JP2004538743A - 通信する方法、装置、および信号 - Google Patents

Abstract

それぞれの信号を送信する複数（Ｎ）の非同期送信機を含むシステム（たとえば、ＩＲまたはＲＦベースのワイヤレス遠隔制御システム）において、パケットでデータを受信機に送信する方法であって、それぞれの信号を送信するステップを有し、前記信号は、休止期間で隔てられ、相互に異なる繰り返し期間で繰り返される繰り返しバースト期間を有し、バースト期間は実質的に同じ長さＢＬを有し、各バースト期間はデータパケットを含む。この方法は、（Ｉ）Ｎが送信機の個数を示す場合、ｎはＮ個の送信機のそれぞれ１つを示すインデックスであり、ＲＰ_ｎはインデックスｎを有する送信機の繰り返し期間であり、ＢＬはバースト期間の長さであることを特徴とする。

Description

【技術分野】
【０００１】
この発明は、それぞれの信号を送信する複数の非同期送信機を含むシステムにおける方法に関する。この方法はそれぞれの信号を送信することを含み、上記信号は休止期間で隔てられ、相互に異なる繰り返し期間で繰り返される繰り返しバースト期間を有し、バースト期間は実質的に同じ長さＢＬを有し、各バースト期間はデータパケットを含み、繰り返し期間ＲＰ_ｎは、一連の最大でＮ−１個の送信機が他の前記それぞれの信号に干渉するように構成される。遠隔制御の分野内では、制御セットで制御コマンドを発してから被遠隔制御装置で受信するまでの最大応答時間が高速かつ確定的であることが重要である。この基準は、低速かつ非確定的な応答時間は装置の制御を欠くことにつながりうるため、被遠隔制御装置がある種の車両またはロボットである場合に得に重要である。
【０００２】
米国特許第４，３３４，２２１号は、共通の無線チャネル上にある複数の車両を独立して遠隔制御する無線制御システムを開示している。このシステムは、相互干渉リスクを低減しながら、比例操縦・速度制御を提供する。それぞれの車両を制御する制御セットは、各バースト時間持続期間の持続期間を少なくとも１０倍したものである休止期間で隔てられた、連続デジタル信号の繰り返しバーストを有する制御信号を生成する手段を備える。制御信号は、それぞれの無線周波数搬送波を変調するために使用される。デジタル信号は、車両内のそれぞれの制御器を識別できるようにする一意の識別コードを含む。それによって、相互干渉リスクが低い状態で、複数の単純な非同期制御セットによって複数の玩具の車両を制御することが可能である。
【０００３】
しかしこの従来技術の１つは、相互干渉リスクが存在し、したがって相互干渉により、信号を送信してから歪みのない信号を受信するまでの時間間隔が過大になり、また非確定的になる恐れがあるという問題を含む。目的が、被遠隔制御車両を制御するというものである場合、この時間間隔は、車両に十分な制御を得るには長すぎる可能性がある。
【０００４】
欧州特許第０９２１６５７号は、共通のチャネル上の複数の車両を独立して遠隔制御する改良された制御システムを開示している。この制御システムは、Ｎ個の独立した送信機のいずれがデータ信号を送信するかに依存する繰り返し期間（期間ｎ：ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）で送信される、長さ（すなわち、バースト期間）の等しいバーストを有するデータ信号を送信することに基づいている。この開示によれば、独立した送信機の最適な相互の繰り返し期間（期間ｎ）は、
期間ｎ＝２^＊バースト期間^＊［（Ｎ−１）^２＋ｎ］
である。
【０００５】
上記最適な期間ｎは、最適なデルタ値を選択することに基づいて計算され、デルタは繰り返し期間の差である。最適なデルタ値はバースト期間を２倍したものであるが、より大きなデルタを選択してもよい。上記式を、Ｎが３個の送信機である場合に当てはめると、期間ｎはバースト期間のそれぞれ１０_ｎ＝１倍、１２_ｎ＝２倍、および１４_ｎ＝３倍と計算される。バースト期間はバーストの長さにアイドル時間を足したものの和でありうることに留意する。
【０００６】
欧州特許第０９２１６５７号に開示される上記制御システムは、米国特許第４，３３４，２２１号に開示される従来技術のシステムに対する限られた改良しか提供しない。バーストが、各バースト時間持続期間の持続期間の少なくとも１０倍である休止期間で隔てられているという点において米国特許第４，３３４，２２１号を考える。しかし、欧州特許第０９２１６５７号に開示されるシステムはコスト的に魅力があるため、より高速な繰り返し期間を得ることに関してシステムのパフォーマンスを改良することが非常に望まれる。
【０００７】
本発明の問題は、冒頭の段落で言及される以下の方法が、
２・Ｎ≦ＲＰ_ｎ／ＢＬ＜２・［（Ｎ−１）^２＋ｎ］
であることを特徴とし、式中、Ｎは送信機の個数を示し、ｎは上記Ｎ個の送信機のそれぞれ１つを示すインデックスであり、ＲＰ_ｎはインデックスｎを有する送信機の上記繰り返し期間であり、ＢＬは上記バースト期間の上記長さである場合、本発明により解決される。
【０００８】
したがって、またＲＰ_ｎ／ＢＬが２・［（Ｎ−１）^２＋ｎ］未満であることから、データパケットを送信してから歪みのないデータパケットを受信するまでのスループット時間の高速化がなされる。そしてこれにより、遠隔制御用途にこのシステムを使用する場合、より高速の応答時間が可能である。したがって、Ｎ個のデータパケットから少なくとも１つが歪みなしで到着するため、データパケット中の情報が歪みなく、各受信機へのデータパケットの最大でＮ−１回の再送信（Ｎ個の送信機に等しい）の期間内で送信されることが保証される。この方法は、２個、３個、またはこれらよりも多くのモデルが２個の別個の遠隔制御器から同時に制御される玩具での使用が意図される。概して、各データパケットに誤りを検出するための検査コードを包含することは周知であることを留意されたい。
【０００９】
好ましくは、ＲＰ_ｎとＢＬの間の比率は以下のように選択される。
ＲＰ_ｎ／ＢＬ≦２・［（Ｎ−１）^２＋ｎ］−Ｄ_ｎ
式中、１＜Ｄ_ｎである。それにより、高速応答時間が保証される。応答時間は、最悪の場合の状況で、ＮにＲＰ_ｎを乗算したものに等しい。ＲＰ_ｎは少なくとも１つのバースト期間ＢＬによって改良される。さらに、繰り返し期間ＲＰ_ｎの相互比率が決定される。
【００１０】
Ｄ_ｎが、
Ｄ_ｎ＝Ｎ−ｎ／２±ＲＰ_ｎの５％
になるように選択される場合、繰り返し期間はＤ個のバースト期間分改良する（すなわち、低減する）。この値のＤ_ｎ、ひいてはこの値の繰り返し期間ＲＰ_ｎで、可能な限りで最速の繰り返し比率が提供される。ＲＰ_ｎの±５％の上記偏差はＲＰ_ｎの４％、ＲＰ_ｎの３％、またはＲＰ_ｎの２％であってもよい。
【００１１】
高速応答時間を得るために、送信機ｎと送信機ｎ＋１のバースト繰り返し期間の間の相互差は従来、バースト期間の持続期間の２倍に等しいように選択される。しかしこれは、応答時間の改良を妨げる偏見である。したがって、送信機ｎおよびｎ＋１からのそれぞれの信号の繰り返し期間は、バースト期間の持続時間を２倍したものよりも大きな相互差を有することができる。この差は記号Δを使用しても参照される。Δが異なるｎについて変化する場合、個々の差はΔ_{ｎ ｎ＋１}と参照される。最も遅い繰り返し期間が改良されることに加えて、最速の繰り返し期間がさらに改良される。
【００１２】
それぞれの繰り返し期間が、バースト期間の長さ×２×送信機の個数以上に等しいそれぞれの相互の素数におおよそ等しいという基準を相互に満たす場合に、歪み間の最大時間間隔が達成される。
【００１３】
通常、データパケットの持続期間はバースト期間の持続期間以下である。
【００１４】
バーストは、ビット繰り返しレートで繰り返される固定数のデータビットを含むことができ、バースト繰り返し期間は、バースト毎の整数のデータビット数としてビット繰り返しレートから生成される。
【００１５】
通常、電子受信機構成要素は、いわゆるデューティサイクル制約、すなわち、テレグラム（telegram)とも示される２つのデータパケット間に許容可能な最短休止期間に対する制約を有する。このような制約を越えた場合、受信機は欠陥のある出力信号を提供する可能性が高くなる。他の送信機が、関連する送信機Ｔｎの休止期間中に信号を所与の受信機Ｒ_ｎに送信しうるため、上記制約を越える可能性がある。この問題は、バースト期間がデータパケット、およびデータが送信されないアイドル期間で構成される場合に解決される。したがって、欠陥のある出力信号が生成されるリスクが低くなる。
【００１６】
好ましくは、本方法は、データ、送信機を識別する識別コード、および検査コードを有するそれぞれの信号のデータパケットを符号化するステップを含む。それによって、受信機は制御データを解釈すべきであるか否かを判定することができ、また検査コードにより、データが歪んでいるか否かを検証することが可能である。データは、ペイロードまたは制御データとも示すことができる。好ましくは、検査コードはチェックサム、および／またはＣＲＣコード、および／またはパリティビット、および／またはハッシュ値である。
【００１７】
好ましくは、本方法は、それぞれのデータパケットを受信するステップと、識別コードを調べることによって送信機の識別を決定するステップと、検査コードを調べることによってデータパケットが有効であるか否かを判定するステップとを含む。データパケットが有効であると判定される場合、これを後続処理のために次に渡すことができる。
【００１８】
多くの場合、受信機（たとえば、単純な４ビットコントローラ）は、検査コードの計算に非常に限られた処理資源を有する。しかし、バースト間の干渉は頻繁に発生するため、十分な誤り検出を欠く。この問題を解決するために、本発明の重要な一態様によれば、本方法は、データパケットを受信し、アイドル期間中にデータが受信されない場合にのみデータパケットを有効データパケットとして採用するステップを含む。それによって、十分な誤り検出が非常に限られた処理労力で提供される。
【００１９】
好ましくは、アイドル期間はデータ項目以上の長さを有し、上記データ項目は開始部、データ部、および終結部で構成される。それによって、予期される最長の、値の等しい連続ビットシーケンス（たとえば、開始ビット１個＋データビット８個＋パリティビット１個＋停止ビット１個＝それぞれ１の値を有する１１ビット、またはそれぞれ０の値を有する１１ビット）、アイドル期間と誤って検出されることなく生成することができる。
【００２０】
通常、比較的安価な構成要素を使用することが望まれるが、比較的安価な構成要素は多くの場合、比較的低いデータスループットレート（低いボーレート）を有する。このジレンマは、本方法が、デジタル値にそれぞれ関連する距離セットから選択された時間的な距離を置いた２つの連続したパルスを送信することによって、送信する２つ以上のデータビットのブロックのデジタル値を符号化するステップを有する、本発明の重要な一態様によって克服することができる。それによって、より高い効果的なボーレートが達成される。したがって、たとえば２ビットのブロックの場合（可能な値００、０１、１０、１１）、２つの連続したパルス間の４つの異なる時間的距離が、適切なタイミング回路を備えた受信機で検出可能でなければならない。２倍を越えてのボーレートの増大が観察された。
【００２１】
好ましい実施形態では、信号は赤外線光により送信されるか、または信号は無線周波数搬送波により送信される。本発明は、遠隔制御ユニット、被遠隔制御ユニット、および信号にも関する。
【００２２】
本発明について、好ましい実施形態と併せて、図面を参照しながら以下により十分に説明することにする。
【００２３】
図１は、３つの被遠隔制御玩具車両および３つそれぞれの遠隔制御器のブロック図を示す。３つの遠隔制御器１０１、１０２、および１０３は、ワイヤレス通信によって遠隔制御コマンドを３つそれぞれの玩具車両１０４、１０５、および１０６に送信するように構成される。好ましい実施形態において、ワイヤレス通信は、遠隔制御コマンドを表すデジタル情報が符号化された赤外線光信号の送信によって確立される。
【００２４】
しかし、他の種類の通信も本発明から逸脱することなく使用することができる。情報は、たとえば４０ＭＨｚで無線周波数搬送波を変調することを含む既知の通信技法に従って送信することができる。デジタル情報を送信することの代替として、アナログ情報を送信してもよい。
【００２５】
図２は、送信機のブロック図を示す。送信機２０１は、同種の複数の送信機が使用される環境において、遠隔制御コマンドを受信機に送信するように構成される。
【００２６】
送信機２０１は、デジタル制御信号ＤＣＳに応答して、約９２０ｎｍの波長の赤外線光を発するように構成された赤外線発光器２０２を備える。
【００２７】
デジタル制御信号は、結合クロック・タイマ信号（ＣＴＳ）により、指定された間隔でメモリからデータを検索することによって確立される。データは、制御器（ＣＴＲＬ）２１１によりメモリ（ＭＥＭ）２１２においてアドレス指定され、シフトレジスタ（ＳＲ）２０９にロードされ、ＳＲ２０９において、結合クロック・タイマ信号（ＣＴＳ）に応答してシリアルデジタル信号に変換される。
【００２８】
ＣＴＳ信号は、繰り返しバーストのクロックパルスを特徴とする。クロックパルスは、信号中に存在する場合、ビット繰り返しレートで繰り返され、バーストはバースト繰り返し期間で繰り返される。したがって、ＣＴＳ信号がシフトレジスタ２０９を制御するため、メモリ２１２からのデータはバーストビットで読み出される。
【００２９】
ＣＴＳ信号中のクロックパルスは、クロック信号ＣＬＫを生成する発振器２０４によって生成される。クロック信号ＣＬＫは、ＡＮＤゲート２０８の第１の入力と、整数ＰおよびＭそれぞれでクロック信号レートを除算する２つのデジタル除算器２０５および２０６と、に供給される。Ｐ除算器２０５からの出力はセット−リセットフリップフロップ２０７のセット入力に供給され、クロック信号ＣＬＫ中のＰクロックパルスの度にフリップフロップの出力Ｄを強制的にデジタル値「１」にする。同様に、Ｍ除算器２０６からの出力はセット−リセットフリップフロップのリセット入力に供給され、クロック信号ＣＬＫ中のＭクロックパルスの度にフリップフロップの出力Ｄを強制的にデジタル値「０」にする。それによって、パルス持続時間がＭクロックパルスであり、サイクル時間がＰクロックパルスのパルス信号が生成される。したがって、パルスはＰクロックパルス毎に繰り返される。
【００３０】
フリップフロップの出力Ｄにおける信号は、ＡＮＤゲート２０８の第２の入力に供給される。それによって、ＡＮＤゲートの出力に提供される信号は、Ｍクロックパルスのバーストを有するように確立される。なお、バーストは、Ｐ−Ｍ個の数のクロックパルスに対応する持続期間を有する休止期間で隔てられる。Ｐは、Ｍよりも大きく選択される。
【００３１】
好ましい実施形態では、Ｐの値は、ユーザ操作可能なセレクタ２０３により、Ｐ＝ｐ１、Ｐ＝ｐ２、またはＰ＝ｐ３のいずれかとなるように選択することができる。それによって、３つそれぞれのＰの値を選択することで、本発明によるシステムにおいて３つの個々の送信機を使用することができる。
【００３２】
よって、結合クロック・タイマ信号ＣＴＳが、ＡＮＤゲート２０８からの出力信号として供給される。この信号は、メモリ（ＭＥＭ）２１２からのパラレルデータをシリアルデータに変換するシフトレジスタ２０９に対するクロック信号として使用される。シリアルデータは、デジタル制御信号ＤＣＳにより赤外線発光器２０２を制御するために接続された信号バッファ２１０に供給される。
【００３３】
制御器（ＣＴＲＬ）２１１は、遠隔制御データ、識別データ、および誤り検査データ（たとえば、単純なチェックサムまたは巡回冗長検査−ＣＲＣ）をメモリ２１２に供給するように構成される。データは、ユーザのコマンドに応答してデータパケットとして生成され、メモリに供給される。
【００３４】
各データパケットはそれぞれのバーストで送信される。
【００３５】
好ましくは、データパケットはＩＤビット２個、制御ビット１０個、およびＣＲＣビット４個を含む。２個のＩＤビットは、受信機において、この好ましい実施形態では３つの送信機のセットの中から送信機を識別するために使用される。したがって受信機は、送信機の中の選択された１つのみの送信機からのコマンドに応答することが可能である。このため、受信機は送信機によってアドレス指定される。
【００３６】
制御器（ＣＴＲＬ）２１１は、ＩＤビットを選択されたバースト繰り返しレートに同期させる（逆の場合も同様）ために、セレクタ２０３に動作可能に接続される。
【００３７】
好ましい実施形態では、各データパケットは、システム中の送信機の個数に等しくＮ＝３回送信される。このため、最大で２つの連続したデータパケットが干渉によって歪む場合であっても、（第３の）データパケットを受信することができる。代替の実施形態では、各データパケットは、送信機の個数に１、２、３、またはそれよりも大きな数を足したものに等しい回数、送信される。
【００３８】
図３は、受信機のブロック図を示す。受信機３０１は、送信機２０１から信号を受信するように構成される。赤外線受光器３０２が、赤外線光信号を、信号バッファ３０３に供給される電気信号に変換する。信号バッファ３０３は、信号の濾波、検出、および変換を行ってデジタルシリアル信号にすることを担当する。デジタルシリアル信号は、少なくとも１つのデータパケットを格納する容量を有するバッファメモリ（ＢＵＦ）３０４に供給される。
【００３９】
制御器３０５がバッファメモリ３０４からデータを検索し、続けて、構成要素３０６においてデータパケットの誤り検査が行われる。データパケット中に誤りが検出される場合、パケットは破棄され、制御器は新たなデータパケットを待つことになる。代替として、誤りが検出されない場合、構成要素３０７は、制御器自身の所定のＩＤを、受信したデータパケット中のＩＤビットとの整合について検査することになる。整合が検出されない場合、データパケットは破棄される。代替として、整合が検出される場合、データパケット中の制御ビットが制御ビット解釈構成要素（ＲＣ）３０８に渡される。ＲＣ構成要素３０８は、制御ビットに応答してアクション手段３０９を制御するように構成される。好ましい実施形態では、受信機は、信号通知のための発光器の形態のアクション手段および車両を駆動・操縦するためのモータを備えた被遠隔制御玩具車両に使用される。
【００４０】
図４ａは、本発明による、信号送信中の状態マシンの状態図を示す。状態マシンは、好ましくは、コントローラ２１１によって実施される。マシンは開始状態４０１で開始され、発振器２０４によって提供されるクロック信号によってクロック制御される。
【００４１】
開始状態４０１から、無条件の遷移によりマシンは状態４０２になり、ここで、フリップフロップ２０７のＤ出力に供給される信号の０から１への変化回数を計数するカウンタ変数ＣｎｔがＣｎｔ＝０にセットされる。０から１への変化回数が送信信号のバーストの数に等しいことに留意する。
【００４２】
状態４０３において、フリップフロップ２０７のＤ出力が論理値１である間、データパケットＤＰが送信される。これは、データパケットをメモリ２１２から検索し、データパケットをシフトレジスタ２０９にロードし、クロック制御してデータを発光器２０２に送ることを含む。これが実行されると（Ｍクロックパルス後に）、状態マシンは状態４０４になり、Ｄが論理値１に戻るまでその状態に留まることになり、Ｄが論理値１になった場合は、マシンは状態４０３に戻り、データパケットＤＰを再送信することになる。実際には、ＤＰは、カウンタ変数が上がって値Ｃｎｔ＝３になり、状態マシンが、新たなデータパケットＤＰ’が続く送信のためにシフトレジスタにロードされる状態４０５になる前に２回再送信されることになる。
【００４３】
新たなデータパケットＤＰ’がロードされると、カウンタＣｎｔがＣｎｔ＝０にリセットされ、Ｄ＝１の間にパケットが送信されることになる。
【００４４】
図４ｂは、信号受信中の状態マシンの状態図を示す。好ましくは、コントローラ３０５が状態マシンを実施する。状態マシンは、バースト期間がデータパケットおよびアイドル期間で構成される信号を受信するように構成される。状態マシンは、アイドル期間が過ぎたか否かを示すブール入力変数ＩＤＬＥ、状態マシンからデータを受信するバッファが満杯であるか、それとも空であるかを示すブール変数ＦＵＬＬ、および受信データの検証が成功したか否かを示すブール変数ＯＫに基づいて動作する。
【００４５】
開始状態４１０から、無条件の遷移によりマシンは待機状態４１１になり、ここでマシンは、アイドル期間が過ぎていない間、すなわちＩＤＥＬが偽の値を有している間、待機する。アイドル期間が過ぎると、マシンは変数ＩＤＬＥを条件とする遷移により、状態４１２に移ることになる。状態４１２において、ＩＤＬＥが真ではなく、かつＦＵＬＬが真ではないと仮定して、データが受信される。状態４１２においてＦＵＬＬが真になる場合、マシンは待機状態４１１に戻る。一方、ＩＤＬＥが真になる場合、マシンは、完全なデータ項目を受信したものと仮定し、状態４１３に移り、ここで受信したデータ項目の誤りが調べられる。データ項目中に誤りが検出されない場合、変数ＯＫが真にセットされ、状態４１４において、データ項目がバッファにプッシュされ、状態４１４から、マシンは無条件に待機状態４１１に戻る。対照的に、データ項目に誤りが検出された場合、変数ＯＫは偽にセットされ、マシンは待機状態４１１に戻り、新たなデータ項目が続く新たなアイドル期間を待つ。
【００４６】
送信機の代替の実施形態では、ビット値の組み合わせが、２つの連続したパルス間の時間的な距離として符号化される。送信機は、デジタル値にそれぞれ関連する距離セットから選択された時間的な距離を置いた２つの連続したパルスを送信することによって、送信する２つ以上のデータビットの数ＮＤのデジタル値を符号化する。
【００４７】
これに対応して、受信機の代替の実施形態では、２つの連続したパルス間の時間的な距離がビット値の組み合わせに復号化される。受信機は、受信機中のタイミング回路によって決定される時間的な距離（すなわち、時間間隔）を復号化して、データビットの上記数ＮＤに等しいビット数を有する離散的なデジタル値にする。
【００４８】
図５は、結合クロック・タイマ信号を示す。結合クロック・タイマ信号ＣＴＳは、時間ｔの関数として示され、Ｍクロックパルスのバーストを含む。なお、バーストはＰクロックパルスの繰り返し期間で繰り返される。
【００４９】
バーストまたはバースト期間は、データパケットおよびアイドル期間で構成される。データパケットは最初のＭ−Ｉクロックパルスに配置され、その後にバースト期間の最後のＩクロックパルスに配置されるアイドル期間が続く。
【００５０】
アイドル期間は、データパケットの前および後の両方に配置しても、前または後に配置してもよい。データパケットの前および後の両方でアイドル期間を検査することで、前または後のみの検査とは対照的に、受信したデータの信頼性が増す。
【００５１】
図６ａは、相互に同相の３つの信号の時間的な関係を示す。セレクタ２０３がそれぞれＰ＝ｐ１、Ｐ＝ｐ２、およびＰ＝ｐ３にセットされた３つの信号Ｓ１、Ｓ２、およびＳ３は、図２に示す種類の３つの送信機によって送信される。時間軸ｔの単位はバースト期間である。
【００５２】
同様にバースト繰り返しのタイムスロット単位でのバースト持続期間とサイクル時間の比率は、繰り返し比率ＲＲ＝ＲＰ_ｎ／ＢＬ、または繰り返しレートで示される。この繰り返し比率は信号毎に一意である。好ましくは、繰り返し比率は整数であるように選択されるが、必ずしもそうである必要はない。信号Ｓ１、Ｓ２、およびＳ３は、３、４、および５それぞれに等しい繰り返しレートを有する。各バーストは１６ビットを含むため、３つの信号Ｓ１、Ｓ２、およびＳ３のバースト繰り返しレートは１６に３、４、および５を乗算したものであり、これは４８ビット、６４ビット、および８０ビットの持続期間にそれぞれ等しい。
【００５３】
個々の送信機を同期させる手段は設けられないが、個々の送信機からの信号が同相である状況が示されることに留意されたい。この状況では、信号Ｓ１、Ｓ２、およびＳ３のいずれかにおける２つの連続バーストのみが、その他の信号におけるバーストのいずれかにより歪むことになる。これは、異なる信号中のバーストの同時発生についての研究によって確認することができる。歪んだバーストには斜線が記されている。
【００５４】
図６ｂは、位相のずれた３つの信号を示す。この状況では、干渉によって歪む連続バーストの数が増えている。図示の状況では、信号Ｓ２^＋が、Ｓ２^＋のバーストがタイムスロット番号２に配置されるが、タイムスロット番号１で送信されるＳ１のバーストに干渉するに足るわずかな時間だけ時間的に先に進められている最悪の状況に位相調整されている。同様に信号Ｓ３^＋＋も、Ｓ３^＋＋のバーストがタイムスロット番号３に配置されるが、タイムスロット番号２で送信されるＳ２^＋のバーストに干渉するに足る時間だけ時間的に進められている最悪の状況に位相調整されている。これら干渉状況は上向きの矢印で示される。さらに、２つの信号が同じタイムスロットでバーストを送信するときに、干渉が発生する。したがって、このような位相ずれ状況では、信号の２つよりも多くの連続バーストが歪む可能性があり、歪むことになるであろう。したがって、３つの連続したバーストで送信される情報が失われることになる。
【００５５】
本来発生する上記問題を回避するために、被制御様式でのみ互いに干渉する信号を送信するように個々の送信機を構成することが重要である。すなわち、干渉により失われる送信機の個数が、最大でも、情報の同じＮ個の送信機からのＮ−１個であるようにする。
【００５６】
情報の同じＮ個の送信機のうちの最大でＮ−１個が失われるように個々の送信機を構成する第１の方法は：
１）ＲＰ_Ｎ＝２・ＢＬ・［（Ｎ−１）^２＋Ｎ］を選択
２）ＲＰ_ＮからＮ／２を減算
３）ＲＰ_ｎ：ＲＰ_ｎ−１をＲＰ_ｎ−１−Δ_{ｎ ｎ−１}とすることから開始して繰り返し選択。但し、Δ_{ｎ ｎ−１}は２以上の自然数または実数である
但し、Ｎは２よりも大きな自然数である。
【００５７】
この方法のシミュレーションにより、２よりも大きなΔｎまたはΔを選択することにより、最長の繰り返し期間（およびその他の繰り返し期間）を短縮することができることが証明された。それによって、従来技術による方法の改良が実現される。
【００５８】
好ましくは、Δ_１２＝Δ_２３＝・・＝Δ_{Ｎ−１ Ｎ}＝Δであるが、必ずしもそうである必要はない。さらに、好ましくは、Δ_ｎまたはΔは２．１、２．３、２．４、２．５、２．６、または２．７におおよそ等しい。
【００５９】
情報の同じＮ個の送信機のうちの最大でＮ−１個が失われるように個々の送信機を構成する第２の方法は：
１）２・Ｎ≦ＲＰ_ｎ／ＢＬ＜２・［（Ｎ−１）^２＋ｎ］のようにｎ番目の送信機の繰り返し比率を選択
２）オプションとして、
２・Ｎ≦ＲＰ_ｎ／ＢＬ＜２・［（Ｎ−１）^２＋ｎ］−Ｄを選択。但し、１＜Ｄ
３）オプションとして、
２・Ｎ≦ＲＰ_ｎ／ＢＬ＜２・［（Ｎ−１）^２＋ｎ］−Ｄを選択。但し、Ｄ＝Ｎ−ｎ／２
【００６０】
情報の同じＮ個の送信機のうちの最大でＮ−１個が失われるように個々の送信機を構成する第３の方法は：
１）最短の繰り返し比率が送信機の個数に等しくなるように選択
２）その他の送信機によって送信される信号の繰り返し比率を、相互の素数になるように選択
３）ステップ１およびステップ２において決定された繰り返し比率を係数２で乗算して、位相ずれ状況を補償。
【００６１】
それによって、他の条件が同じであれば、情報の同じＮ個の送信機のうちの最大でＮ−１個が失われ、少なくとも１つの情報送信が首尾よく送信されることになる。さらに、第２の方法では、繰り返し比率は相互の素数であるため、歪み間の最大の時間的な距離が達成されることが保証される。
【００６２】
上記２つの構成方法では、繰り返し比率が一定のままである、バースト期間は一定の長さを有する、すなわちバーストが一定の長さを有するか、または代替として、バーストの時間がタイムスロットの長さよりも短く、バーストで送信される情報は少なくともＮ回の連続した送信で送信され、ここでＮは送信機の個数に等しく、各バーストはその保全性を検証するための冗長を含むものと仮定されている。
【００６３】
図７ａは、本発明による、相互に同相の３つの信号の時間的な関係を示す。信号はそれぞれ、繰り返し比率６、８、および１０を有する。
【００６４】
見て取れるように、同相の状況は、最初の６０個のタイムスロット内で４つ以上連続する干渉歪みを含まない。信号の合計の全体期間はタイムスロット１２０個分であり、干渉歪みが３つ連続するという状況が期間全体にわたって見られないことに留意されたい。
【００６５】
図７ｂは、本発明による、位相が相互にずれた３つの信号の時間的な関係を示す。３つの信号Ｓ１、Ｓ２^＋、Ｓ３^＋＋の繰り返し比率は上記構成方法に従って選択されるため、干渉歪みが３つ連続する状況は見られない。信号Ｓ２^＋およびＳ３^＋＋は、図６ｂと併せて説明したように位相調整されている。
【００６６】
信号の合計の全体期間はタイムスロット１２０個分である。したがって、完全な全体像として、タイムスロット１２０個分という期間全体中の、バーストが送信される各信号のタイムスロットを以下の表１に示す。
【００６７】
【表１】

【００６８】
表１は、各信号のバーストが発生するタイムスロットの個数を示す。信号は、図７ｂに示すように位相ずれした信号である。アスターリスク（^＊）の記された数は、そのタイムスロット中のバーストが歪んでいることを示す。タイムスロット＃４２中のＳ３^＋＋のバーストは歪んでおり、同じタイムスロット＃４２で発生するＳ１のバーストを歪ませる。さらに、タイムスロット＃４１中のＳ２^＋のバーストは、タイムスロット＃４２中のＳ３^＋＋のバースト（実際は信号Ｓ３^＋＋全体）が時間的に先に進んだために歪んでいる。
【００６９】
しかし、表１から、信号の２つよりも多くの連続バーストが歪まないことを見て取ることができる。
【００７０】
情報の同じＮ個の送信機のうちの最大でＮ−１個のように個々の送信機を構成する上記第２の方法の適用例を以下の表２に示す。
【００７１】
【表２】

送信機／信号の個数
繰り返し比率
【００７２】
表２は、有効な繰り返し比率を示す。
【００７３】
上記繰り返し比率は最大でＲＰ_ｎの±５％、ＲＰ_ｎの４％、ＲＰ_ｎの３％、またはＲＰ_ｎの２％だけ逸脱することができることに留意する。
【００７４】
同じ情報のＮ個の送信機のうちの最大でＮ−１個が歪むように個々の送信機を構成する上記方法により、最短のバースト繰り返し期間が保証される。これにより、最短の送信時間を得ることが可能になる。
【００７５】
一例として、バーストは２２ビットを含むことができ、アイドル期間は１１ビットを含むことができる。ビットは２４００ボーもしくは９６００ボー、あるいは別のレートで送信することができる。加えて、各送信機は、送信機内のドリフトまたは不安定性によりこのようなレートから逸脱しうることに留意する。さらに、各送信機は、その他の送信機とは実質的に異なる（すなわち、１０％を越える）個々のレートで送信することができる。しかし、バースト期間長を越えないようにシステムが設計されることが重要である。
【００７６】
便宜上、上記通信方法および通信装置は、ビデオまたはコンピュータゲームと併せて使用することができ、それによって個々のユーザがゲームと同時に対話できるようにする。
【００７７】
図８は、ビデオ／コンピュータゲームと対話する３つの遠隔制御器のブロック図を示す。遠隔制御器８０１、８０２、および８０３は、本発明により赤外線信号を受信機８０５に送信する。受信機８０５は、図３に示す３つの受信機の機能を含むように構成される。すなわち、受信機は、個々の送信機からのコマンドに応答するように構成される。受信したコマンドは、どの送信機がコマンドを発したのかについての情報とともにゲームボックス８０６に送信される。したがって、ゲームボックスは、各ユーザによって発せられるコマンドに反応するように構成することができる。ゲームボックスは、ゲームを実行するオーディオ／ビジュアル手段を含む表示画面８０４に接続されている。
【００７８】
したがって、本発明によれば、個々の受信機および単一の受信機の両方を、複数の送信機と併せて使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】３つの被遠隔制御玩具および３つそれぞれの遠隔制御器のブロック図を示す。
【図２】送信機のブロック図を示す。
【図３】受信機のブロック図を示す。
【図４ａ】信号送信中の状態図を示す。
【図４ｂ】信号受信中の状態図を示す。
【図５】結合クロック・タイマ信号を示す。
【図６ａ】相互に同相の３つの信号の時間的な関係を示す。
【図６ｂ】位相のずれた３つの信号を示す。
【図７ａ】本発明による、相互に同相の３つの信号の時間的な関係を示す。
【図７ｂ】本発明による、相互に位相のずれた３つの信号の時間的な関係を示す。
【図８】ビデオ／コンピュータゲームと対話する３つの遠隔制御器のブロック図を示す。

Claims (18)

1. それぞれの信号を送信する複数（Ｎ）の非同期送信機を含むシステムにおいて、データをパケットで受信機に送信する方法であって、
   前記それぞれの信号を送信するステップであって、前記信号は、休止期間で隔てられ、相互に異なる繰り返し期間で繰り返される繰り返しバースト期間を有する、送信するステップを有し、
   前記バースト期間は実質的に同じ長さＢＬを有し、各バースト期間はデータパケットを含み、
   前記繰り返し期間ＲＰ_ｎは、一連の最大でＮ−１個の送信機が他の前記それぞれの信号に干渉するように構成され、
   ２・Ｎ≦ＲＰ_ｎ／ＢＬ＜２・［（Ｎ−１）^２＋ｎ］
   であることを特徴とし、式中、Ｎは送信機の個数を示し、ｎは前記Ｎ個の送信機のそれぞれ１つを示すインデックスであり、ＲＰ_ｎはインデックスｎを有する送信機の前記繰り返し期間であり、ＢＬは前記バースト期間の前記長さである、データをパケットで受信機に送信する方法。
2. ＲＰ_ｎ／ＢＬ＜２・［（Ｎ−１）^２＋ｎ］−Ｄ_ｎ
   であることを特徴とし、式中、１＜Ｄ_ｎである、請求項１記載のデータをパケットで送信する方法。
3. Ｄ＝Ｎ−ｎ／２±ＲＰ_ｎの５％
   であることを特徴とする、請求項１または２記載のデータをパケットで送信する方法。
4. それぞれの信号の繰り返しレートは、バースト期間の持続期間を２倍したもの以上の相互差を有することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のデータをパケットで送信する方法。
5. 前記それぞれの繰り返しレートは、前記バースト期間の長さ×２×前記送信機の個数以上のそれぞれ相互の素数、におおよそ等しいという基準を相互に満たすことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のデータをパケットで送信する方法。
6. 前記データパケットの持続期間は前記バースト期間の持続期間以下であることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のデータをパケットで送信する方法。
7. 前記バーストは、ビット繰り返しレートで繰り返される固定数のデータビットを含み、前記バースト繰り返し期間は、バースト毎の整数のデータビット数として前記ビット繰り返しレートから生成されることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のデータをパケットで送信する方法。
8. 前記バースト期間は、データパケット、およびデータが送信されないアイドル期間からなることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のデータをパケットで送信する方法。
9. 前記それぞれの信号のデータパケットを制御データ、識別コード、および検査コードとともに符号化するステップを含むことを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のデータをパケットで送信する方法。
10. それぞれの信号を受信するステップと、前記識別コードを調べることによって送信機の識別を決定するステップと、前記検査コードを調べることによって前記信号が有効であるか否かを判定するステップと、を含むことを特徴とする、請求項９記載のデータをパケットで送信する方法。
11. データパケットを受信し、前記アイドル期間中にデータが受信されない場合のみ、前記データパケットを有効データパケットとして採用するステップを含むことを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のデータをパケットで送信する方法。
12. 前記アイドル期間はデータ項目以上の長さを有し、前記データ項目は、開始部、データ部、および終結部で構成されることを特徴とする、請求項１１記載のデータをパケットで送信する方法。
13. デジタル値にそれぞれ関連する距離セットから選択された時間的な距離を置いた２つの連続したパルスを送信することによって、送信する２つ以上のデータビットのブロックのデジタル値を符号化するステップを含むことを特徴とする、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のデータをパケットで送信する方法。
14. 前記信号は赤外線光によって送信されることを特徴とする、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のデータをパケットで送信する方法。
15. 前記信号は無線周波数搬送波によって送信されることを特徴とする、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のデータをパケットで送信する方法。
16. 請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の特徴を有する、それぞれの信号を送信する手段を有する遠隔制御ユニット。
17. 請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の特徴を有する、それぞれの信号を受信する手段を有する被遠隔制御ユニット。
18. 請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の特徴を有する、休止期間で隔てられた繰り返しバーストを有する信号。

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