決定，按照以下處理-在已經(jīng)正確地從用戶工具(A，B，...，X)接收到傳輸請求后，該前端工具(1)從按照行為、傳輸容量、服務(wù)質(zhì)量和提出申請的用戶工具(A，B，...，X)的其它參數(shù)并按照在子信道中監(jiān)視的信噪比而作出的估計開始指派足夠的時隙/頻隙，該判定器(5)負責(zé)使用前面提到的算法來在提出發(fā)送數(shù)據(jù)的申請的用戶之間分配隙；-當(dāng)用戶工具(A，B，...，X)借助于對SAM消息的解調(diào)和解碼檢測到有一個或多個隙被預(yù)定給該用戶工具時，它就執(zhí)行下列操作-檢查被指派的隙中的每一個以及必須在每個隙的每個載波中使用的調(diào)制的類型，其中該SAM消息負責(zé)按照判定器(5)所指派的隙來傳送這個信息；-計算它將能夠發(fā)送的比特總數(shù)，并從它的存儲器中提取該數(shù)據(jù)，這些是關(guān)于數(shù)據(jù)、均衡、同步、對于聲音/噪聲的估計或它們的任何其它組合的信息，正如在指派給該隙的SAM消息中指示的；-在必須發(fā)送的隙的部分上等待起始碼元，并使用所選擇的調(diào)制來執(zhí)行數(shù)據(jù)的傳輸；-如果任一個所指派的隙的類型是時間或頻率分集，則該用戶工具(A，B，...，X)必須以安全形式發(fā)送已調(diào)信息，所述的安全形式優(yōu)選為QPSK，在頻率上重復(fù)多次，也就是說，從載波k+N、k+2*N等中的載波k傳輸相同的信息，這取決于所使用的分集以及所指派的載波，或在不同時刻重復(fù)多次，時間分集；-如果該隙是輪詢或MPR類型，則使用前面在權(quán)利要求16中指定的方法。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于在電網(wǎng)上對數(shù)據(jù)進行點到多點的多路訪問和多路傳輸?shù)姆椒?，其特征在于已?jīng)涉及的CDMA多路復(fù)用包含頻率跳躍方法，如果將該頻率跳躍方法應(yīng)用于載波，則用戶工具(A，B，...，X)在傳輸時刻僅按照在每個瞬間指示可用于發(fā)送信息的載波的序列來使用一些載波，該序列是預(yù)先定義的，并且可以通過偽隨機序列生成，該偽隨機序列的種子是借助于SAM消息傳送的，而如果將所述方法應(yīng)用于子信道，則該序列被用于在時間上的每一時刻向用戶工具(A，B，...，X)指示必須使用哪個子信道進行發(fā)送。
19.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于在電網(wǎng)上對數(shù)據(jù)進行點到多點的多路訪問和多路傳輸?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟谡{(diào)制由隙在上游連接中發(fā)送的信息分組標(biāo)題，優(yōu)選地使用對于解碼具有較低信噪比要求的調(diào)制，例如DPSK，差分相位調(diào)制，和/或QPSK，正交相位調(diào)制，連同校正代碼/誤差檢測和頻率分集，在不同載波上發(fā)送相同的信息，和/或時間分集，在不同時刻發(fā)送相同的信息，以便提高正確解碼的概率。
20.根據(jù)權(quán)利要求3和19所述的用于在電網(wǎng)上對數(shù)據(jù)進行點到多點的多路訪問和多路傳輸?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟跇?biāo)題包含關(guān)于相應(yīng)信息分組的所有必要信息，這些信息例如關(guān)于分組類型、頻率和/或時間分集的使用、用于調(diào)制分組中的信息的調(diào)制—例如QPSK中的所有載波或具有在每個用戶已經(jīng)與前端進行協(xié)商之后被固定用于作為該信道上的信噪比的函數(shù)的已確定的誤差率的星座的所有載波、以及用于保護分組中的信息的FEC冗余，代碼校正冗余/誤差檢測。
21.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于在電網(wǎng)上對數(shù)據(jù)進行點到多點的多路訪問和多路傳輸?shù)姆椒?，其特征在于它包含—系列的控制以便在傳輸期間在不對任何用戶不利的條件下使所有用戶的信噪比最大化，從而允許在上游連接中在相同的OFDM碼元中進行多路訪問并在下游連接中傳輸多個信息分組；所述的控制是-控制每個用戶工具(A，B，...，X)的注入功率；-控制每個用戶工具(A，B，...，X)的時間窗口；-控制采樣頻率，也就是用戶工具(A，B，...，X)的頻率同步。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的用于在電網(wǎng)上對數(shù)據(jù)進行點到多點的多路訪問和多路傳輸?shù)姆椒?，其特征在于在這些對于注入功率的控制上使用自動增益控制和/或功率屏蔽，通過所述控制，使來自用戶工具(A，B，...，X)的信號以幾乎相同的功率到達前端(1)，這樣，就可以在接收中不損失信噪比的條件下利用極少比特的A/D—數(shù)字/模擬—轉(zhuǎn)換器進行工作。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的用于在電網(wǎng)上對數(shù)據(jù)進行點到多點的多路訪問和多路傳輸?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟谑褂么翱诳刂苼砜刂茝亩鄠€用戶(A，B，...，X)同時到達前端(1)的信號，換句話說，所發(fā)送的所有OFDM碼元的起始在同一時間窗口內(nèi)到達前端(1)；這個控制是通過下列方式進行的-在下游信道中發(fā)生的開環(huán)中的調(diào)整，表示在時間窗口中的粗調(diào)，其中每個用戶工具(A，B，...，X)可以看見通過下游信道到達的分組，以此近似地推斷必須在傳輸中延遲/提前的采樣，以便使它們在最佳時刻到達前端(1)；-在上游信道和下游中借助于SAM消息進行的閉環(huán)中的調(diào)整，表示在時間窗口中的細調(diào)，其中前端工具(1)檢測和傳送該用戶工具(A，B，...，X)為了達到傳輸?shù)淖罴褧r刻而必須延遲/提前的采樣數(shù)量。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的用于在電網(wǎng)上對數(shù)據(jù)進行點到多點的多路訪問和多路傳輸?shù)姆椒?，其特征在于在所述頻率控制中和同步之后，每個用戶工具(A，B，...，X)知道前端(1)所使用的采樣頻率，然后使用該采樣頻率來校正上游信道中的傳輸以便使接收中的頻率誤差為零；下列方法被用于校正用戶工具(A，B，...，X)中的傳輸頻率-借助于旋轉(zhuǎn)器在載波中進行殘留誤差校正，該旋轉(zhuǎn)器對每個載波所經(jīng)受的旋轉(zhuǎn)進行補償，將每個載波乘以想要的角度的復(fù)指數(shù)；和-借助于可包含系統(tǒng)的數(shù)字處理部分中和/或可變頻率振蕩器中的重采樣器或模擬部分中的VCXO的頻率校正器元件進行的采樣頻率校正，其中考慮如果相應(yīng)的時鐘足夠精確，就不必須使用所述的頻率校正器元件，使用前面提到的旋轉(zhuǎn)器足以校正載波中的殘留誤差。
全文摘要
本發(fā)明涉及多個用戶設(shè)備(A，B，...，X)，并涉及一前端設(shè)備(1)，所述用戶設(shè)備與前端設(shè)備借助于上行信道和下行信道通過電網(wǎng)(2)相連。該創(chuàng)造性的方法實質(zhì)上提供了通過上行信道訪問多個用戶設(shè)備(A，B，...，X)；使用OFDMA/TDMA/CDMA多路復(fù)用通過下行信道同時發(fā)送由前端設(shè)備(1)發(fā)出的多個信息幀；用于以使上行和下行信道的傳輸容量最大化的方式來動態(tài)地指派每個載波的標(biāo)準(zhǔn)；可以根據(jù)請求該傳輸?shù)挠脩艉托畔⒌念愋投薷牡姆?wù)質(zhì)量；以及借助于對信噪比的持續(xù)監(jiān)視和計算來進行的帶寬動態(tài)分配。
文檔編號H04L5/02GK1518803SQ02812401
公開日2004年8月4日 申請日期2002年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月19日
發(fā)明者J·C·里韋羅因蘇亞, F·戈麥斯馬丁內(nèi)斯, D·魯伊斯洛佩斯, N·H·福倫, L·M·托雷斯坎頓, F·J·斯門尼斯馬基納, C·帕多維達爾, J·V·布拉斯科克拉雷, J C 里韋羅因蘇亞, 了孤迮逅, 布拉斯科克拉雷, 托雷斯坎頓, 斯門尼斯馬基納, 福倫, 笏孤磯∧謁, 轡 鋃 申請人:硅系統(tǒng)設(shè)計公司