JP2006519571A

JP2006519571A - ワイヤレス・ネットワークにおいてデータ・フレームを受け渡すシステムおよび方法

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Publication number: JP2006519571A
Application number: JP2006508676A
Authority: JP
Inventors: エム．シヴォディアン、ウィリアム; ダブリュ．マッコークル、ジョン; アール．ランクル、ポール; アール．ミラー、ティモシー; エル．ウェルボーン、マシュー; イー．プライス、ダグラス; アール．マシアス、エイドリアン; ディ．ロバーツ、リチャード; エム．ジョセフ、ディーパック
Original assignee: NXP USA Inc
Current assignee: NXP USA Inc
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2004-02-27
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2024-02-27
Also published as: WO2004079970A2; WO2004079970A3; JP4440922B2; US7724783B2; EP1599977A2; US20060187909A1; KR20060014366A

Abstract

超広帯域ネットワークにおいてデータ・フレームを受信する方法が提供される。この方法では、デバイスが、データ・フレームを含む超広帯域信号を受信する。次いで、デバイスは、データ・フレームにおける第１プリアンブルの間に取得動作を実行し、第１プリアンブルの後において、第１プリアンブルが終了したことを示すマーカを識別する。この後、デバイスは、データ・フレームにおける第２プリアンブルの間に信号処理動作を実行する。訓練の後、デバイスはデータ・フレームにおけるヘッダを受信し、次いで、データ・フレームにおけるペイロードを受信する。２つのプリアンブルの間にマーカを有することにより、この方法は、フレームのプリアンブル区間のタイミングに関する重要な情報を受信デバイスに提供する。

Description

本発明は、一般的には、移動送受信機、中央送受信機、および関連機器を含む、超広帯域（ＵＷＢ：Ultrawide Bandwidth ）システムのようなワイヤレス通信システムに関する。更に特定すれば、本発明は、受信デバイスが、データを処理する前に必要な機能をより良く実行させるような、２機のワイヤレス・デバイス間におけるデータの送信に関する。

本願は、２００３年２月２８日に出願され、「超広帯域信号用プリアンブル・アーキテクチャ（PREAMBLE ARCHITECTURE FOR AN ULTRAWIDE BANDWIDTH SIGNAL ）」と題された、ウィリアムエム．シヴォディアン他(William M. Shvodian et al.)による米国仮出願第６０／４５０，３１５号、および２００４年１月１２日に出願され、「データ・フレーム構造（DATA FRAME STRUCTURE）」と題された、ティモシーアール．ミラー他(Timothy R. Miller et al.)による米国仮出願第６０／５３５，７５８号に対する優先権を主張する。これら全ての内容は、ここで引用したことにより、その全体が本願にも含まれるものとする。

ワイヤレス通信規格では、個々のワイヤレス・デバイスが互いに、ワイヤレス信号内において送られる離散フレームの形態で情報を送受することが多い。これらのフレームの各々は、受け渡すべき何らかの情報や、受信デバイスに適正にフレーム内の情報を受信し解読できるようにする何らかの情報を含んでいる。

一般に、内部クロック動作の相違や、信号伝送路における変動(variance)のために、受信デバイスは、信号が処理可能になる前に、内部クロックの位相を受信信号の位相と同期させる必要がある。多くの実施態様では、フレームはプリアンブルを含み、これがフレームの先頭に配置され、受信デバイスに着信信号と同期させる機会を与えている。これは、多くの場合、着信フレームを含む信号を取得する、あるいはこれにロックすると言われている。

プリアンブルとは、一般には、既知の認識可能な繰り返しパターンのビットであり、受信デバイスが探すことができる。このパターンは、多くの場合、送信デバイスおよび受信デバイス双方にとって既知の数式により生成され、容易に検出可能である。

プリアンブルの特定に成功するためには、受信デバイスは、着信信号の位相と同期した内部クロックを用いて動作していなければならない。その結果、着信信号にロックしようとする際、受信デバイスは、一般に、その内部クロックの位相を変化させ、プリアンブルにおける前述のビット・パターンの検出に成功できる位相を求めようとする。一旦受信デバイスがプリアンブルの特定に成功したなら、即ち、プリアンブル内で送られたビット・パターンを認識したなら、その内部クロックを受信データ・フレームの位相と同期させるのに成功したことになり、ビット・パターンにロックしたことになる。ワイヤレス・デバイスには、一般に、同期にはいくつかのレベルがある。デバイスは、着信信号の発振周波数、着信信号内で送られるシンボルまたはチップ、あるいは着信信号内で送られる一連のビットに同期することができる。一般に、デバイスは信号のレベルを上げて行き、低いレベルでの同期を積み重ねて、順次同期しなければならない。

実施に際しては、プリアンブルを用いるデバイスの殆どは、各フレームにおいて同じ初期状態にプリアンブルを発生するために用いられる数式（例えば、多項式）を初期化しない。言い換えると、プリアンブルは一般に既知の繰り返しビット・パターンを含んでいるが、このビット・パターンの開始は、プリアンブルの開始に対して本質的にランダムである。その結果、一旦受信デバイスが着信プリアンブルとの同期確立に成功すると、プリアンブルが終了するまでにどれくらいの時間が残っているか知る術がない。

狭帯域システムでは、受信機は、キャリア（即ち、エネルギー）検出を用いて、いつプリアンブルが始まるか、したがってどのくらいの時間が残っているのか判断することができる。しかしながら、ＵＷＢシステムでは、信号は低い信号対ノイズ（ＳＮＲ：Signal-to-Noise Ratio ）比を有し、エネルギー検出が一般には望ましくない解決手段であることを意味する。

これは、フレームから情報を受け取る前に追加の信号処理または受信機の準備を必要とするある種のデバイスでは、問題となり得る。例えば、デバイスの中には、信号の品質を高めるために、着信信号に処理を行うものもある。これらの処理は、線形等化、判断フィードバック等化（ＤＦＥ：Decision Feedback Equalization）、精細自動利得制御（ＡＧＣ：Automatic Gain Control）、および／またはＲＡＫＥ受信機の使用といった形式を取ることができる。これらの処理は、動作する準備ができる前に、ある程度の量の訓練時間を要する。そして、受信ＵＷＢデバイスは、信号ロックの後プリアンブルにどれくらいの時間が残っているかわからないので、受信機の訓練、ＡＧＣの改良、信号の正規化などに十分な時間があるか否か判断することができない。

これが問題となり得るのは、受信デバイスが訓練を開始し、訓練が完了する前にプリアンブルが終了した場合に、受信デバイスは、着信データを受信することに成功できず、容認できない数の誤りが生ずる虞れがあるからである。また、これは、取得を改良（例えば、多数の取得フィンガを用いて）し続ける実施形態においても問題となり得る。この状況では、受信機はいつプリアンブルが終了するかわからないので、より良い取得ロックを試行錯誤で求めるだけの十分な時間があるか否かわからないまま、訓練を開始しなければならない。このため、取得ロックを改良するのに時間を浪費し過ぎて訓練のための時間が不十分になるか、あるいは訓練に十分な時間を有することの確信を得ようとして、取得の改良を停止するのが早過ぎてしまうという、いずれかの危険を犯すことになる。

したがって、当技術分野では、未知の相対的信号のロック・タイミングに伴う問題、更に一旦信号ロックが完了すると受信デバイスはプリアンブルにおける残り時間を知る術がない場合に、受信機の訓練のためにしかるべき時間を見込もうとする際に伴う問題に対する解決手段が望まれている。

添付図面では、同一の参照番号は、別個の図全体を通じて、同一または機能的に同様な要素を示し、図面は、以下の詳細な説明と共に、本明細書に組み込まれてその一部をなし、種々の実施形態を更に例示し、本発明による種々の原理および利点を説明するのに供する。

国際標準化機構（ＩＳＯ：International Standards Organization）のオープン・システム相互接続（ＯＳＩ：Open Systems Interconnection）規格は、末端ユーザと物理デバイスとの間に、７レイヤの階層を設け、これらを通じて異なるシステムが通信できるようにしている。各レイヤは、異なるタスクを担当し、ＯＳＩ規格は、レイヤ間の相互作用、および本規格に準拠するデバイス間の相互作用を指定する。

図１は、７レイヤＯＳＩ規格の階層を示す。図１に見られるように、ＯＳＩ規格１００は、物理レイヤ１１０、データ・リンク・レイヤ１２０、ネットワーク・レイヤ１３０、トランスポート・レイヤ１４０、セッション・レイヤ１５０、プレゼンテーション・レイヤ１６０、およびアプリケーション・レイヤ１７０を含む。

物理（ＰＨＹ：Physical）レイヤ１１０は、電気的、機械的、機能的、および手順的レベルでネットワークを通じてビット・ストリームを伝達する。これはキャリア上でデータを送受信するハードウェア手段を提供する。データ・リンク・レイヤ１２０は、物理的媒体に関するビットの表現、および媒体に関するメッセージのフォーマットを記述し、適正に同期させて、データ（フレーム等）のブロックを送る。ネットワーク・レイヤ１３０は、データの適正な宛先への導出および転送を処理し、接続を維持および終了する。トランスポート・レイヤ１４０は、端末間制御およびエラー・チェックを管理し、完全なデータ転送を確保する。セッション・レイヤ１５０は、各端部におけるアプリケーション間において、会話(conversation)、交換、およびダイアログを設定し、調整し、終了する。プレゼンテーション・レイヤ１６０は、着信データおよび送出データを１つのプレゼンテーション・フォーマットから他のプレゼンテーション・フォーマットに変換する。アプリケーション・レイヤ１７０は、通信相手を識別し、サービスの品質を特定し、ユーザ認証およびプライバシを考慮し、データ・シンタックスに関するあらゆる制約を識別するところである。

ＩＥＥＥ８０２委員会は、ローカル・ネットワーク用に３レイヤ・アーキテクチャを開発した。これは、概ね、ＯＳＩ規格１００の物理レイヤ１１０およびデータ・リンク・レイヤ１２０に対応する。図２は、ＩＥＥＥ８０２規格２００を示す。

図２に示すように、ＩＥＥＥ８０２規格２００は、物理（ＰＨＹ）レイヤ２１０、媒体アクセス制御（ＭＡＣ：Media Access Control）レイヤ２２０、および論理リンク制御（ＬＬＣ：Logic Link Control）レイヤ２２５を含む。ＰＨＹレイヤ２１０は、本質的に、ＯＳＩ規格１００におけるＰＨＹレイヤ１１０と同様に動作する。ＭＡＣレイヤ２２０およびＬＬＣレイヤ２２５は、ＯＳＩ規格１００におけるデータ・リンク・レイヤ１２０の機能を分担する。ＬＬＣレイヤ２２５は、ＰＨＹレイヤ２１０において通信可能なフレームにデータを入れ、ＭＡＣレイヤ２２０は、データ・リンク上における通信を管理し、データ・フレームを送り、承認（ＡＣＫ：Acknowledgement ）フレームを受信する。ＭＡＣレイヤ２２０およびＬＬＣレイヤ２２５は共に、エラー・チェック、および受信も承認もされていないフレームの再送信を担当する。

ネットワーク
図３は、ＩＥＥＥ８０２規格２００を用いることができるワイヤレス・ネットワーク３００の一例のブロック図である。好適な実施形態では、ネットワーク３００は、ワイヤレス・パーソナル・エリア・ネットワーク（ＷＰＡＮ：Wireless Personal Area Network）、即ち、ピコネットである。しかしながら、本発明は、帯域幅を数人のユーザ間で共有する、例えば、ワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ：Wireless Local Area Network ）、またはその他のいずれかの該当するワイヤレス・ネットワークのような、他の設定にも適用されることは言うまでもない。

ピコネットという用語を用いる場合、これはある目的に限って接続されたデバイスのネットワークを意味し、１つのデバイスをコーディネータとして機能させ（即ち、サーバとして機能する）、他のデバイスはコーディネータの時間割り当て命令に従う（即ち、これらはクライアントとして機能する）。コーディネータと非コーディネータ・デバイスとの間の主要な相違の１つは、コーディネータはネットワーク内にあるデバイスの全てと交信できなければならないのに対して、種々の非コーディネータ・デバイスは、他の非コーディネータ・デバイスの全てと交信できる必要がないことである。

図３に示すように、ネットワーク３００は、コーディネータ３１０と、複数の非コーディネータ・デバイス３２０とを含む。コーディネータ３１０は、ネットワーク３００の動作を制御するように機能する。先に注記したように、コーディネータ３１０および非コーディネータ・デバイス３２０のシステムは、ピコネットと呼ぶこともでき、その場合、コーディネータ３１０をピコネット・コーディネータ（ＰＮＣ：Piconet Coordinator ）と呼ぶこともできる。非コーディネータ・デバイス３２０の各々は、主ワイヤレス・リンク３３０を通じてコーディネータ３１０に接続していなければならず、更に、ピア・ツー・ピア・リンクとも呼ばれる副ワイヤレス・リンク３４０を通じて１つ以上の非コーディネータ・デバイス３２０に接続していてもよい。

加えて、図３はデバイス間の双方向リンクを示すが、これらを単一方向とすることもできる。この場合、各双方向リンク３３０、３４０は、２つの単一方向リンクとして示すことができ、第１のリンクが一方の方向に向かい、第２のリンクは反対方向に向かう。

実施形態によっては、システムを調整する付加機能と、ネットワーク３００内に存在する任意のデバイス３２０と通信する必要性とを除いて、コーディネータ３１０は、非コーディネータ・デバイス３２０のいずれかと同じ種類のデバイスであってもよい。一実施形態では、コーディネータ３１０は、デバイス３２０の１つとしては機能しない、別個に指定された制御ユニットであってもよい。

以下の開示全体を通じて、コーディネータ３１０を、非コーディネータ・デバイス３２０と全く同様なデバイスと見なすこととする。しかしながら、専用のコーディネータ３１０を用いる代替実施形態も可能である。更に、個々の非コーディネータ・デバイス３２０は、コーディネータ３１０の機能要素を含むが、それらを用いずに、非コーディネータ・デバイスとして機能することもできる。これは、いずれのデバイスでも潜在的なコーディネータ３１０になれるが、実際には、所与のネットワークにおいて１つのみがその機能を果たすという場合に該当する可能性がある。

ネットワーク３００の各デバイスは、異なるワイヤレス・デバイス、例えば、ディジタル静止画像カメラ、ディジタル・ビデオ・カメラ、パーソナル・データ・アシスタント（ＰＤＡ：Personal Data Assistant ）、ディジタル音楽プレーヤ、またはその他の個人用ワイヤレス・デバイスとすることもできる。

種々の非コーディネータ・デバイス３２０は、使用可能物理エリア３５０に制限される。これは、コーディネータ３１０が非コーディネータ・デバイス３２０の各々との通信に成功することができる範囲に基づいて設定されている。コーディネータ３１０と通信可能ないずれの非コーディネータ・デバイス３２０も（そしてその逆も）、ネットワーク３００の使用可能エリア３５０内にある。しかしながら、注記したように、ネットワーク３００におけるあらゆる非コーディネータ・デバイス３２０が他のあらゆる非コーディネータ・デバイス３２０と通信する必要はない。

通例、ＷＰＡＮ内にあるコーディネータ３１０および非コーディネータ・デバイス３２０は、同一の帯域幅を共有する。したがって、コーディネータ３１０は、この帯域幅の分配を調整する。ワイヤレス・パーソナル・エリア・ネットワーク（ＷＰＡＮ）の設定において帯域幅を分配するために、規格が発案されプロトコルが確立されている。例えば、ＩＥＥＥ規格８０２．１５．３は、時分割多元接続（ＴＤＭＡ：Time Division Multiple Access ）の一形式を用いて帯域幅を共有する場合のかかる設定において、ＰＨＹレイヤ４１０およびＭＡＣレイヤ４２０の仕様を定めている。この規格を用いて、ＭＡＣレイヤ４２０は、フレームおよびスーパーフレームを規定し、これらを通じて、デバイス３１０、３２０による帯域幅の共有が、コーディネータ３１０および／または非コーディネータ・デバイス３２０によって管理される。この手法は、ＣＳＭＡ／ＣＡの実施形態にも同様に適用することができる。

スーパーフレーム
好適な実施形態では、所与のネットワーク３００において利用可能な帯域幅は、コーディネータ３１０によって、時間的に、一連の繰り返されるスーパーフレームに分割されている。これらのスーパーフレームは、種々のタスク間において利用可能な伝送時間がどのように分割されているのかを規定する。したがって、情報の個々のフレームは、スーパーフレームにおいて定められているタイミングに応じて、これらのスーパーフレーム内で転送される。

図４は、本発明の好適な実施形態によるスーパーフレームのブロック図である。図４に示すように、各スーパーフレーム４００は、ビーコン期間４１０、コンテンション・アクセス期間（ＣＡＰ：Contention Access Period）４２０、およびコンテンション・フリー期間（ＣＦＰ：Contention Free Period）４３０を含むことができる。

ビーコン期間４１０は、ネットワーク３００内にある非コーディネータ・デバイス３２０にコーディネータ３１０がビーコン・フレームを送出するために保存されている。かかるビーコン期間４１０は、スーパーフレーム４００内においてデバイス３１０、３２０の動作を編成するための情報を含む。各非コーディネータ・デバイス３２０は、ネットワーク３００に加入する前にどのようにしてビーコン４１０を認識するのかわかっており、既存のネットワーク３００を識別するため、およびネットワーク３００内において通信を調整するための双方にビーコン４１０を用いる。実際、ビーコンはプリアンブルを含むので、開示するプロセスは、ビーコン期間４１０およびフレーム・プリアンブルに適用可能である。

ＣＡＰ４２０は、ネットワーク全域にわたってコマンドまたは非同期データを送信するために用いられる。ＣＡＰ４２０は、多くの実施形態では除外してもよく、その場合システムはＣＦＰ４３０の間でのみコマンドを受け渡す。

ＣＦＰ４３０は、複数のタイム・スロット４４０を含む。これらのタイム・スロット４４０は、コーディネータ３１０によって単一の送信デバイス３１０、３２０および１つ以上の受信デバイス３１０、３２０に割り当てられ、これらの間で情報を伝送する。一般に、各タイム・スロット４４０は、特定の送信機−受信機対に割り当てられるが、場合によっては、単一の送信機が同時に多数の受信機に送信する場合もある。好適な実施形態では、これらのタイム・スロットは、コーディネータ３１０と非コーディネータ・デバイス３２０の１つとの間で管理情報を送信するために用いることができ、あるいはネットワーク３００内のデバイス３１０、３２０間において等時性非管理データを送信するために用いてもよい。

スーパーフレーム４００は、時間的に繰り返す固定時間構造である。スーパーフレーム４００の具体的な期間は、ビーコン４１０内に記載されている。実際、ビーコン４１０は、一般に、ビーコン４１０が繰り返される頻度に関する情報を含み、これは事実上スーパーフレーム４００の期間に対応する。また、ビーコン４１０は、各タイム・スロット４４０の送信機および受信機のアイデンティティ、コーディネータ３１０のアイデンティティのような、ネットワーク３００に関する情報も含んでいる。

ネットワーク３００のシステム・クロックは、ビーコン４１０の発生および受信を通じて同期していることが好ましい。各非コーディネータ・デバイス３２０は、有効なビーコン４１０の受信成功時に、同期時点を記憶し、次いでそれ自体のタイミングを調節するために、この同期時点を用いる。

図４には示さないが、ＣＦＰ４３０内のタイム・スロット４４０間には、ガード・タイムが間挿されていることが好ましい。ガード・タイムは、ＴＤＭＡシステムにおいて、クロック精度における不可避な誤差や空間位置に基づく伝搬時間の差のために２回の送信が時間的に重複するのを防止するために用いられる。

ＷＰＡＮでは、伝搬時間は、一般には、クロック精度と比較すると、重要ではない。したがって、必要なガード・タイムの量は、主に、クロック精度および直前の同期動作(event) からの期間に基づくことが好ましい。かかる同期動作が行われるのは、一般に、非コーディネータ・デバイス３２０がコーディネータ３１０からのビーコン・フレームを受信するのに成功したときである。簡略化のためには、スーパーフレーム全体で単一のガード・タイム値を用いてもよい。そのガード・タイムは、各ビーコン・フレームおよびタイム・スロットの終端に配置することが好ましい。

更に、好適な実施形態はスーパーフレーム構造において用いられるが、本発明は、スーパーフレーム外にフレームを送る実施形態にも等しく適用可能である。
フレーム
先に注記したように、信号はフレームの形式でデバイス間において送られる。図５は、本発明の好適な実施形態によるフレームのブロック図である。フレームは、それらのペイロードに応じて、管理フレーム、データ・フレーム、承認フレーム等とすることができる。

図５に示すように、フレームは、プリアンブル５１０、ヘッダ５２０、およびペイロード５３０を含む。各フレーム５００は、一連のウェーブレットで構成されていることが好ましく、フレーム５００内の情報は、コード・ワードと呼ばれる、ウェーブレットまたはウェーブレット群によって表される。好適な実施形態では、受信デバイス３１０、３２０は、バイフェーズ変調(bi-phase modulate) され、ウェーブレット即ちコード・ワードの一方の方位が「１」を表し、当該ウェーブレット即ちコード・ワードの逆の方位が「０」を示すことを意味する。

図示しないが、フレーム５００は、送信エラーをチェックするために、１つ以上のチェック・シーケンス（例えば、巡回冗長チェック（ＣＲＣ：Cyclic Redundancy Check ）を含む場合もある。例えば、フレーム５００は、ヘッダ５２０の終端にヘッダ・チェック・シーケンスを含み、ヘッダ５２０に関してＣＲＣを実行すること、および／またはペイロード５３０の終端にフレーム・チェック・シーケンスを含み、フレーム５００全体に対してＣＲＣを実行することができる。

プリアンブル５１０において、送信デバイスは、既知のビット・シーケンスを送り、一方受信デバイス３１０、３２０は、信号に適正にロックするために、この既知のシーケンスを受信する(listen for)。プリアンブル５１０内では実質的なデータは送られない。何故なら、受信デバイス３１０、３２０は、送信デバイスのタイミングと同期するそれ自体のタイミングをなおも得ようとしているからである。

好適な実施形態では、プリアンブルは、容易にそして反復可能に発生することができ、スペクトル・ライン(spectral line) を防止するためにランダムに見える疑似ノイズ（ＰＮ：Psuedo-Noise）シーケンスを備えている。好適な実施形態では、ＰＮシーケンスを発生するには、１７次多項式（例えば、１７次三項式：ｘ^１７＋ｘ^１２＋１）を用いる。これは、長さが１７で、ＸＯＲゲートに至る適切な箇所にタップを有するシフト・レジスタを用いて実施することができる。次いで、シフト・レジスタには、ＰＮシーケンスを生成するシフト・レジスタを開始するための既知のシード値を充填することができる。好適な実施形態では、開始シードは、１＿１１１１＿１１１１＿１１１１＿１１１１または０＿００００＿００００＿００００＿０１００とするとよく、即ち、適切なビット値を並列に配して、対応するシフト・レジスタに入力する。

ヘッダ５２０は、フレーム５００の目的する受信側に関する情報、およびその他の特定情報を含む。複数のフレームが断片的データを含む場合、ヘッダ５２０は、複数のフレームに含まれている断片を正しく再組立するために必要なあらゆる情報を含まなければならない。

ペイロード５３０は、フレーム５００によって送信される実質的な情報を含む。これは、フレームがデータ・フレームの場合にはデータとなることができ、承認フレームの場合には承認情報、管理フレームの場合には管理情報等となることができる。

好ましくは、プリアンブル５１０およびヘッダ５２０は固定サイズであり、一方ペイロード５３０はサイズが可変するとよい。つまり、所与のフレーム５００のサイズは、一般に、それが搬送するペイロード５３０のサイズに応じて可変である。

しかしながら、状況によっては、代替実施形態ではプリアンブルのサイズを可変とするとよい場合がある。例えば、好適な一実施形態では、あるタイム・スロットにおいて一方のデバイスから他方に送られる第２および後続のパケット（フレームとも呼ぶ）のために、高速同期プリアンブルを用いることができる。デバイスは、タイム・スロットに、パケット間の取得および同期情報を格納することができ、この格納した情報を用いて、取得／同期を高速化して達成し、プリアンブルを短縮することができる。別の好適な実施形態では、信号品質（例えば、ＳＮＲ）に応じて、異なるプリアンブルのサイズを用いることができる。ＳＮＲが良い場合、短いプリアンブルを用いることができ、ＳＮＲが悪い場合、長いプリアンブルを用いることができる。ＳＮＲの閾値を可変にするために、多数のレベルのプリアンブルを用いることもできる。

しかしながら、先に注記したように、受信デバイス３１０、３２０は、信号ロックの成功を達成した後に、どのくらいの時間がプリアンブル５１０に残っているかに関する何らかの情報を得ることが望ましい。これによって、受信デバイス３１０、３２０は、フレーム・ペイロードを受信する前に必要な受信機準備機能（例えば、ＤＦＥ訓練）を実行するために十分な時間があることを確認することが可能となる。この必要性に対処するために、プリアンブルを２つのプリアンブルに分割し、２つのプリアンブル間に、識別可能なマーカを設けることができる。

図６は、本発明の別の好適な実施形態によるフレームのブロック図である。先に注記したように、フレームは、そのペイロードに応じて、管理フレーム、データ・フレーム、承認フレーム等となることができる。

図６に示すように、フレーム６００は、第１プリアンブル６１０、第２プリアンブル６１５、ヘッダ５２０、ペイロード５３０、およびマーカ・シーケンス６４０を含む。各フレーム６００は、当該フレーム６００内にある情報のビットを表す一連のウェーブレットで構成されていることが好ましい。先に注記したように、ウェーブレットは、それら自体が情報のビットを表すことができ、あるいはこれらを共にグループ化して情報のビットを示すコード・ワードとすることもできる。図５のフレームと同様に、図６のフレーム６００は１つ以上のチェック・シーケンスを含むことができる。

第１プリアンブル６１０および第２プリアンブル６１５は、図５に開示した実施形態において開示したように、既知のビット・シーケンスを含むことが好ましい。第１プリアンブル６１０は、信号ロック動作（即ち、取得）が行える程度に大きくなければならず、平均的なロック動作（例えば、低信号品質等による）、または繰り返しロック動作（例えば、ロック位置を改善するために多数の取得フィンガを用いる）のいずれよりも長くなることを見込んで、十分に長くするとよい。

第２プリアンブルは、受信デバイス３１０、３２０が、ヘッダ５２０およびペイロード５３０を処理する前に必要な、あらゆる訓練または受信機準備動作を行える程度に長くなければならない。

好ましくは、第１および第２プリアンブル６１０および６１５の双方共、同一の方法で生成される。例えば、双方とも同一の多項式から生成される。これによって、受信機３１０、３２０における具体化が簡略化され、既知のシーケンスを２つではなく１つだけ認識すれば済むことになる。それにも拘わらず、訓練を一層効率的に行えるように、第２プリアンブル６１５は、既知のシーケンスであることが好ましい。例えば、訓練がＤＦＥ訓練である場合、かかるＤＦＥ訓練動作は既知のデータを必要とする。

代わりに、第２プリアンブル６１５を、訓練期間と呼ぶこともでき、第１プリアンブル６１０を単にプリアンブルと呼ぶこともできる。あるいは、第１プリアンブル６１０をプリアンブルの第１部分と呼ぶこともでき、第２プリアンブルをプリアンブルの第２部分と呼ぶこともできる。しかしながら、呼び方によらず、これらの動作は同一であることに変わりはない。

好適な実施形態では、第１プリアンブル６１０および第２プリアンブル６１５は、既知の１７次生成多項式を用いて生成さる。
ヘッダ５２０およびペイロード５３０は、図５のフレームにおけると同一に形成されていることが好ましい。

マーカ・シーケンス６４０は、第１プリアンブル６１０と第２プリアンブル６１５との間に配置されたビット・シーケンスであり、フレーム６００における既知の位置をマークするために用いられる。好ましくは、マーカ・シーケンス６４０は、プリアンブル６１０や６１５にも、ヘッダ５２０にも現れないビット・シーケンスである。また、マーカ・シーケンス６４０は、統計的にこれがペイロード５３０内に現れる可能性がないように選択されることが好ましいが、この要件は、受信デバイス３１０、３２０がヘッダ５２０またはペイロード５３０の間にマーカ・シーケンス６４０を検出しようとはしない実施形態ではいずれでも、除外することができる。マーカの長さは、種々取り得るが、２の因数であるマーカが好ましい。

即ち、マーカ・シーケンス６４０は、そのビット・シーケンスが、受信デバイス３１０、３２０がそれを検出しようとしている時間中には現れない（またはその可能性が高い）ように選択されなければならない。また、マーカ・シーケンス６４０は、そのビット・シーケンスが、受信デバイス３１０、３２０がそれを検出しようとしている時間中に存在すると誤って検出される可能性がないように選択されなければならない。これは、受信デバイス３１０、３２０が、いつマーカ・シーケンス６４０を検出したかに関して疑問が生じないようにするためである。しかしながら、一般には、マーカ・シーケンス６４０の代わりに、容易に検出できるが偽検出の虞れが多少あるような種類のマーカであっても、いずれでも用いることができる。

マーカ・シーケンス６４０は、第１プリアンブル６１０および第２プリアンブル６１５（例えば、前述のＰＮシーケンス）を構成するデータ・シーケンスとの相互相関が極めて低くなるように選択することが好ましい。これは、受信デバイス３１０、３２０によるマーカ・シーケンス６４０の正しい検出の確率が、第１プリアンブル６１０または第２プリアンブル６１５の間におけるマーカ・シーケンス６４０の誤った検出の確率よりも遥かに高くなるようにするためである。

好適な実施形態では、マーカ・シーケンス６４０は、プログラム可能な値であり、３２または６４ビットのいずれかとすることができる。しかしながら、代替実施形態では、必要な特性を得るのに適した長さであれば、他のいずれでも選択することができる。三項式ｘ^１７＋ｘ^１２＋１によってプリアンブルを生成する好適な実施形態では、マーカとして、例えば、３２ビット・マーカ０００１＿１１００＿００１１＿１０１１＿１００１＿０１０１＿１００１＿０１１０または１００１＿０１１０＿０１０１＿０１１０＿００１０＿００１１＿１１００＿０１１１を選択してもよいし、６４ビット・マーカ０ｘ６５ｆ８＿６ｂｃｄ＿４ａ９ｆ＿６５ｃ８を選択してもよい。しかしながら、代替実施形態では異なるマーカを用いることができる。

フレーム処理
図７は、着信フレームを含む信号のタイミング、および本発明の好適な実施形態にしたがって受信デバイス３１０、３２０が着信フレームに対して実行する動作を示す図である。受信デバイス３１０、３２０はその処理をフレーム６００内のいずれの箇所からでも始められるが、一例として、フレーム６００が到達した直後にその受信プロセスを開始するものとして示されている。

図７に示すように、送信機はワイヤレス信号内でフレーム６００を送る。フレームは、第１プリアンブル６１０、マーカ・シーケンス６４０、第２プリアンブル６１５、ヘッダ５２０、およびペイロード５３０を含む。フレーム６００を受信する際、受信機は、ＤＣバイアス・プロセス７５５、取得プロセス７６０、付加取得プロセス７６５、ＰＮロック・プロセス７７０、自動利得制御（ＡＧＣ）プロセス７７３、判断フィードバック等化（ＤＦＥ）訓練プロセス７７５、ヘッダ受信プロセス７８０、およびペイロード受信プロセス７９０を含む多数のプロセスを実行する。また、場合によっては、残りの部分７９５が存在し、その間に追加の処理を行うことができるし、または受信デバイス３１０、３２０を休止させてもよい。

ＤＣバイアス・プロセス７７５では、受信デバイス３１０、３２０は、Ａ／Ｄレベルを観測し、検出したバイアス・レベルについて判断を下し、信号バイアスを最少にするように、受信機チェーン内にあるディジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ：Digital Analog Converter）をプログラムする。実施形態によっては、ＤＣバイアス・プロセス７５５を除外してもよい場合もある。

取得プロセス７６０では、受信デバイス３１０、３２０は、最初に、フレームを含む着信信号を捕らえて、信号ロックを遂行しようとする。これを行うには、内部クロックの位相（および、場合によっては周波数）を、着信信号の位相（および、場合によっては周波数）と一致させようとする。好適な受信動作では、受信デバイス３１０、３２０は、第１プリアンブル６１０のある時点で信号ロックを達成する。

信号ロックが得られた後、受信デバイス３１０、３２０はマーカ・シーケンス６４０を捕獲し始めることが好ましい。
付加取得プロセス７６５では、受信デバイス３１０、３２０は、初期信号ロックの後にロック動作を行い続けて、現信号ロックを改良しようとすることもできる。例えば、受信デバイス３１０、３２０が多数の受信フィンガを有する場合、第１フィンガによって着信信号にロックし、ロックを得ることに成功することができても、引き続き１つ以上の他のフィンガによって、より良い信号ロックを見出そうとしてもよい。ネットワーク３００において用いられるワイヤレス信号のマルチパス性のために、同一の信号の位相がずれた多数のコピーが各受信デバイス３１０、３２０に到達することがある。これらの位相がずれたコピーのいくつかはロックのための十分な品質を有していても、その一部は他のものよりも品質が高い場合がある。多数のフィンガは他のマルチパス信号全てを探索し、より良い信号ロックを与えるものを見出すことができる。実施形態によっては、この付加取得プロセス７６５を省略することもできる。

好適な実施形態では、一旦受信デバイス３１０、３２０がマーカ・シーケンス６４０を検出した場合、取得プロセス（７６０または７６５）を全て終了し、ヘッダ５２０およびペイロード５３０を受信するために必要な追加プロセスを実行し始める。このように、マーカ・シーケンス６４０は、フレーム６００の残りに対する時間基準として作用する。即ち、これは、受信デバイス３１０、３２０に、ヘッダ５２０が到達する前に取得後動作を完了するための十分な時間を得るには、どの時点で取得後動作を開始しなければならないかを示す。図７に示すように、これらの取得後動作は、ＰＮロック・プロセス７７０、ＡＧＣプロセス７７３、およびＤＦＥ訓練プロセス７７５を含む。追加プロセスは、多数のフィンガからのデータ整合、およびＲＡＫＥ訓練を含むこともできる。

好ましくは、受信デバイス３１０、３２０は、マーカ・シーケンスの検出に成功した後には、それを検出しようとすることを停止し、新たなフレームを受信するまで再度開始しない。これは、ヘッダ５２０またはペイロード５３０内においてマーカ・シーケンス６４０を検出し、信号の処理を混乱させ得る可能性を回避するためである。

ＰＮロック・プロセス７７０では、受信デバイス３１０、３２０は、第２プリアンブル６１５において用いられている特定のＰＮシーケンスにロックする。受信デバイス３１０、３２０は取得プロセス７６０（そして可能性としては、追加取得プロセス７６５）において既に着信信号の位相にロックしているが、これはクロックの位相にロックしただけであり、第１プリアンブル６１０および第２プリアンブル６１５を構成するＰＮシーケンスの特定的な方位にロックした訳ではない。ＰＮロック・プロセス７７０では、受信デバイス３１０、３２０は、内部ＰＮ発生器が発生する内部ＰＮシーケンスを、第２プリアンブル６１５内にある受信ＰＮシーケンスと同期させる。この内部ＰＮシーケンスは、受信ＰＮシーケンスと同一である。何故なら、これは同様に（例えば、同じ多項式によって）生成されるからである。ＰＮシーケンスの内部生成コピーを有することによって、受信デバイス３１０、３２０はＤＦＥまたはＤＦＥにおけるその他の訓練、あるいは別の訓練プロセス７７５または７９５の実行を改良させることができる。何故なら、データ・パターンがわかっており、内部生成コピーが利用可能であるからである。

ＡＧＣプロセス７７３では、受信デバイス３１０、３２０は着信信号のＡ／Ｄ値を観察し、受信利得および／または信号振幅を調節し、後に続くデータ処理段階の有効性を最大限高めようとする。このプロセスは、アナログＡＣＧプロセスおよびディジタルＡＧＣプロセス（即ち、正規化）双方を含むことができる。実施形態によっては、ＡＧＣプロセス７７３を除外してもよい場合もある。

ＤＦＥ訓練プロセス７７５では、受信デバイス３１０、３２０は、ノイズおよびシンボル間干渉（ＩＳＩ：Inter-Symbol Interface）双方を有する着信データ・ストリームを観察し、それを、ＰＮロック・プロセス７７０が完了した後のノイズのないデータと比較する。次いで、着信データ・ストリームを、ノイズが無く、ＩＳＩもないデータであるように見せる１組のＤＦＥ係数を決定する。

ＰＮロック・プロセス７７０、ＡＧＣプロセス７７３、およびＤＦＥ訓練プロセス７７５は、図７では、一連に実行されるように示したが、これらは部分的にまたは全体的に並列に行うこともできる。しかし、ＰＮロック・プロセス７７０はＤＦＥ訓練プロセス７７５の前に実行されなければならない。例えば、好適な一実施形態では、ＰＮロック・プロセス７７０およびＡＧＣプロセス７７３は同時に実行される。

加えて、この時間中に実行される訓練プロセスは、多くすることも少なくすることもできる。訓練は、受信機の着信信号を処理する能力を高めることができるが、必須ではない。

ヘッダ受信プロセス７８０では、受信デバイス３１０、３２０はヘッダ５２０内にある情報を受信し、処理して、それに作用する。同様に、ペイロード受信プロセス７９０では、受信デバイス３１０、３２０は、ペイロード５３０内にある情報を受信し、処理して、それに作用する。

図７に示すように開示している実施形態では、フレーム６００は、１つ以上の変更点を有することができ、その間に、用いる送信データ・レートまたはコード・ワード集合を変更することができる。即ち、フレーム６００は、マーカ・シーケンス６４０の直後、第２プリアンブル６１５の直後、またはヘッダ５２０の直後に、そのデータ・レートまたはコード・ワード集合を変更することができる。実施形態によっては、データ・レートまたはコード・ワード集合を変更する命令をヘッダに含ませることもできる。しかしながら、代替実施形態では、フレーム６００における異なる点を、変更点として選択することができる。

これらの変更点においてフレーム６００のデータ・レートまたはコード・ワード集合を変更する場合、受信機は、しかるべき時点においてその受信プロセスを変更し、異なるデータ・レートまたはコード・ワード集合に対処する。変更点の配置、および異なるレートまたはコード・ワード集合は、ネットワーク３００全体に対して、特定のスーパーフレーム４００に対して、または特定のタイム・スロット４４０に対して予め設定することもできる。

代替実施形態では、ヘッダ５２０は、ヘッダ５２０の直後にデータ・レートまたはコード・ワード集合を変更すべきか否かを示すフラグを含むことができる。この場合、受信機は、ヘッダ５２０においてそうするように命令された場合にのみ、その受信プロセスを変更し異なるデータ・レートまたはコード・ワード集合に対処する。

データ・レートを変更することによって、システムは、受信デバイス３１０、３２０にある機能を低いデータ・レートで実行させ、他の機能を高いデータ・レートで実行させる。例えば、初期取得または訓練を低データ・レートで行えば、送信におけるエラー低減を図ることができる。しかし、次いで高いレートをその後の動作に用いれば、信号処理およびデータ転送を高速化することができる。実施形態によっては、第２データ・レートは、第１プリアンブル６１０においてサービス品質の制約のために用いることが現実的に可能なレートよりも高くすることもできる（即ち、訓練したＤＦＥまたはＲＡＫＥがないのに高速化すると、ビット・エラーが過度に多くなる）。しかし、一旦ＤＦＥを適正に訓練したなら、データ・レートを高めても、容認可能なビット・エラー数で用いることができる。

コード・ワード集合を変更することによって、システムは、受信デバイス３１０、３２０に、その第１プロセスに適したコード・ワード集合を用いて第１プロセスを実行させ、第２プロセスに適した第２コード・ワード集合を用いて第２プロセスを実行させる。例えば、送信デバイス３１０、３２０は取得に非常に適した第１コード・ワード集合を用いて、フレーム６００を開始することができる。次いで、変更点の１つにおいて、送信デバイス３１０、３２０は、データ受信に一層適した第２コード・ワード集合の使用に移行することができる。これらのコード・ワード集合におけるコード・ワードは、種々の実施形態において、同一サイズでも、異なるサイズでも可能である。

図８は、図３のネットワークに存在するデバイスの受信部のブロック図である。図８に示すように、各デバイス（即ち、各コーディネータ３１０または非コーディネータ・デバイス３２０）は、アンテナ８１０、フロント・エンド８２０、コード・プロセッサ８３０、疑似ノイズ（ＰＮ）ロック回路８４０、ディジタル・フィードバック等化（ＤＦＥ）回路８５０、取得検出器８６０、ロック検出器８７０、マーカ検出器８８０、およびコントローラ８９０を含む。

アンテナ８１０は、ＵＷＢ信号を受信するように構成された超広帯域（ＵＷＢ）アンテナであることが好ましい。これは、受信専用のアンテナでもよいし、デバイス３１０、３２０の送信部と共用してもよい。

フロント・エンド８２０は、着信信号に対する種々の信号処理動作を実行するために用いられる。これは、ＤＣバイアス・プロセス７５５およびＡＧＣプロセス７７３、ならびに信号混合一体化を含むことができる。

コード・プロセッサ８３０は、受信信号においてコード・ワードを検出するために用いられる内部コード・ワードを生成する際に用いられる。
ＰＮロック回路８４０は、第２プリアンブル６１５の間にＰＮロック・プロセス７７０を実行する。これを行う際に、内部ＰＮ生成器（好ましくは、ＰＮロック回路８４０内に内蔵されている）を第２プリアンブル６１５内にあるＰＮシーケンスと同期させる。

ＤＦＥ回路８５０は、着信信号に対してＤＦＥ動作を実行し、着信データ・ストリームからＩＳＩを除去する。ＤＦＥ回路８５０は、好ましくは、ＤＦＥ訓練プロセス７７５の間にＤＦＥ訓練を実行し、ヘッダ５２０およびペイロード５３３０に対してＤＦＥ機能を適正に実行するために必要なＤＦＥパラメータ（即ち、ＤＦＥ係数）を決定する。

取得検出器８６０は、着信信号を監視し、内部クロックを着信信号の位相と同期させるために必要な動作を決定する。取得検出器は、単一のロック・フィンガを有してもよく、あるいは多数のロック・フィンガを有してもよい。

ロック検出器８７０は、取得後の着信信号を監視し、データを受信するために十分なロック・ポイントが確実に残るようにする。ロック検出器が、ロックしたフィンガ上の信号が弱すぎると判断した場合、このフィンガはロックを解除し、取得プロセスをそのフィンガに対して継続する。

マーカ検出器８８０は、着信信号を監視して、マーカ・シーケンス６４０を受信する時点を判定する。好ましくは、マーカ検出器８８０が動作を開始するのは、取得検出器８６０が初期ロックを達成したことを示すときであり、マーカ・シーケンス６４０を検出したときに動作を停止する。

コントローラ８９０は、フロント・エンド８２０、コード・プロセッサ８３０、ＰＮロック回路８４０、ＤＦＥ回路８５０、取得検出器８６０、ロック検出器８７８７０、およびマーカ検出器８８０から制御信号を受け取り、制御信号をこれらに供給する。

図９は、本発明の好適な実施形態による、図８のマーカ検出器８８０のブロック図である。図９に示すように、マーカ検出器８８０は、シフト・レジスタ９１０、固定レジスタ９２０、および比較回路９３０を含む。

シフト・レジスタ９１０は、マーカ・シーケンス６４０の長さを有し、着信信号を１ビットずつ受け取る。固定レジスタ９２０もマーカ・シーケンス６４０の長さを有し、マーカ・シーケンス６４０のコピーを含む。好適な実施形態では、シフト・レジスタ９１０および固定レジスタ９２０の長さは、３２ビットまたは６４ビットである。これは、代替実施形態では異なってもよく、選択可能としてもよい。

比較回路９３０は、シフト・レジスタ９１０の内容を固定レジスタ９２０の内容と比較して、これら２つの間にどれくらいエラーがあるか判定を行う。エラーの数が設定基準を満たす場合、比較回路は検出信号をコントローラ８９０に供給し、マーカ・シーケンス６４０が検出されたことを示す。好適な一実施形態では、設定基準は、３２ビットのマーカ・シーケンス６４０が有するエラーは２つ以下、６４ビットのマーカ・シーケンス６４０が有するエラーは５つ以下である。しかしながら、これは代替実施形態では様々であってもよい。このため、好適な実施形態では、正確なエラーの数は、異なる精度要求を考慮して、プログラム可能とすることが好ましい。

図１０は、本発明の好適な実施形態による図８のデバイスのフレーム受信動作を示すフロー・チャートである。図１０に示すように、受信デバイス３１０、３２０は起動すると、着信信号に対してＤＣバイアス動作を実行する（ステップ１００５）。実施形態によっては、このステップを省略することができる。

ＤＣバイアス動作１００５の後、受信デバイス３１０、３２０は取得動作１０１０を実行する。この実施形態では、反復取得プロセスを実行し（図７における付加取得プロセス７６５に対応する）、取得ロックを連続的に改良する。

具体的には、一旦初期取得を達成したなら（１０１０）、受信デバイス３１０、３２０は、マーカ・シーケンス６４０が検出されているか否か判定を行う（ステップ１０１５）。マーカ・シーケンス６４０が検出されていない場合、受信デバイス３１０、３２０は取得プロセス（ステップ１０１０）に戻り、取得ロックを改良し続ける。代替実施形態の中には、受信デバイス３１０、３２０は、ロック後に単に待機していれば、マーカ・シーケンス６４０を検出することができる場合もある。この場合、即ち、ステップ１０１５において、マーカ・シーケンス６４０が検出されていないことが示された場合、検出ステップは繰り返しそれ自体に戻り、マーカ・シーケンス６４０を検出しようとし続ける。別の代替実施形態では、受信デバイス３１０、３２０は、マーカ・シーケンス６４０を検出しようとし続ける際に、繰り返し追跡状態に移行することができる。

一旦ステップ１０１５においてマーカ・シーケンス６４０を検出したなら、受信デバイス３１０、３２０は次にＰＮロック・プロセス（ステップ１０２０）、ＡＧＣプロセス（ステップ１０２５）、および信号訓練プロセス（ステップ１０３０）を実行する。好適な実施形態では、この信号訓練１０３０はＤＦＥ訓練である。これら種々の信号処理および監視ステップ（１０２０〜１０３０）は、様々な順序で実行することができ、直列または並列のいずれでも実行することができる。加えて、他の信号処理および監視ステップも同様に含ませることができる。

最後に、信号処理および監視ステップの全てを実行した後、受信デバイス３１０、３２０はフレーム・ヘッダ５２０を受信し（ステップ１０３５）、次いでフレーム・ペイロード５３０を受信する（ステップ１０４０）。

加えて、プロセスは、フレーム６００を受信するために、データ・レートまたはコード・ワード集合を切り換える機能を含んでもよい。これは、マーカ・シーケンス６４０を検出した後、即ち、フレーム６００におけるマーカ・シーケンス６４０の後（ステップ１０５０ａ）、全ての信号処理および監視動作が完了した後、即ち、フレーム６００における第２プリアンブル６１５の後（ステップ１０５０ｂ）、またはヘッダ５２０を受信した後（ステップ１０５０ｃ）に実行することができる。

開示した実施形態による本方法および装置では、受信デバイス３１０、３２０は、着信信号の取得を実行しつつ、受信デバイス３１０、３２０が、取得後に、フレーム６００内に含まれているデータの適正な受信に必要な訓練および信号処理ステップを実行する時間がある場合にのみ、いずれの受信フレーム６００でも確実に処理する。

図１０に示すように、ステップ１０１５においてマーカ・シーケンス６４０を受信するまで、受信デバイス３１０、３２０は繰り返し取得プロセスを改良し続ける。例えば、受信デバイス３１０、３２０が第２プリアンブル６１５の間に（即ち、ヘッダ５２０の前に訓練および信号処理に十分な時間がない場合）着信信号にロックした場合、マーカ・シーケンス６４０を検出せず（既に通過している）、フレーム６００の残り部分の間も取得を停止しない（即ち、そのプロトコルは、長さを問わずに、取得しようとし続けることを要求する）。

実施形態によっては、受信デバイス３１０、３２０は、設定時間期間が経過してもマーカ・シーケンス６４０を検出できなかったことをタイマが示した後に、着信信号の取得を停止することもできる。別の実施形態では、受信デバイス３１０、３２０は、全フレーム６００にわたって、更に次のフレーム６００に入っても、取得し続けることができ、その２番目のフレーム６００において、マーカ・シーケンス６４０を検出することになる。

次の処理に移行する前にマーカ・シーケンス６４０を検出するという要件のために、受信デバイス３１０、３２０はフレーム全体を失う虞れがある。しかし、受信デバイス３１０、３２０がフレーム６００の処理を行う準備ができる前に（例えば、ＤＦＥ訓練が終了する前に）フレーム６００の処理を開始することも防止している。これによって、フレームを処理する際におけるエラーの可能性が低下し、単にフレームを再送すれば済むことになる。しかしながら、好適な実施形態ではこれは容認可能である。何故なら、受信デバイス３１０、３２０がマーカ６４０を失う確率は、受信デバイス３１０、３２０が、適正な訓練をし損ねた後に、フレーム受信に成功できない確率よりは遥かに低いからである。

本開示は、本発明の真の、意図した、そして公正な範囲および主旨を限定するのではなく、本発明による種々の実施形態をいかに構成し使用するかを説明することを目的としている。前述の説明は、それで全てであることも、開示したそのままの形態に本発明を限定することも意図していない。前述の教示を参考にすれば、変更や変形が可能である。実施形態（複数の実施形態）は、本発明の原理およびその実際の用途の最良の例示を与えるため、そして当業者が、種々の実施形態において、個々の想定される使用に適した種々の変更を伴って、本発明を利用できるようにするために選択し、記載したのである。かかる変更および変形は全て、添付した特許請求の範囲によって決定され、本特許出願の係属中に補正される場合もある、本発明の範囲、および公正に、合法的に、そして衡平的に与えられる権利の広さにしたがって解釈した場合の、その全ての均等物に該当することとする。

７レイヤＯＳＩ規格の階層を示す図。ＩＥＥＥ８０２規格を示す図。本発明の好適な実施形態によるワイヤレス・ネットワークのブロック図。本発明の好適な実施形態によるスーパーフレームのブロック図。本発明の好適な実施形態によるフレームのブロック図。本発明の別の好適な実施形態によるフレームのブロック図。着信フレームを含む信号、および本発明の好適な実施形態にしたがって、受信デバイスが着信フレームに対して行う動作のタイミングを示す図。図３のネットワークに存在するデバイスのブロック図。本発明の好適な実施形態による図８のマーカ検出器のブロック図。本発明の好適な実施形態による図９のデバイスのフレーム受信動作を示すフロー・チャート。

Claims

超広帯域ネットワークにおいてデータ・フレームを受信する方法であって、
データ・フレームを含む超広帯域信号を受信すること、
前記データ・フレームにおける第１プリアンブルの間に取得動作を実行すること、
前記第１プリアンブルの後において、前記第１プリアンブルが終了したことを示すマーカを識別すること、
前記マーカを識別した後において、前記データ・フレームにおける第２プリアンブルの間に信号処理動作を実行すること、
信号訓練を実行した後において、前記データ・フレームにおけるヘッダを受信すること、
前記ヘッダを受信した後において、前記データ・フレームにおけるペイロードを受信すること、
を備える方法。
超広帯域ネットワークにおいてデータ・フレームを送信する方法であって、
第１疑似ランダム・シーケンスを備える第１プリアンブルを送信すること、
前記第１プリアンブルの後において、既知の複数のビットを備えるとともに、前記第１プリアンブルが終了したことを示すマーカを送信すること、
前記データ・フレームにおける第２プリアンブルであって、第２疑似ランダム・シーケンスを備える第２プリアンブルを、前記マーカの後において、送信すること、
前記第２プリアンブルの後において、ヘッダを送信すること、
前記ヘッダを受信した後において、ペイロードを送信すること、
を備える方法。
超広帯域ネットワークにおける受信機であって、
データ・フレームを含む超広帯域信号を受信するように構成されたコード・プロセッサと、
前記データ・フレームにおける第１プリアンブルの間に取得動作を実行するように構成された取得検出器と、
前記第１プリアンブルの後において、前記第１プリアンブルが終了したことを示すマーカを識別するように構成されたマーカ検出器と、
前記マーカを識別した後において、前記データ・フレームにおける第２プリアンブルの間に、受信機訓練動作を実行するように構成された判断フィードバック等化回路と、
を備える受信機。
請求項３に記載の超広帯域ネットワークにおける受信機において、前記マーカ検出器は、更に、
データ・ストリームを受信するための、長さがＮのシフト・レジスタと、
マーカ・ビット値を保持するための、長さがＮの静止レジスタと、
前記シフト・レジスタの内容を前記静止レジスタの内容と比較し、前記シフト・レジスタおよび前記静止レジスタにおける対応するエントリ間のビット・エラー数を判定する比較回路と、
を備えており、Ｎは１よりも大きい整数である、受信機。