DE69528646T2

Method and apparatus for coordinating multi-point-to-point communications in a multi-tone data transmission system

Abstract

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DE69528646T2, drawing sheet 1
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25 claims: 11 independent, 14 dependent

  1. 1
    Verfahren zum Synchronisieren von Rahmen, die von einer ausgewählten fernen Einheit zu einer Zentraleinheit in einem bidirektionalen Datenübertragungssystem übertragen werden, das die Kommunikation zwischen der Zentraleinheit und mehreren fernen Einheiten unter Verwendung eines rahmenbasierten Mehrträger-Übertragungsschemas ermöglicht, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:Empfangen eines ersten Signals von der Zentraleinheit und anfängliches Synchronisieren der ausgewählten ersten fernen Einheit mit dem ersten Signal, Übertragen eines fern ausgelösten Synchronisationssignals von der Schleifensynchronisierten ausgewählten ersten fernen Einheit zur Zentraleinheit, wenn die ausgewählte erste ferne Einheit eine Kommunikation mit der Zentraleinheit herstellen möchte, Empfangen eines von der Zentraleinheit zur ausgewählten ersten fernen Einheit ansprechend auf das fern ausgelöste Synchronisationssignal übertragenen zentral ausgelösten Synchronisationssignals, wobei das zentral ausgelöste Synchronisationssignal Informationen enthält, die eine zum besseren Synchronisieren der ausgewählten ersten fernen Einheit mit anderen fernen Einheiten, die gegenwärtig mit der Zentraleinheit kommunizieren, erforderliche Rahmengrenz- Phasenverschiebung angeben, und Verschieben der Phase der von der ausgewählten ersten fernen Einheit ausgegebenen Rahmen ansprechend auf das zentral ausgelöste Synchronisationssignal zum besseren Synchronisieren der Rahmengrenzen der von der ausgewählten ersten fernen Einheit ausgegebenen Rahmen mit Rahmengrenzen von Rahmen, die von den anderen fernen Einheiten ausgegeben werden, welche gegenwärtig mit der Zentraleinheit kommunizieren, wobei die Synchronisation so eingerichtet ist, daß die Rahmengrenzen von den verschiedenen fernen Einheiten bei vollständiger Synchronisation im wesentlichen übereinstimmen, wenn sie bei der Zentraleinheit empfangen werden.
  2. 2
    Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das fern ausgelöste Synchronisationssignal und das zentral ausgelöste Synchronisationssignal auf einem Zusatz-Bus übertragen werden, der zwei zweckgebundene Zusatz-Teilkanäle aufweist, und bei dem das fern ausgelöste Synchronisationssignal und das zentral ausgelöste Synchronisationssignal über verschiedene Zusatz-Teilkanäle übertragen werden.
  3. 3
    Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein einziger zweckgebundener Zusatz-Teilkanal bereitgestellt ist und bei dem das fern ausgelöste Synchronisationssignal und das zentral ausgelöste Synchronisationssignal beide über den einzigen zweckgebundenen Zusatz-Teilkanal übertragen werden.
  4. 4
    Verfahren nach Anspruch 1 mit den weiteren Schritten:periodisches Vorsehen synchronisierter Ruhezeiten auf mehreren diskreten Teilkanälen, die zum Erleichtern einer Aufwärtskommunikation bereitgestellt sind, und Übertragen des fern ausgelösten Synchronisationssignals während einer ersten ausgewählten synchronisierten Ruhezeit, wobei das fern ausgelöste Synchronisationssignal ein Breitbandsignal ist, das mehrere über gesonderte Teilkanäle übertragene Initialisierungssignale aufweist.
  5. 5
    Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem dann, wenn zwei der fernen Einheiten ihre zugeordneten fern ausgelösten Synchronisationssignale im wesentlichen gleichzeitig senden, ein Konflikt erkannt wird und die fernen Einheiten jeweils ein zugeordnetes fern ausgelöstes Synchronisationssignal zurücksenden.
  6. 6
    Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Schritte des Übertragens eines fern ausgelösten Synchronisationssignals, des Empfangens eines zentral ausgelösten Synchronisationssignals und des Verschiebens der Phase der Rahmen wiederholt werden, bis die ausgewählte ferne Einheit vollständig synchronisiert ist und bei dem darüber hinaus die normale Kommunikation von der ausgewählten fernen Einheit zur Zentraleinheit ausgelöst wird.
  7. 7
    Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit dem weiteren Schritt des Übertragens des zentral ausgelösten Synchronisationssignals von der Zentraleinheit zur ausgewählten ersten fernen Einheit, wenn die Zentraleinheit das fern ausgelöste Synchronisationssignal empfängt.
  8. 8
    Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die anfängliche Synchronisation der ausgewählten fernen Einheit die Schleifen- Synchronisation eines Takts bei der ausgewählten fernen Einheit mit einem im ersten Signal enthaltenen Taktsignal beinhaltet.
  9. 9
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die anfängliche Synchronisation der ausgewählten fernen Einheit das Synchronisieren einer Rahmengrenze des fern ausgelösten Synchronisationssignals mit einer im ersten Signal enthaltenen Rahmenzeitsteuerungsmarkierung beinhaltet.
  10. 10
    Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit den weiteren Schritten:periodisches Bereitstellen synchronisierter Ruhezeiten auf den zum Ermöglichen der Aufwärtskommunikation bereitgestellten mehreren diskreten Teilkanälen und Veranlassen einer ausgewählten fernen Einheit, mehrere Training-Signale während einer Ruhezeit über eine Anzahl der zum Ermöglichen der Aufwärtskommunikation bereitgestellten Teilkanäle zu senden.
  11. 11
    Verfahren nach Anspruch 10 mit den weiteren Schritten des Bestimmens eines ersten Satzes von Kanaleigenschaften, die die Kanalkapazitäten der mehreren zum Ermöglichen der Aufwärtskommunikation bereitgestellten Teilkanäle angeben und des Speicherns des ersten Satzes von Kanaleigenschaften innerhalb einer Matrix von Kanaleigenschaften, wobei die Matrix Informationen enthält, die die Kanalkapazitäten der mehreren diskreten Teilkanäle zwischen allen fernen Einheiten und der Zentraleinheit angeben.
  12. 12
    Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die synchronisierte Ruhezeit eine Zeitdauer aufweist, die lang genug ist, damit eine von der Zentraleinheit übertragene Ruhezeitraummarkierung zu der fernen Einheit übertragen werden kann, die am weitesten von der Zentraleinheit entfernt ist, und ein Initialisierungssignal, das auf die Ruhezeitraummarkierung anspricht, zur Zentraleinheit zurückgeführt werden kann, wobei dies alles innerhalb der synchronisierten Ruhezeit erfolgt.
  13. 13
    Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die synchronisierte Ruhezeit eine Zeitdauer im Bereich von 50 bis 500 Millisekunden aufweist.
  14. 14
    Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 10 bis 13, welches den weiteren Schritt des periodischen Übertragens einer Angabe von Teilkanälen, deren Verwendung durch die ferne Einheit verboten ist, von der Zentraleinheit aufweist, wobei die ferne Einheit sicherstellt, daß das Breitband-Initialisierungssignal keine Ubertragungen in den Teilkanälen enthält, deren Verwendung verboten ist.
  15. 15
    Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die verschiedenen Signale diskrete Mehrtonsignale sind.
  16. 16
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem die Kommunikation zwischen der Zentraleinheit und den fernen Einheiten aus der aus diskreten Wellen-Mehrtonsignalen, Quadratur-amplitudenmodulierten Signalen und Restseitenbandsignalen bestehenden Gruppe ausgewählt wird.
  17. 17
    Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem während der Abwärts-Datenübertragung von der Zentraleinheit zu einer oder mehreren der fernen Einheiten keine Aufwärts-Datenübertragungen von den fernen Einheiten zur Zentraleinheit zulässig sind und während Aufwärts-Datenübertragungen keine Abwärts-Datenübertragungen zulässig sind und bei dem Aufwärts- und Abwärts- Datenübertragungen aufeinanderfolgend ausgeführt werden.
  18. 18
    Verfahren nach Anspruch 17, welches weiter den Schritt des Bereitstellens eines Abklingzeitraums zwischen aufeinanderfolgenden Aufwärts- und Abwärtskommunikationen aufweist, wobei während des Abklingzeitraums in beiden Richtungen keine Übertragungen erfolgen.
  19. 19
    Zentrale Mehrträger-Modemeinheit (30) zur Verwendung in einem bidirektionalen Datenübertragungssystem, das die Kommunikation zwischen der zentralen Modemeinheit und mehreren fernen Modemeinheiten (15) ermöglicht, wobei die zentrale Modemeinheit aufweist:einen Codierer (43) zum Codieren digitaler Informationen, eine Überwachungseinrichtung (60) zum Überwachen einer Kommunikationsleitung, um Leitungsqualitätsparameter zu bestimmen, die Rauschniveaus auf jedem von mehreren Teilkanälen angeben, wobei jeder Teilkanal in der Frequenz einem zugeordneten Teilträger entspricht, einen Modulator (46) zum Modulieren der codierten digitalen Informationen auf mehrere Teilträger in einem rahmenbasierten Mehrträgersignal, wobei jeder Teilträger einem zugeordneten Ton und einem zugeordneten Teilkanal entspricht, wobei die Modulation dafür eingerichtet ist, mindestens die erfaßten Leitungsqualitätsparameter und einen zulässigen Leistungsmaskenparameter zu berücksichtigen, und wobei die Modulation in der Lage ist, sowohl die verwendeten Teilkanäle als auch den Umfang der auf jedem Teilkanal während der Übertragung übertragenen Daten dynamisch zu aktualisieren, um Echtzeitänderungen spezieller Parameter zu ermöglichen, eine Vorrichtung (45) zum Anhängen eines zyklischen Vorspanns an das Mehrträgersignal, bevor es auf die Übertragungsleitung gegeben wird, und einen Synchronisierer (60) zum Überwachen über mindestens einen der Teilkanäle empfangener Signale zum Identifizieren eines fern ausgelösten Synchronisationssignals, das auf den überwachten Teilkanälen empfangen wird, zum Bestimmen der Phasenverschiebung zwischen einer Rahmengrenze des fern ausgelösten Synchronisationssignals und einer Rahmengrenze eines Rahmens in dem Mehrträgersignal und zum Erzeugen eines zentral ausgelösten Synchronisationssignals zum Übertragen zu den fernen Modemeinheiten, das eine Rahmengrenzen-Phasenverschiebung angibt, die erforderlich ist, um ein ausgewähltes fernes Modem, das das fern ausgelöste Synchronisationssignal ausgelöst hat, mit anderen fernen Einheiten, die gegenwärtig mit der zentralen Modemeinheit kommunizieren, zu synchronisieren.
  20. 20
    Ferne Mehrträger-Modemeinheit (30) zur Verwendung in einem bidirektionalen Datenübertragungssystem, das die Kommunikation zwischen einer zentralen Modemeinheit und mehreren der fernen Modemeinheiten (15) ermöglicht, wobei die ferne Modemeinheit aufweist:einen Demodulator (76) zum Demodulieren eines ersten Mehrträgersignals, das einen ersten Satz digitaler Informationen angibt, wobei der Demodulator dafür eingerichtet ist, Modulationsinformationen als Teil des Mehrträgersignals zu empfangen, einen Decodierer (78) zum Decodieren der demodulierten digitalen Informationen in Echtzeit, einen Codierer zum Codieren eines zweiten Satzes digitaler Informationen, einen Modulator zum Modulieren des codierten zweiten Satzes digitaler Informationen auf mehrere Teilträger in einem zweiten Mehrträgersignal, wobei jeder Teilträger im zweiten Mehrträgersignal einem zugeordneten Ton und einem zugeordneten Teilkanal entspricht, und einen Synchronisierer zum Erzeugen eines ersten Synchronisationssignals, das gesendet wird, wenn das ferne Mehrträgermodem die Kommunikation zum zentralen Modem auslösen möchte, zum Empfangen eines zweiten Synchronisationssignals vom zentralen Modem, das eine Rahmengrenzen-Phasenverschiebung angibt, die erforderlich ist, um das ferne Modem mit anderen fernen Einheiten, die gegenwärtig mit der zentralen Modemeinheit kommunizieren, zu synchronisieren, und zum Verschieben der Phase des zweiten Mehrträgersignals, so daß es beim zentralen Modem mit von den anderen fernen Einheiten gesendeten Mehrträgersignalen synchronisiert ist.
  21. 21
    Ferne Modemeinheit nach Anspruch 20, bei dem:der Demodulator weiterhin einen Zeitbereichsentzerrer (74) aufweist und der Demodulator und der Decodierer Teil eines Empfängers (70) sind und die ferne Einheit weiterhin ein analoges Sperrfilter aufweist, das dafür ausgelegt ist, das erste Mehrträgersignal zu filtern, bevor es zum Empfänger weitergeleitet wird, um das Energieniveau der vom Empfänger behandelten Signale zu verringern.
  22. 22
    Ferne Modemeinheit nach Anspruch 21, bei dem der Demodulator dafür ausgelegt ist, einen zyklischen Vorspann aus dem Mehrträgersignal zu entnehmen.
  23. 23
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18 und/oder zentrale Mehrträger-Modemeinheit nach Anspruch 19 und/oder ferne Modemeinheit nach Anspruch 20 oder Anspruch 21 oder Anspruch 22, bei dem das bidirektionale Datenübertragungssystem ein DSL-System ist, bei dem Signale über verdrillte Telefonleitungspaare übertragen werden.
  24. 24
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18 und/oder zentrale Mehrträger-Modemeinheit nach Anspruch 19 und/oder ferne Modemeinheit nach Anspruch 20 oder Anspruch 21 oder Anspruch 22, bei dem das bidirektionale Datenübertragungssystem ein Kabelsystem ist, bei dem Signale über ein Koaxialkabel übertragen werden.
  25. 25
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18 und/oder zentrale Mehrträger-Modemeinheit nach Anspruch 19 und/oder ferne Modemeinheit nach Anspruch 20 oder Anspruch 21 oder Anspruch 22, bei dem das bidirektionale Datenübertragungssystem ein digitales Zellular-Fernsehsystem ist, bei dem Funksignale übertragen werden.
Independent claims25