Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Sendeempfänger und ein Kommunikationsverfahren, die Zeitmultiplex-Übertragungsverfahren verwenden, und die eine Datenübertragung zwischen mehreren Sendeempfängern durchführen.

Zeitmultiplexverfahren, wie z. B. TDMA (Time Division Multiple Access) oder CSMA (Carrier Sense Multiple Access) sind Techniken, die Signale mehrerer Kanäle auf der Zeitachse multiplexieren durch Senden der Signale zu jeweils unterschiedlichen Zeitpunkten. Die Zeitmultiplexverfahren sind in der digitalen Telekommunikation und in Computernetzen weit verbreitet, wie in vielen Büchern beschrieben ist, wie z. B. "OFDM Modulation Technology For Digital Broadcasting And Mobile Communikation", Makoto Itami, Triceps, 2000.

Im Zeitmultiplex-Kommunikationsverfahren werden die von einem Sender gesendeten Daten in Basiseinheiten unterteilt, die "Pakete", "Schlitze" oder "Rahmen" genannt werden. Jedes Paket eines Kanals wird von einem Multiplexer zu einem geeigneten Zeitpunkt gesendet. In eine Empfänger wird ein Prozess, bei dem ein Demultiplexer Signale des Kanals aufnimmt, die für die Kommunikation benötigt werden, in einem Sendeempfänger durchgeführt, der als Empfänger arbeitet. Wie in 10 gezeigt ist, enthält ein Sendeempfänger 500, der eines der Zeitmultiplex-Kommunikationsverfahren verwendet, eine Steuerschaltung 501, eine Sendeschaltung 502, eine Empfangsschaltung 503 und einen Schalter 504. Die Steuerschaltung 501 führt eine Digitalsignalverarbeitung aus, die das Erzeugen von Sendesignalen und das Demodulieren von Empfangssignalen umfasst, gibt die digitalen Sendesignale aus und steuert die Sendeschaltung 502, die Empfangsschaltung 503 und den Schalter 504. Die Sendeschaltung 502 konvertiert die digitalen Sendesignale in analoge Sendesignale und gibt die analogen Sendesignale an eine Übertragungsleitung 505 außerhalb des Sendeempfängers 500 über den Schalter 504 aus. Die Empfangsschaltung 503 empfängt analoge Empfangssignale von der Übertragungsleitung 505 außerhalb des Sendeempfängers 500 über den Schalter 504, konvertiert die analogen Empfangssignale in digitale Signale, und gibt die digitalen Empfangssignale an die Steuerschaltung 501 aus. Der Schalter 504 wird von einem Steuersignal von der Steuerschaltung 501 so gesteuert, dass der Schalter 504 zwischen zwei Positionen umschaltet, und somit mit der Sendeschaltung 502 bzw. der Empfangsschaltung 503 verbindet.

Aus einem analogen Blickwinkel schaltet der Schalter 504 im Sendeempfänger 500 zwischen zwei Positionen um, nämlich einer Empfangsposition und einer Sendeposition. Alle Sendeempfänger mit Ausnahme eines Sendeempfängers, der als Sender arbeitet, befinden sich daher im Empfangszustand.

Wie z. B. in 11 gezeigt ist, wird dementsprechend dann, wenn fünf Sendeempfänger 500A, 500B, 500C, 500D und 500E, die jeweils eine Impedanz von 50 &OHgr; der internen Übertragungsleitung aufweisen, vorhanden sind und der Sendeempfänger 500A Daten zum Sendeempfänger 500B sendet, die Sendeleistung im Sendeempfänger 500B im Vergleich zu der in 12 gezeigten Situation, in der nur zwei Sendeempfänger 500A und 500B vorhanden sind, um 8 dB abnehmen. Ein Grund, warum die Empfangsleistung im Sendeempfänger 500B um 8 dB abnimmt, wird darin angenommen, dass jede Impedanz der drei Sendeempfänger 500C, 500D und 500E, die an der Kommunikation nicht beteiligt sind, dem Sendeempfänger 500B als kombinierte Impedanz beeinflussen, da diese Sendeempfänger 500C, 500B und 500D parallel zum Sendeempfänger 500B angeschlossen sind. Im Allgemeinen kann jeder der Sendeempfänger 500A, 500B, 500C, 500D und 500E sowohl eine Sendeimpedanz als auch eine Empfangsimpedanz unter normalen Bedingungen aufweisen. Der Bequemlichkeit halber jedoch sind die Empfangsimpedanz im Sendeempfänger 500A und die Sendeimpedanz in den Sendeempfängern 500B, 500C, 500D und 500E in den 11 und 12 nicht gezeigt und nicht berücksichtigt.

Genauer beträgt die kombinierte Impedanz zwischen den Sendeempfängern 500B, 500C, 500D und 500E 12,5 &OHgr;. Dementsprechend wird die Empfangsspannung des Sendeempfängers 500B hinsichtlich der kombinierten Empfangsimpedanz von 12,5 &OHgr; und der Sendeimpedanz 50 &OHgr; gleich 0,2 V, wenn die Sendespannung des Sendeempfängers 500A gleich 1,0 V ist. Die Empfangsspannung (0,2V) in 10 nimmt im Vergleich zu der Empfangsspannung (0,5V) in 11 um 8 dB ab.

Die Absenkung der Empfangsspannung um 8 dB führt zu einer Absenkung des Störabstands (S/N) von 8 dB im Sendeempfänger 500B. Ferner kann diese Störabstandssenkung um 8 dB die Übertragungseffizienz der Übertragungsleitung um einen Faktor 4 reduzieren. Wenn z. B. eine 16-Quadratur-Amplitude-Modulation (QAM) mit einer Empfangsbitfehlerrate von 10^–5 in dem in 12 gezeigten System verwendet werden kann, kann die Reduzierung des Störabstands in dem in 11 gezeigten System um 8 dB dieses System auf die Verwendung einer Binärphasenschiebungstastung (BPSK) als Modulations/Demodulationsverfahren beschränken.

Wie oben erwähnt worden ist, verursachen ein oder mehrere unbenutzte Sendeempfänger, die während einer Kommunikation mit einer Übertragungsleitung verbunden sind, eine Senkung der Empfangsleistung in einem an der Kommunikation beteiligten Sendeempfänger, wenn ein Zeitmultiplex-Übertragungsverfahren verwendet wird. Dementsprechend führt die Verbindung der unbenutzten Sendeempfänger mit der Übertragungsleitung zu einer Reduzierung des Störabstands des an der Kommunikation beteiligten Sendeempfängers.

WO 03/069769 A (auch veröffentlicht als EP 1 475 901 A1) offenbart ein Stromnetz-Trägerkommunikations-Modem, das eine Kommunikation über ein Stromversorgungsleitungsnetz durchführt. Ein Modem für TDMA passt in einem für die Kommunikation zugewiesenen Zeitschlitz die Eingangs/Ausgangs-Impedanz auf einem abgeglichenen Niederimpendanzwert an und passt in den anderen Zeitschlitzen, die nicht dem Modem zugewiesen sind, die Eingangs-Ausgangs-Impedanz auf einen Hochimpedanzwert an. Ein weiteres Modem sowohl für TDMA als auch FDMA passt in einem für die Kommunikation zugewiesenen Zeitschlitz die Eingangs-Ausgangs-Frequenz an, und eine zugewiesene Frequenz freizugeben und durch das Modem weiterzuleiten. Diese Maßnahmen können eine gute Kommunikation sicherstellen, ohne die Kommunikation durch die anderen Modems, die mit dem Stromversorgungsleitungsnetz verbunden sind, nachteilig zu beeinflussen, unabhängig von der Anzahl der angeschlossenen Endgeräte.

Die vorliegende Erfindung wird hinsichtlich des obenerwähnten Problems gemacht. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die Empfangsleistung einer Kommunikation für einen Sendeempfänger, ein Kommunikationssystem und ein Kommunikationsverfahren in einem Zeitmultiplex-Übertragungsverfahren zu erhöhen.

Gemäß der Erfindung trennt sich ein Sendeempfänger, der nicht an einer Kommunikation zu einem bestimmten Zeitpunkt beteiligt ist, von einer Übertragungsleitung oder verbindet diese mit einer hohen Impedanz. Diese Konfiguration ermöglicht, dass jeder Sendeempfänger, der zu einem bestimmten Zeitpunkt nicht an einer Kommunikation beteiligt ist, sich von einer Übertragungsleitung trennt und nur zwei Sendeempfänger, die an der Kommunikation beteiligt sind, sich mit der Übertragungsleitung zu einem Zeitpunkt verbinden. Dementsprechend kann diese Konfiguration die Absenkung der Empfangsleistung in einem empfangenden Sendeempfänger minimieren, da diese Konfiguration einen Einfluss der kombinierten Impedanz, die durch die nicht an der Kommunikation beteiligten Sendeempfänger hervorgerufen wird, wie oben erwähnt worden ist, reduzieren kann. Der empfangende Sendeempfänger kann somit Sendesignale, die von dem sendenden Sendeempfänger ausgegeben worden sind, mit maximaler Empfangsleistung empfangen.

1 ist ein Blockdiagramm, das einen Sendeempfänger zeigt, der ein Zeitmultiplex-Kommunikationsverfahren gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet;

2 ist ein Blockschaltbild, das ein Kommunikationssystem mit fünf Sendeempfängern zeigt;

3 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Kanalkonfiguration zeigt, die ein Zeitmultiplex-Kommunikationsverfahren gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet;

4 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines TDMA-Steuerkanals zeigt, der in einem Steuerkanal beschrieben ist, der ein Zeitmultiplex-Kommunikationsverfahren gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung verwendet;

5 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines TDMA-Steuerkanals zeigt, der in einem Steuerkanal beschrieben ist, der ein Zeitmultiplex-Kommunikationsverfahren gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung verwendet;

6 ist ein schematisches Diagramm, das eine Rahmenkonfiguration zeigt, die ein Zeitmultiplex-Kommunikationsverfahren gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung verwendet;

7 ist ein schematisches Diagramm, das eine Rahmenkonfiguration zeigt, die ein Zeitmultiplex-Kommunikationsverfahren gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung verwendet;

8 ist ein schematisches Diagramm, das eine Operation eines Kommunikationssystems gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

9 ist ein schematisches Diagramm, das eine Rahmenkonfiguration zeigt, die ein Zeitmultiplex-Kommunikationsverfahren gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung verwendet;

10 ist ein Blockdiagramm, das einen Sendeempfänger zeigt, der eines der Zeitmultiplex-Kommunikationsverfahren des Standes der Technik verwendet;

11 ist ein Blockschaltbild mit fünf Sendeempfängern; und

12 ist ein Blockschaltbild mit zwei Sendeempfängern.

Mit Bezug auf die 1 und 9 werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.

Ein Sendeempfänger (Transceiver) 100, der wenigstens eines der Zeitmultiplex-Kommunikationsverfahren verwendet, enthält eine Steuerschaltung 101, eine Sendeschaltung 102, eine Empfangsschaltung 102 und einen Schalter 104. Die Steuerschaltung 100 führt eine digitale Signalverarbeitung durch, einschließlich der Erzeugung digitaler Sendesignale und der Demodulierung digitaler Empfangssignale, gibt die digitalen Sendesignale aus und steuert die Sendeschaltung 102, die Empfangsschaltung 103 und den Schalter 104. In dieser Ausführungsform wird FPGA (Field Programmable Gate Alley) als Steuerschaltung 100 verwendet. Die Steuerschaltung 100 enthält eine Uhr. Die Sendeschaltung 102 konvertiert die von der Steuerschaltung 101 ausgegebenen digitalen Sendesignale in analoge Sendesignale und gibt die analogen Sendesignale über den Schalter 104 an eine Übertragungsleitung 105. Die Sendeschaltung 102 enthält einen Digital/Analog/Wandler 102a, ein Tiefpassfilter 102b und einen Verstärker 102c. In dieser Ausführungsform kann ein D/A-Wandler "AD9866BCPZ", hergestellt von Analog Devices, Inc., als D/A-Wandler 102 verwendet werden, der einen automatischen Verstärkungsfaktorregler enthält. Als Tiefpassfilter 102 wird ein Tiefpassfilter des diskreten Typs verwendet. Ein Verstärker "OPA2674I-140" kann als Verstärker 102c verwendet werden. Ein Analogschalter "DG202BDV", hergestellt von Vishay Siliconix Incorporated, kann als Schalter 104 in dieser Ausführungsform verwendet werden. Die Übertragungsleitung 105 ist über einen Verbinder 106 mit einer äußeren Übertragungsleitung 107 verbunden, die sich außerhalb des Sendeempfängers 100 befindet. Eine Stromversorgungsleitung wird als äußere Übertragungsleitung 107 verwendet. Die Empfangsschaltung 103 empfängt analoge Empfangssignale von der Übertragungsleitung 105 über den Schalter 104, konvertiert die analogen Empfangssignale in digitale Empfangssignale und gibt die digitalen Empfangssignale an die Steuerschaltung 101 aus. Die Empfangsschaltung 103 enthält einen Analog/Digital-Wandler 103a und ein Bandpassfilter 103b. In dieser Ausführungsform kann AD9866BCPZ, hergestellt von Analog Devices, Inc., als A/D-Wandler 103a verwendet werden, der einen automatischen Verstärkungsfaktorregler enthält. Ein Bandpassfilter des diskreten Typs wird als Bandpassfilter 103b verwendet. Der Schalter 104 wird durch ein Steuersignal von der Steuerschaltung 101 so gesteuert, dass der Schalter 104 zwischen ersten, zweiten und dritten Positionen umschalten kann. Die erste Position verbindet die Übertragungsleitung 105 und die Sendeschaltung 102. Die zweite Position verbindet die Übertragungsleitung 105 und die Empfangsschaltung 103. Die dritte Position ist weder mit der Sendeschaltung 102 noch der Empfangsschaltung 103 verbunden. Sowohl ein mechanischer Schalter als ein sogenannter Software-Schalter können als Schalter 104 verwendet werden.

Mit Bezug auf 2 wird eine Operation des Kommunikationssystems beschrieben, das mehrere Sendeempfänger 100 verwendet. Wie in 2 gezeigt ist, weist das Kommunikationssystem fünf Sendeempfänger 100A, 100B, 100C, 100D und 100E auf, von denen jeder die gleiche Konfiguration hat wie der in 1 gezeigte Sendeempfänger 100. Außerdem wird in dieser Ausführungsform angenommen, dass jede der entsprechenden Steuerschaltungen der Sendeempfänger 100A, 100B, 100C, 100D und 100E im Voraus den Zeitpunkt kennt, zu dem jede Steuerschaltung 101 ein Signal senden oder empfangen kann. In der ersten Ausführungsform sendet der Sendeempfänger 100A ein Signal zum Sendeempfänger 100B vom Zeitpunkt T0 bis T1. Anschließend sendet der Sendeempfänger 100C ein Signal zum Sendeempfänger 100D vom Zeitpunkt T1 bis T2.

Zuerst wird eine Operation des Kommunikationssystems vom Zeitpunkt T0 bis T1 beschrieben. Die Steuerschaltung 101A gibt ein Sendesignal an die Sendeschaltung 102A und ein Schaltsteuersignal an den Schalter 104A aus, so dass der Schalter 104 in die mit der Sendeschaltung 102A verbundene erste Position schaltet. Die Steuerschaltung 101B gibt ein Schaltsteuersignal an den Schalter 104B aus, so dass der Schalter 104B zu mit der Empfangsschaltung 103B verbundenen zweiten Position schaltet. Die Empfangsschaltung 103 empfängt das von der Sendeschaltung 102A ausgegebene Sendesignal und gibt ein digitales Empfangssignal an die Steuerschaltung 101B aus. Die Steuerschaltung 101B führt anschließend eine Demodulation des digitalen Empfangssignals durch, das von der Empfangsschaltung 103B ausgegeben worden ist.

Während dieser Operation verbinden die Sendeempfänger 100C, 100D und 100E, die zum Zeitpunkt T0 nicht an der Kommunikation beteiligt sind, keine der Sendeschaltungen 102C, 102D, 102E und der Empfangsschaltungen 103C, 103D, 103E und halten diesen Zustand bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die nächste Kommunikation durchgeführt wird. Diese Konfiguration ermöglicht, dass nur zwei Sendeempfänger 100A und 100B der fünf Sendeempfänger 100A bis 100E vom Zeitpunkt T0 bis T1 mit der Übertragungsleitung 107 verbunden sind. Dementsprechend kann diese Konfiguration die Senkung der Empfangsleistung im Sendeempfänger 100B minimieren, da diese Konfiguration einen Einfluss der kombinierten Impedanz, die durch die Sendeempfänger 1000, 100D, 100E hervorgerufen wird, die nicht an der obenerwähnten Kommunikation beteiligt sind, reduzieren kann. Der Sendeempfänger 100B kann somit das vom Sendeempfänger 100A ausgegebene Signal mit der maximalen Empfangsleistung empfangen.

Als nächstes wird eine Operation des Kommunikationssystem vom Zeitpunkt T1 bis T2 beschrieben. Die Steuerschaltung 101C gibt ein Sendesignal an die Sendeschaltung 102C aus und gibt ferner ein Schaltsteuersignal an den Schalter 104C aus, so dass der Schalter 104C in die mit der Sendeschaltung 102C verbundene erste Position schaltet. Die Steuerschaltung 101D gibt ein Schaltsteuersignal an den Schalter 104D aus, so dass der Schalter 104 in die mit der Empfangsschaltung 103D verbundene zweite Position schaltet. Die Empfangsschaltung 103D empfängt das von der Sendeschaltung 102C ausgegebene Sendesignal und gibt ein digitales Empfangssignal an die Steuerschaltung 101D aus. Anschließend führt die Steuerschaltung 101D eine Demodulation des von der Empfangsschaltung 103C ausgegebenen digitalen Empfangssignals durch.

Während dieser Operation verbinden die Sendeempfänger 100A, 100B und 100E, die nicht zum Zeitpunkt T1 an der Kommunikation beteiligt sind, keine der Sendeschaltungen 102A, 102B, 102 und der Empfangsschaltungen 103A, 103B, 103E und halten diesen Zustand bis zu dem Zeitpunkt, zu dem eine nächste Kommunikation durchgeführt wird. Die Steuerung dieser fünf Sendeempfänger 100A bis 100E gemäß dieser Konfiguration ermöglicht, dass nur zwei Sendeempfänger 100C und 100D der fünf Sendeempfänger mit der Übertragungsleitung 107 vom Zeitpunkt T1 bis T2 verbunden sind. Dementsprechend ermöglicht diese Konfiguration, die Senkung der Empfangsleistung im Sendeempfänger 100D zu minimieren, da diese Konfiguration einen Einfluss der kombinierten Impedanz die durch die Sendeempfänger 100A, 100B, 100E hervorgerufen wird, die nicht an der obenerwähnten Kommunikation beteiligt sind, reduzieren kann. Der Sendeempfänger 100D kann somit das vom Sendeempfänger 100C ausgegebene Sendesignal empfangen, ohne dass ihm von den Sendeempfängern 100A, 100B und 100E Empfangsleistung weggenommen wird.

Obwohl nur zwei Fälle sowohl des Sendens von Signalen vom Sendeempfänger 100A zum Sendeempfänger 100B als auch des Sendens von Signalen vom Sendeempfänger 100C zum Sendeempfänger 100D in dieser Ausführungsform beschrieben worden sind, kann außerdem ein ähnliches Ergebnis erreicht werden, wenn jeder Sendeempfänger 100 die obenerwähnte Operation zum jeweiligen Zeitpunkt durchführt.

Wenn ferner in der ersten Ausführungsform ein Sendeempfänger 100 der fünf Sendeempfänger 100A bis 100E nicht an der Kommunikation beteiligt ist, trennt der Schalter 104 des einen Sendeempfängers 100 von der Übertragungsleitung 105. Es ist jedoch möglich, so zu konfigurieren, dass der Schalter mit einem Anschluss verbindet, der eine hohe Impedanz aufweist, wie z. B. 50 k&OHgr;, statt von der Übertragungsleitung zu trennen. In diesem Fall bedeutet "hohe Impedanz", das eine Impedanz des Anschlusses ausreichend höher ist als die Impedanz im inneren des gewöhnlichen Sendeempfängers, so dass die höhere Impedanz einen Strom hindert, von dem mit dem Anschluss mit der hohen Impedanz verbundenen Sendeempfänger zu fließen. Insbesondere ist es ausreichend, dass die hohe Impedanz größer als 50 k&OHgr;, im Vergleich zu etwa 50 &OHgr; der gewöhnlichen Sendeempfänger. Ferner beträgt die hohe Impedanz vorzugsweise mehr als 1 M&OHgr;, so dass nahezu kein Absinken der Empfangsleistung im Kommunikationssystem stattfindet.

Eine Kanalkonfiguration, die in dem in der ersten Ausführungsform geschriebenen Kommunikationssystem verwendet wird, wird in der zweiten Ausführungsform genauer beschrieben. TDMA wird als Zeitmultiplex-Kommunikationsverfahren verwendet. Wie in 3 gezeigt ist, weist ein Übertragungskanal 200 wenigstens einen TDMA-Kanal 200A auf. Jeder TDMA-Kanal 200A weist einen Steuerkanal 201 und wenigstens einen Datenkanal 202 auf. Der Übertragungskanal 200 weist im allgemeinen mehrere TDMA-Kanäle 200A auf, wie in 3 gezeigt ist, wobei der TDMA-Kanal 200A einen Datenkanal 202 aufweist, der mehrere Datenkanäle 202a, 202b, 202c enthält. Der Steuerkanal 201 wird von dem in 1 gezeigten Sendeempfänger 100 periodisch gesendet und zeigt Informationen darüber, wann die Kommunikation mit Bezug auf den Empfangszeitpunkt dieses zweiten Kanals starten kann (Zeitinformation 201a), und welche Sendeempfänger miteinander kommunizieren können (ID-Information 201b und 201c). Der Steuerkanal 201 kann mehrere Sätze von Zeitinformationen 201a und ID-Informationen 201b und 201c enthalten, entsprechend der Anzahl der Datenkanäle 202.

Wie in 3 genauer gezeigt ist, enthält der Steuerkanal 201 Daten, die anzeigen, dass zu einem Zeitpunkt T1 ein Sendeempfänger zum Senden von Daten ein Sendeempfänger "00" ist und ein weiterer Sendeempfänger zum Empfangen von Daten ein Sendeempfänger "01" ist, zum Zeitpunkt T2 ein Sendempfänger zum Senden von Daten ein Sendeempfänger "FF" ist und ein weiterer Sendeempfänger zum Empfangen ein Sendeempfänger "0A" ist, und zum Zeitpunkt T3 ein Sendeempfänger von Daten ein Sendeempfänger "02" ist und ein weiterer Sendeempfänger zum Empfangen von Daten ein Sendeempfänger "03" ist.

Indessen enthält der Datenkanal 202 zu sendende Daten.

In 3 gibt es z. B. drei Datenkanäle 202a, 202b und 202c. Gemäß dem Steuerkanal 201 beginnt der erste Datenkanal 202a zu senden von einem Sendeempfänger mit einer ID gleich "00" zum Sendeempfänger mit einer ID gleich "01" zum Zeitpunkt T1. Als Nächstes beginnt der zweite Datenkanal 202b zu senden vom Sendeempfänger mit der ID "FF" zu einem Sendeempfänger mit der ID "0A" zum Zeitpunkt T2. Anschließend beginnt der dritte Datenkanal 202c zu senden von einem Sendeempfänger mit der ID "02" zu einem Sendeempfänger mit der ID "03" zum Zeitpunkt T3.

Alle Sendeempfänger mit Ausnahme eines Sendeempfängers, der als Sender arbeitet, sollten zum Empfangen von Daten in der Periode TP1 bereit sein, in der der Steuerkanal 201 gesendet wird. Diese Konfiguration kann alle Sendeempfänger veranlassen, mit der äußeren Übertragungsleitung 107 zu verbinden, um die Länge der Zeitspanne zu erfassen, wann jeder der Sendeempfänger Daten empfangen kann.

Dementsprechend können in jedem der Sendeempfänger 100 die jeweiligen Steuerschaltungen 101 jeden der Schalter 104 mit Bezug auf den zweiten Steuerkanal 201 steuern. Diese Konfiguration kann somit die Senkung der Empfangsleistung im Sendeempfänger beim Datenempfang minimieren.

Nach dem Empfangen von Informationen des Steuerkanals 201 ist eine Operation des Kommunikationssystems die gleiche wie die Operation der ersten Ausführungsform. Der Schalter 104 verbindet mit der Sendeschaltung 102 in einem Sendeempfänger 100, der Daten sendet. In einem Sendeempfänger, der Daten empfängt, verbindet der Schalter 104 mit der Empfangsschaltung 103. In einem Sendeempfänger, der Daten weder sendet noch empfängt, verbindet der Schalter 104 weder mit der Sendeschaltung 102 noch mit der Empfangsschaltung 103.

Die obenerwähnte Konfiguration ermöglicht, die Empfangsleistung des als Empfänger arbeitenden Sendeempfängers zu maximieren, d. h. das Verhältnis von Signal zu Störung zu maximieren, da über die gesamte Länge der Zeitspanne für die Datenübertragung nur die Sendeempfänger, die Daten senden oder empfangen, mit der äußeren Übertragungsleitung 107 verbunden sind. Dementsprechend kann diese Konfiguration die Übertragungseffizienz in diesem Kommunikationssystem verbessern.

Anstelle der Zeitinformation 201a können ferner Zahlen einer eindeutigen Einheit als Kanalnummerinformationen im Steuerkanal 201 enthalten sein durch Festlegen einer bestimmten Zeitspanne als eindeutige Einheit, z. B. ein Symbol, wie in 4 gezeigt ist.

Wie in 5 gezeigt ist, braucht indessen nur die ID-Information im Steuerkanal 201 enthalten sein, wenn die Länge jedes Datenkanals fest ist. In diesen Konfigurationen kann die Datenübertragungseffizienz zunehmen, da die Datenmenge des Steuerkanals 201 verringert werden kann.

Eine weitere Kanalkonfiguration, die in dem in der ersten Ausführungsform beschriebenen Kommunikationssystem verwendet wird, wird in der dritten Ausführungsform genauer beschrieben. CSMA wird als Zeitmultiplex-Kommunikationsverfahren verwendet. Wie in 6 gezeigt ist, enthält ein CSMA-Rahmen 300a einen Steuerblock 301 und einen Datenblock 302. Der Steuerblock 301 enthält Rahmenlängeninformationen 301a, Sender-ID-Informationen 301b und Empfänger-ID-Informationen 301c. Der Steuerblock 301 ist ein Signalabschnitt, der Daten enthält, die zeigen, wie lange die Daten mit Bezug auf den Zeitpunkt gesendet werden, zu dem der Steuerblock 301 von einem Sendeempfänger 100 empfangen wurde. Der Datenblock 302 enthält N Symbole. Der Datenblock 302 ist ein Signalabschnitt, der zu sendende Daten enthält.

Eine Operation eines Kommunikationssystems, das den obenerwähnten Rahmen verwendet, wird im Folgenden beschrieben.

Da CSMA als Zeitmultiplex-Übertragungsverfahren verwendet wird, hat ein Sendeempfänger, der Daten empfangen will, keine Informationen darüber, wann der CSMA-Rahmen 300 gesendet wird, mit anderen Worten, wann der CSMA-Rahmen 300 vom Sendeempfänger empfangen wird. Dementsprechend wartet der Sendeempfänger auf den Empfang des CSMA-Rahmens 300, wobei im Sendeempfänger der Schalter 104 mit der Empfangsschaltung 103 verbunden bleibt.

Wenn der CSMA-Rahmen 300a von einem als Sender arbeitenden Sendeempfänger gesendet wird, sind alle Sendeemfänger mit Ausnahme des als Sender arbeitenden Sendeempfängers für den Empfang von Daten in einer Periode TP1 bereit, in der der Steuerblock 301 gesendet wird. Jeder der Sendeempfänger erkennt durch Demodulation des Steuerblocks 301, (1) welche Sendeempfänger in einer Kommunikation bezüglich des CSMA-Rahmens 300a verwendet werden, und (2) wie lange die Kommunikation bezüglich des CSMA-Rahmens 300a andauern wird. 6 zeigt, dass die Kombination für N Symbollängen zwischen einem Sendeempfänger "00" und einem Sendeempfänger "01" durchgeführt wird.

Nach dem Empfang des CSMA-Rahmens 300a trennt der Schalter 104 jedes Sendeempfängers ohne Bezug zu der Kommunikation zwischen der Senderschaltung 102 oder der Empfangsschaltung 103 und der Übertragungsleitung 105, und verbindet anschließend zwischen der Übertragungsleitung 105 und einem Anschluss mit hoher Impedanz für eine Zeitspanne entsprechend N Symbolen. Indessen schaltet der Schalter 104 des jeweiligen Sendeempfängers mit Bezug zur Kommunikation auf die zweite Position, die mit der Empfangsschaltung 103 verbunden ist, um Signale zu empfangen, und empfängt und demoduliert Signale entsprechend dem Datenblock 302.

Nach der Operation des Sendens des Datenblocks 302 kehren alle Sendeempfänger zu der Empfangszustandsbereitschaft zurück, um Daten zu empfangen, d. h. jeder Schalter 104 aller Sendeempfänger schaltet auf die mit der Empfangsschaltung 103 verbundene zweite Position, wenn der Schalter 104 nicht mit der Empfangsschaltung 103 verbunden ist, oder jeder Schalter 104 hält die zweite Position, wenn der Schalter 104 bereits mit der Empfangsschaltung 103 verbunden ist. Anschließend beginnen alle Sendeempfänger, auf den nächsten CSMA-Rahmen 300b zu warten.

Die obenerwähnte Konfiguration ermöglicht, die Sendeeffizienz zu verbessern, da der als Empfänger arbeitende Sendeempfänger Daten mit maximaler Empfangsleistung empfangen kann, mit anderen Worten mit einem maximalen Störabstand während des Sendens der Daten des Datenblocks 302.

Außerdem kann der Steuerblock 301 die Zahlen einer eindeutigen Einheit enthalten durch Festlegen einer bestimmten Rahmenlänge als eindeutige Einheit, anstelle von Informationen der Rahmenlänge 301a.

Ferner ist es möglich, die maximale Empfangsleistung zu erreichen durch Trennen jedes Schalters 104 von sowohl jeder Sendeschaltung 102 als auch jeder Empfangsschaltung 103 in allen Sendeempfängern, die nicht an der Kommunikation teilnehmen, wie in der ersten und der zweiten Ausführungsform erwähnt worden ist.

In der vierten Ausführungsform wird angenommen, dass ein Modulationsschema entsprechend einem Ergebnis einer Kanalbewertung verändert wird, welche einer Kommunikation vorangehend durchgeführt wird.

Wie in 7 gezeigt ist, werden in der Ausführungsform 4 zwei Arten von Rahmenkonfiguration F1 und F2 vorbereitet. Die Rahmenkonfiguration F1 enthält eine Präambel 501, einen Synchronisationscode 502, eine Rahmensteuerung 503 und eine Nutzlast 504. Die Rahmenkonfiguration F2 enthält eine Präambel 501, einen Synchronisationscode 502, eine Rahmensteuerung 503, eine Nutzlast 504 und eine Referenz 505. Der Unterschied zwischen den Rahmenkonfigurationen F1 und F2 besteht darin, ob die Referenz 505 vorhanden ist. In diesen Rahmen F1 und F2 wird die Präambel 501 für die Symbolzeitablaufsynchronisation und/oder die Kanalbewertung verwendet. Der Synchronisationscode 502 zeigt, wann oder wo ein logischer Rahmen beginnt. Die Rahmensteuerung 503 enthält Informationen, wie z. B. eine Sender-ID, eine Empfänger-ID, eine Rahmenlänge und Anwesenheit oder Abwesenheit der Referenz 505. Die Nutzlast 504 enthält Daten, die von einer physikalischen Schicht zu einer oberen Schicht zu übertragen sind. Die Referenz 505 wird für die Kanalbewertung verwendet.

Eine Operation eines Kommunikationssystems, das den obenerwähnten Rahmen verwendet, wird mit Bezug auf 8 beschrieben.

Eine Kanalbewertung wird für alle Kombinationen von zwei Empfängern, die miteinander kommunizieren, durchgeführt. Das Modulationsschema für die Nutzlast 504, wenn alle Sendeempfänger arbeiten, und wenn nur ein Sendeempfänger arbeitet, wird festgelegt.

In 8 ist eine Zeitperiode von T0 bis T1 eine Kommunikationsperiode eines Steuerkanals. Die nächste Zeitperiode von T1 bis T3 ist eine Kommunikationsperiode, in der ein Kommunikationskanal durch den Steuerkanal gesteuert wird, wobei in dieser Periode TDMA angewendet wird. Die nächste Zeitperiode von T3 bis T5 ist eine Kommunikationsperiode, in der ein Kommunikationskanal nicht durch den Steuerkanal gesteuert wird, wobei in dieser Periode CSMA angewendet wird und alle Sendeempfänger A, B, C und D wetteifern, um einen Kommunikationskanal zu erhalten. Das heißt, sowohl TDMA als auch CSMA werden in einer Kommunikation in einer einzelnen Steuerkanalperiode verwendet.

Ein Steuerkanal wird vom Sendeempfänger A mit der Rahmenkonfiguration F1 in der Zeitperiode von T0 bis T1 gesendet. Alle Sendeempfänger mit Ausnahme des Sendeempfängers A empfangen den Steuerkanal und erkennen, dass die Sendeempfänger B und C miteinander in einer Zeitperiode von T1 bis T2 kommunizieren und die Sendeempfänger A und C miteinander in einer Zeitperiode von T2 bis T3 kommunizieren. Dies bedeutet, dass jeder Sendeempfänger A bis D seinen Zustand unter dem Sendezustand, dem Empfangszustand oder dem Trennungszustand zu jedem der Zeitpunkte von T1 bis T2 und der Zeitpunkte von T3 bis T4 erkennt.

Allgemein ausgedrückt ist ein Ergebnis einer Kanalbewertung unter Verwendung der Präambel 501 unter allen Sendeempfängern verschieden von einem Ergebnis von einer Kanalbewertung zwischen zwei Sendeempfängern, die ebenfalls die Präambel 501 verwenden, da mehr als zwei Sendeempfänger an der Übertragungsleitung hängen, wenn die Präambel 501 von einem Sendeempfänger gesendet wird. In dem Perioden von T1 bis T2 und von T2 bis T3 wird jedoch jede Kanalbewertung unter Verwendung der Präambel 501 unter einer Bedingung durchgeführt, das nur zwei Sendeempfänger (B und C, oder A und D) mit der Übertragungsleitung verbunden sind. Das Ergebnis der Kanalbewertung unter Verwendung der Präambel 501 kann somit für die Kommunikation der Nutzlast 504 verwendet werden. Andererseits war vor dieser Erfindung das Ergebnis der Kanalbewertung unter Verwendung der Präambel 501 nicht für die Kommunikation der Nutzlast 504 verwendet worden, da das Ergebnis der Kanalbewertung unter Verwendung der Präambel 501 einen Einfluss der Sendeempfänger enthielt, die nicht an der Kommunikation teilnehmen.

Da andererseits CSMA in der Zeitperiode von T3 bis T5 verwendet wird, erkennt keiner der Sendeempfänger A bis D seinen Zustand unter dem Sendezustand, dem Empfangszustand und dem Trennungszustand. Somit gehen alle Sendeempfänger B, C und D, mit Ausnahme des Sendeempfängers A, der einen Kommunikationskanal erhält, in den Empfangszustand über durch Schalten des Schalters 104 in die zweite Position. Zu diesem Zeitpunkt sendet der Sendeempfänger A die Rahmenkonfiguration F2. Alle Sendeempfänger B, C und D demodulieren die Präambel 501, führen eine Kanalbewertung durch, erkennen die Startposition des logischen Rahmens durch Modulieren des Synchronisationscodes 502, und erhalten Informationen, wie z. B., welcher Sendeempfänger den Rahmen sendet, welcher Sendeempfänger das Ziel des zu sendenden Rahmen ist, und wie lang der Rahmen ist, durch Empfangen der Rahmeninformationen 503.

Durch Ausführen aller obenerwähnten Prozeduren in allen Sendeempfängern erkennen die Sendeempfänger A und B, dass sie in der Zeitperiode von T3 bis T4 miteinander kommunizieren. Die Sendeempfänger C und D, die nicht an der Kommunikation teilnehmen, gehen durch Schalten des Schalters 104 in die dritte Position in den Trennungszustand über. Anschließend hält der Sendeempfänger B den Empfangszustand, empfängt die Referenz 505 und führt erneut die Kanalbewertung auf der Grundlage der Referenz 505 durch. Der Grund dafür, dass der Empfänger B die Kanalbewertung erneut durchführt, ist, dass der Zustand des Übertragungskanals sich ausgehend von dem ursprünglichen Zustand, der zum Zeitpunkt des Empfangs der Präambel 505 bestand, ändern kann und die Sendeempfänger C und D in den Trennungszustand übergegangen sind. Der Sendeempfänger B demoduliert Daten der Nutzlast 504 unter Verwendung des Ergebnisses der unter Verwendung der Referenz 505 erhaltenen Kanalbewertung. Eine Operation in einer Zeitperiode von T4 bis T5 wird nahezu in der gleichen Weise durchgeführt, mit Ausnahme der Änderung der Sendeempfänger, die miteinander verbunden sind, von den Sendeempfängern A und B zu den Sendeempfängern D und A.

Durch Verwenden der obenerwähnten Konfiguration kann ein als Empfänger arbeitender Sendeempfänger Daten, die von einem als Sender arbeitenden Sendeempfänger gesendet worden sind, mit maximaler Empfangsleistung empfangen, wenn jeder Sendeempfänger A, B, C und D die Nutzlast 504 jedes Rahmens empfängt. Dementsprechend ermöglicht die obenerwähnte Konfiguration, eine höhere Modulationsgeschwindigkeit mit der Kommunikation zu erreichen. Das bedeutet die Fähigkeit, eine höhere Übertragungseffizienz oder eine höhere Effizienz in der Nutzungsübertragungskanals zu erreichen. Genauer funktioniert die Konfiguration gut einem Kommunikationssystem, das zwei oder mehr Kommunikationsverfahren verwendet, wie sowohl CSMA als auch TDMA.

In der fünften Ausführungsform sollte die Kanalbewertung im Voraus durchgeführt werden, wobei anschließend ein Modulationsschema für eine Kommunikation unter Verwendung des Ergebnisses der Kanalbewertung festgelegt wird. Es kann irgendeine Anzahl von möglichen Modulationsschemen zur Verwendung vorhanden sein, jedoch gibt es zu Darstellungszwecken in dieser Ausführungsform zwei Arten von Modulationsschemen: QAM1 und QAM2. QMA1 ist für einen Zustand, in dem alle Sendeempfänger unter Empfangsbedingung arbeiten. QAM2 ist für einen Zustand, in dem weniger als alle Sendeempfänger die Erlaubnis zur Kommunikation haben und sich im Empfangszustand befinden. Ferner werden zwei Arten von Rahmenkonfigurationen F1 und F2 in der fünften Ausführungsform verwendet, ebenso wie in der vierten Ausführungsform.

Nur die in 8 gezeigte CSMA-Periode wird beschrieben, wobei eine Beschreibung der anderen Perioden in der fünften Ausführungsform weggelassen wird.

In der CSMA-Periode, wenn alle Sendeempfänger sich im Empfangszustand befinden, wenn die Nutzlast 504 empfangen wird, wird die Nutzlast 504 unter Verwendung von QAM1 moduliert/demoduliert und unter Verwendung der Rahmenkonfiguration F1 übertragen. Wenn indessen weniger als alle Sendeempfänger die Erlaubnis zur Kommunikation haben und sich im Empfangszustand befinden, wird die Nutzlast 504 unter Verwendung von QAM2 moduliert/demoduliert und unter Verwendung der Rahmenkonfiguration F2 übertragen.

Es wird angenommen, dass QAM1 das 16QAM(4 Bits/Symbol) ist, und QAM2 das 64QAM(6 Bits/Symbol) ist, wobei eine Größe der Übertragungsdaten der Nutzlast 504 gleich 12 Bits ist (3 Symbole mit 16QAM und 2 Symbole mit 64QAM), und wobei der Referenzteil 505 in der Rahmenkonfiguration F2 4 Symbole umfasst.

Wie in 9 gezeigt ist, beträgt eine Rahmenlänge der Rahmenkonfiguration F1 (N + 3) Symbole, während eine Rahmenlänge der Rahmenkonfiguration F2 gleich (N + 6) Symbole ist. In diesem Fall ist daher die Übertragungseffizienz der Rahmenkonfiguration F1 höher als die Übertragungseffizienz der Rahmenkonfiguration F2, obwohl die Modulationsgeschwindigkeit von F2 höher ist als die Modulationsgeschwindigkeit von F1. Wenn Daten der Nutzlast mit weniger als 53 Bits (z. B. 52 Bits (13 Symbole mit 16QAM und 9 Symbole mit 64QAM)) gesendet werden, ist die Übertragungseffizienz F1 (N + 13 Symbole) gleich oder größer als die Übertragungseffizienz F2 (N + 4 + 9 Symbole), aufgrund der Wirkung des Hinzufügens der Referenz 505 zum Rahmen F1. Wenn im Gegensatz hierzu Daten der Nutzlast gleich oder mehr als 53 Bits gesendet werden (z. B. 53 Bits (14 Symbole mit 16QAM und 9 Symbole mit 64QAM)), ist die Übertragungseffizienz von F2 (N + 4 + 9 Symbole (53 Bits)) höher als die Übertragungseffizienz von F1 (N + 14 Symbole (53 Bits)).

Es somit möglich, die Übertragungseffizienz in der CSMA-Periode zu verbessern durch Beurteilen in einem als Sender arbeitenden Sendeempfänger, welche Rahmenkonfiguration F1 oder F2 eine höhere Übertragungseffizienz bieten kann als die andere, und durch Hinzufügen einer Information, welche Rahmenkonfiguration F1 oder F2 verwendet wird, zur Rahmeninformation 503.

Außerdem können die Konfigurationen der ersten bis fünften Ausführungsformen auf vielfältige Weise nach Bedarf miteinander kombiniert werden.

Ferner sind die ersten bis fünften Ausführungsformen in einem Kommunikationssystem wie der Stromleitungskommunikation (PLC, Power Line Communication) nützlich, die eine Stromversorgungsleitung als Übertragungsleitung verwendet, da in der PLC mehrere Modems parallel zu einem als Sender arbeitenden Modem angeschlossen sind.

Die Anwendung beruht auf dem Nutzen der Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-1333128, eingereicht am 28.04.2004, deren Inhalte hiermit in ihre Gesamtheit durch Literaturhinweis eingefügt sind, und beansprucht diesen Nutzen.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Sendeempfänger und ein Kommunikationsverfahren, die Zeitmultiplex-Übertragungsverfahren verwenden, welche eine Datenübertragung unter mehreren Sendeempfängern durchführen, so dass die Empfangsleistung einer Kommunikation für einen Sendeempfänger, ein Kommunikationssystem und ein Kommunikationsverfahren in einem Zeitmultiplex-Übertragungsverfahren erhöht wird.