JP2020517174A - テレグラム分割のための特定のホッピングパターン - Google Patents
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Abstract
Description
さらなる実施形態は、データ受信機に関し、特に、個別のホッピングパターンを使用して送信されたデータを受信するデータ受信機に関する。
さらなる実施形態は、特定のホッピングパターンを生成することに関する。
さらなる実施形態は、特定のホッピングパターンを使用してデータを送信および受信することに関する。
いくつかの実施形態は、テレグラム分割のための特定のホッピングパターンに関する。
いくつかの実施形態は、ホッピングパターンを生成するための最適化プロセスに関する。
データ送信アレイは、テレグラム分割方法を使用してデータを送信するように構成され、エネルギー供給ユニットによって提供される電気エネルギーの量に応じて、送信される部分パケットは、送信され、バッファリングされ、および追って送信されるかまたは破棄される。
データパケットを正常にデコードできるようにするには、送信に使用されるホッピングパターンが受信機で認識されている必要がある。
これを確実にするために、すべての参加者に知られているグローバルな時間と周波数のホッピングパターンがテレグラム分割ネットワークに定義されている。
2つのノードが短い時間ウィンドウ(例えば、サブデータパケットの期間)内に同じホッピングパターンで送信を開始すると、テレグラムのすべてのサブデータパケットが重複し、最悪の場合、互いにキャンセルされる。
この個別のホッピングパターンは、動作パラメータ(例えば、データ送信機の動作パラメータ、データ受信機の動作パラメータ、またはデータ送信機および/またはデータ受信機の通信システムの動作パラメータ)に依存する場合があるため、データ送信機とデータ受信機自体、またはデータ送信機および/またはデータ受信機の小さなグループによってのみ使用され、耐干渉性を大幅に向上させる可能性がある。
この場合、例えば、データ送信機は、水晶公差に応じて、使用される周波数チャネルの周波数サブチャネルの最大範囲を決定し、ホッピングパターンを計算するか、またはそのホッピングパターンを、使用される周波数チャネルの周波数サブチャネルの最大範囲内にあるようなホッピングパターンのセットから選択するように構成される。
この場合、データ送信機は、利用可能な送信エネルギーに応じてホッピングパターンをパンクチャリング(puncture)して個別のホッピングパターンを取得するように構成され得る。
周波数オフセットは、ランダムな周波数オフセットであってもよい。
さらに、データ送信機は、送信されるユーザデータまたはエラー保護データに応じて周波数オフセットを決定するように構成されてもよい。
さらに、データ送信機は、周波数オフセットを記述する情報を信号に提供するように構成されてもよい。
ここで、個別のホッピングパターンは、例えば、無線セルの基地局または中央制御ユニットによって、データ送信機に割り当てられてもよい。
例えば、データ送信機自体がセンサ(例えばGPS受信機)を使用して地理的位置を決定してもよい。
ここで、データ送信機は、各々の使用頻度に応じて、ホッピングパターンのセットから個別のホッピングパターンを選択するように構成されてもよい。
時間および/または周波数における複数のホップの分布は、動作パラメータに依存し得る。
したがって、データ受信機は、個別のホッピングパターンに従って時間および/または周波数で分散された送信データを受信するように構成されてもよい。
データ受信機は、個別のホッピングパターンに従って時間および/または周波数で分散されて送信されるサブデータパケットを受信し、データを取得するために同じものを再結合するように構成されてもよい。
例えば、第1のサブデータパケットは第1の送信時間(または第1の送信時間スロット)に送信され、第2のサブデータパケットは第2の送信時間(または第2の送信時間スロット)に送信され、第1の送信時間と第2の送信時間とは異なっていてもよい。
ここで、時間ホッピングパターンは、第1の送信時間および第2の送信時間を定義(または指定または指示)してもよい。
あるいは、時間ホッピングパターンは、第1の送信時間、または第1の送信時間と第2の送信時間との間の時間間隔を示してもよい。
時間ホッピングパターンは、第1の送信時間と第2の送信時間との間の時間間隔のみを示してもよいことは明らかである。
サブデータパケット間には、送信が行われない送信ポーズが存在してもよい。サブデータパケットも一時的に重複してもよい。
例えば、第1のサブデータパケットは第1の送信周波数で(または第1の周波数チャネルで)送信され、第2のサブデータパケットは第2の送信周波数で(または第2の周波数チャネルで)送信され、第1の送信周波数と第2の送信周波数とは異なってもよい。
周波数ホッピングパターンは、第1の送信周波数および第2の送信周波数を定義(または指定または指示)してもよい。
あるいは、周波数ホッピングパターンは、第1の送信周波数と、第1の送信周波数と第2の送信周波数との間の周波数間隔(送信周波数ホップ)を示してもよい。
周波数ホッピングパターンは、第1の送信周波数と第2の送信周波数との間の周波数間隔(送信周波数ホップ)のみを示してもよいことは明らかである。
ここで、データ送信機は、第1の個別のホッピングパターンを使用して固定長のデータを送信し、第2の個別のホッピングパターンを使用して可変長のデータを送信するように構成されてもよい。
この方法は、信号を送信するステップを含み、信号は個別のホッピングパターンを含み、個別のホッピングパターンは送信機側の動作パラメータに依存する。
この方法は、信号を受信するステップを含み、信号は個別のホッピングパターンを含み、個別のホッピングパターンは送信機側の動作パラメータに依存する。
この方法は、ホッピングパターンの複数のホップのうちのホップのサブセットを選択するステップを含み、ホップのサブセットは、ランダムにまたは動作パラメータに応じて複数のホップから選択される。
さらに、この方法は、ホッピングパターンの選択されたホップでデータを送信するステップを含む。
この方法は、データを受信するステップを含み、データは、ホッピングパターンの複数のホップのうちの選択されたホップでのみ送信され、ホップは、ランダムにまたは動作パラメータに応じて選択される。
この方法は、複数のホッピングパターンをランダムに生成するステップを含み、ホッピングパターンは、周波数と時間とに分布する少なくとも2つのホップを含む。
この方法は、複数のホッピングパターンから、指定された自己相関特性を有するホッピングパターンを得るために、その自己相関関数が指定された自己相関特性を含むホッピングパターンを選択するステップをさらに含む。
この方法は、複数のさらなるホッピングパターンから、指定された自己相関特性を有するさらなるホッピングパターンを得るために、その自己相関関数が指定された自己相関特性を含むさらなるホッピングパターンを選択するステップをさらに含んでもよい。
ここで、複数のさらなるホッピングパターンは、各々のさらなるホッピングパターンのホップが指定されたさらなる周波数帯域内にあり、指定された周波数帯域と指定されたさらなる周波数帯域とが少なくとも部分的に重複するように生成されてもよい。
例えば、振幅閾値は、ホッピングパターンが細分化される複数のクラスタにおけるクラスタのホップ数に等しくてもよい。
例えば、クラスタは、互いに同じ時間間隔および/または周波数間隔を含む多数のホップであってもよい。
ここで、少なくとも2つのホッピングパターン(または指定された数のホッピングパターン)が指定された自己相関特性を満たすように、閾値が選択されてもよい。
この方法は、複数のホッピングパターンを各々2次元の時間および周波数占有行列にマッピングし、随意により、2次元の計算で隣接する周波数位置の可能性のある影響(隣接チャネル干渉)を考慮するステップをさらに含む自己相関関数(2D−ACF)が適用される。
さらに、この方法は、(例えば、かなり大きい)複数のホッピングパターンから、2D自己相関関数が指定された自己相関特性を含む(例えば、有限だがより大きい)数のホッピングパターンを選択するステップを含み、指定された自己相関特性を有するホッピングパターンを取得し、2D−ACFのすべての振幅値が、例えばベクトルの昇順で並べ替えられて保存され、続いて最大振幅値にわたって小計が形成され、閾値と比較され、より小さい場合はそれに応じて選択される。
実施形態では、ACF/CCFが可能な限り小さい最大値を含むが、いくつかの小さな値(より良いぼかし)を含むホッピングパターンのみが選択されるべきである。
したがって、ソートが実行され、最大のものが取得される。
ホッピングパターンの数は可変であってもよい。
したがって、多くの優れたCCF値に加えて、あまり優れていないCCF値も含まれる場合がある。
16個のホッピングパターンでは、64個すべてのCCFが同等に優れているわけではない。
例えば、ホッピングパターンは、第1の時間ホッピングパターンと第1の周波数ホッピングパターンとの組み合わせであってもよい。
ホッピングパターンは、第2の時間ホッピングパターンと第2の周波数ホッピングパターンなどの組み合わせであってもよいことは明らかである。
例えば、ホッピングパターンは、第1の時間ホッピングパターンと第1の周波数ホッピングパターンとの組み合わせであってもよい。
ホッピングパターンは、第2の時間ホッピングパターンと第2の周波数ホッピングパターンなどの組み合わせであってもよいことは明らかである。
例えば、ホッピングパターンは、第1の時間ホッピングパターンと第1の周波数ホッピングパターンとの組み合わせであってもよい。
ホッピングパターンは、第2の時間ホッピングパターンと第2の周波数ホッピングパターンなどの組み合わせであってもよいことは明らかである。
例えば、ホッピングパターンは、第1の時間ホッピングパターンと第1の周波数ホッピングパターンとの組み合わせであってもよい。
ホッピングパターンは、第2の時間ホッピングパターンと第2の周波数ホッピングパターンなどの組み合わせであってもよいことは明らかである。
図1は、本発明の実施形態によるデータ送信機100およびデータ受信機110を有するシステムの概略ブロック回路図を示す。
この個別のホッピングパターンは、動作パラメータ(例えば、データ送信機100、データ受信機110、または通信システムの動作パラメータ)に依存するため、データ送信機100およびデータ受信機110自体によって、またはデータ送信機および/またはデータ受信機の小さなグループによってのみ使用され、耐干渉性を大幅に高める可能性がある。
さらに、データ送信機100および/またはデータ受信機110は、個別のホッピングパターン140を取得するために、動作パラメータに応じてホッピングパターンのセット(組)からホッピングパターンを選択(または選定)するように構成してもよい。
時間および/または周波数における複数のホップ142の分布は、動作パラメータに依存し得る。
したがって、データ受信機110は、個別のホッピングパターン140に従って時間および/または周波数で分散されたデータ120を受信するように構成されてもよい。
送信ユニット102は、データ送信機100のアンテナ104に接続されてもよい。データ送信機100は、データを受信するように構成された受信ユニット(または受信モジュール、または受信機)106をさらに備えることができる。
受信ユニット106は、アンテナ104またはデータ送信機100のさらなる(別個の)アンテナに接続されてもよい。
データ送信機100はまた、組み合わされた送信/受信ユニット(トランシーバ)を備えてもよい。
受信ユニット116は、データ受信機110のアンテナ114に接続されてもよい。
さらに、データ受信機110は、データを送信するように構成された送信ユニット(または送信モジュールまたは送信機)112を備えてもよい。
送信ユニット112は、アンテナ114またはデータ受信機110のさらなる(別個の)アンテナに接続され得る。
データ受信機110はまた、組み合わされた送信/受信ユニット(トランシーバ)を備えてもよい。
典型的には、通信システムは、少なくとも1つのデータ受信機110(基地局)と多数のデータ送信機(加熱計などのセンサノード)を含む。
データ送信機100が基地局であり、データ受信機110がセンサノードであることも可能であることは明らかである。
さらに、データ送信機100とデータ受信機110の両方がセンサノードであってもよい。
加えて、データ送信機100とデータ受信機110の両方が基地局であってもよい。
ここで、テレグラムまたはデータパケット120は、複数のサブデータパケット(または部分データパケットまたは部分パケット)142に分割され、サブデータパケット142は、データ送信機100からデータ受信機110に送信される個別のホッピングパターン140に従って時間および/または周波数で分配され、データ受信機110は、データパケット120を取得するためにサブデータパケットを再結合(または結合)する。
ここで、各々のサブデータパケット142は、データパケット120の一部のみを含む。
さらに、データパケット120は、データパケット120のエラーのない復号にすべてのサブデータパケット142が必要とされるのではなく、サブデータパケット142の一部のみが必要とされるようにチャネル符号化され得る。
例えば、第1のサブデータパケットは第1の送信時間(または第1の送信時間スロット)に送信され、第2のサブデータパケットは第2の送信時間(または第2の送信時間スロット)に送信され、第1の送信時間と第2の送信時間とは異なっていてもよい。
ここで、時間ホッピングパターンは、第1の送信時間および第2の送信時間を定義(または指定または指示)してもよい。
あるいは、時間ホッピングパターンは、第1の送信時間、または第1の送信時間と第2の送信時間との間の時間間隔を示してもよい。
時間ホッピングパターンは、第1の送信時間と第2の送信時間との間の時間間隔のみを示してもよいことは明らかである。
サブデータパケット間には、送信が行われない送信ポーズが存在してもよい。サブデータパケットも一時的に重複してもよい。
例えば、第1のサブデータパケットは第1の送信周波数で(または第1の周波数チャネルで)送信され、第2のサブデータパケットは第2の送信周波数で(または第2の周波数チャネルで)送信され、第1の送信周波数と第2の送信周波数とは異なってもよい。
周波数ホッピングパターンは、第1の送信周波数および第2の送信周波数を定義(または指定または指示)してもよい。
あるいは、周波数ホッピングパターンは、第1の送信周波数と、第1の送信周波数と第2の送信周波数との間の周波数間隔(送信周波数ホップ)を示してもよい。
周波数ホッピングパターンは、第1の送信周波数と第2の送信周波数との間の周波数間隔(送信周波数ホップ)のみを示してもよいことは明らかである。
時間および周波数における複数のサブデータパケットの分配は、時間/周波数ホッピングパターンに従って実行され得る。
時間/周波数ホッピングパターンは、時間ホッピングパターンと周波数ホッピングパターンとの組み合わせ、すなわち、サブデータパケットが送信される送信時間または送信時間間隔のシーケンスであり、送信周波数(または送信周波数ホップ)は送信時間(または送信時間間隔)に割り当てられる。
前述のように、実施形態では、固定のホッピングパターンの代わりに、個別のホッピングパターン140をデータ送信機100とデータ受信機110との間の送信に使用することができる。
2つのノードが短い時間枠内で同じホッピングパターンで送信を開始すると、テレグラムのすべてのサブパケットが重複し、最悪の場合、互いにキャンセルされる。
実施形態において、個別のホッピングパターンは、データ送信機100の(割り当てられた)動作パラメータに依存し得、データ送信機100の(割り当てられた)動作パラメータは無線セルであり得る。
無線セルの送信が従来の多重化方法(周波数多重化など)および対応するネットワーク計画によって分離されていない場合、セルの通信はすべての重複または隣接する無線セルの通信にも干渉する。
この問題は、すべての参加者(データ送信機など)が中央ノード(データ受信機など)との通信にグローバルな時間/周波数ホッピングパターンを使用するため、テレグラム分割ベースのネットワークでも発生する。
繰り返すが、これは以前に保存されたセットによって、または位置からの計算によって行われ得る。
ホッピングパターンセットの選択は、外部システムの無線信号など、他の外部の影響によって決定される場合もある。位置は、基地局によって通知されてもよい。
実施形態では、個別のホッピングパターン140は、ホッピングパターンのセットから選択されてもよく、定義された使用頻度(=動作パラメータ)がホッピングパターンのセットの各ホッピングパターンに割り当てられてもよい。
これは、ホッピングパターンの使用が均一に実行されるのではなく、選択的に不均一に実行されることを意味する。
ただし、容量制限を超えると、すべてのホッピングパターンでパケット損失の確率が等しく悪くなり、パケットを送信できなくなるという事実が生じる。
実施形態では、さまざまな使用頻度を採用することができる。これにより、正常なネットワークの劣化が軽減されるか、回避されることさえある。
これにより、頻繁に使用されるホッピングパターンのネットワーク容量がより速く到達するという事実になる。したがって、残りのホッピングパターンの使用頻度を低く選択すると、完全に重複する確率が低下するため、使用頻度の低いホッピングパターンでメッセージを正常に送信できる確率が高くなる。
各セットには、M1 75%とM2 25%の相対的な使用頻度が割り当てられている。
これは、ホッピングパターンM1がM2の3倍の頻度で送信に使用されることを意味する。
したがって、ホッピングパターンM1を使用した転送が、ホッピングパターンM1を使用した別のノードの同時送信によって妨害される確率は、ネットワークで使用される頻度が低いため、ホッピングパターンM2を使用した送信の3倍になる。
実施形態では、個別のホッピングパターンは、(割り当てられた)動作パラメータに応じてホッピングパターンのセットから選択されてもよく、(割り当てられた)動作パラメータが適用される。
したがって、ホッピングパターンは、アプリケーションに応じて選択できる。
一部のホッピングパターンは、特定のメッセージタイプ(アラームなど)にのみ使用できる。
これにより、特定のサービスにQoSを実装したり、特定のネットワークプロバイダのグローバルホッピングパターンの独自拡張を許可したりできる。
ただし、メッセージに応じて、送信が他よりも高いまたは低い優先度を受信することが望まれる場合がある。例えば、火災警報や事故を示す自動車のメッセージは、他よりも優先度が高くなる。
実施形態において、個別のホッピングパターンは、データ送信機100の(固有の)動作パラメータに依存する場合があり、データ送信機100の(固有の)動作パラメータは、水晶公差であり得る。
無線伝送システムは、規制および実装の観点から、事前定義された周波数チャネルにバインド(結合)されている。
使用される水晶公差により、メッセージが実際に発信される頻度を正確に決定することはできない。
このため、ガードバンドが定義される。ただし、エミッション(emission)は特に実行されないが、許容範囲でも使用される。
ここで、縦軸は周波数を表し、横軸は時間を表す。
実際の送信は、周波数A±許容範囲(青色領域)156の範囲の周波数で行われる。
これは、100%の精度での判定が不可能だからである。
このオフセットで指定された帯域内にとどまるためには、送信用ではないが、帯域エッジ152が大きな許容差で超えられないように十分な大きさの特定のマージン158を定義する必要がある。
許容範囲が大きい場合、許容範囲を広げる必要がある。そのため、帯域エッジ内で送信を継続するには、ホッピングパターンを狭くする必要がある。これは再び図4に示されている。
言い換えれば、図4は、異なる許容範囲に起因する広いホッピングパターンと狭いホッピングパターンの比較を示している。ここで、縦軸は周波数を表し、横軸は時間を表す。
言い換えると、図5は、許容値が低いノードの場合の狭いホッピングパターンを示している。ここで、縦軸は周波数を表し、横軸は時間を表す。
さらに、安価なデータ送信機(ノードなど)を同じネットワークで運用することもできる。
実施形態において、個別のホッピングパターン140は、データ送信機100の(固有の)動作パラメータに依存し得、(固有の)動作パラメータは、データ送信機100の水晶公差であり得、データ送信機100は、水晶公差に応じて、使用される周波数チャネルの周波数サブチャネルの最大範囲を決定し、個別のホッピングパターン140を計算するか、使用される周波数チャネル(または周波数帯域)の周波数サブチャネルの最大範囲内にあるようにホッピングパターンのセットから選択するように構成され得る。
許容値に応じて、許容値の高いデータ送信機(ノードなど)は、水晶公差のために、伝送がチャネル内で発生することを保証できないエッジサブチャネルでサブデータパケット142を送信すべきでない。
さらに、データ受信機110は、例えば、元のホッピングパターンの歪んだバージョンに対応するさらなる受信ホッピングパターンの定義を通じて、周波数公差によって引き伸ばされまたは圧縮されたホッピングパターンを受信し続けるように構成され得る。
実施形態において、個別のホッピングパターンは、データ送信機100の(固有の)動作パラメータに依存する場合があり、データ送信機100の(固有の)動作パラメータは、利用可能な送信エネルギー、またはデータ送信機100のエネルギー供給ユニット(例えば、ボタンセルまたはエネルギー収穫要素)によって提供されるエネルギー量であり得る。
この場合、データ送信機100(例えば、ノード)は、再生に必要な最小の一時停止を維持できるようにするために、時間/周波数ホッピングパターンを「パンクチャリング」することができる。
ここで、省略されたサブデータパケット142の数は、データの復号可能性が維持されるように、使用されるエラー保護のレートに従って選択されることに留意されたい。
実施形態では、個別のホッピングパターン140は、データ送信機100の(固有の)動作パラメータに依存する場合があり、(固有の)動作パラメータは、個別のホッピングパターン140を取得するためにデータ送信機がホッピングパターンに適用する周波数オフセットであり得る。周波数オフセットは、ランダムな周波数オフセットであってもよい。
ホッピングパターン140が周波数全体でランダムにシフトされる場合、これは回避され得る。ランダム周波数オフセットの制限は、以前は狭いホッピングパターンで使用されていなかった領域も使用されるように選択できる。
これにより、データ受信機は、許容誤差に起因する周波数オフセットの判定を継続できる。情報がなければ、データ受信機はどの公称周波数でデータ送信機100が送信を実行したかを公差なしに知ることができないため、これは不可能かもしれない。
実施形態では、送信された部分パケットの数が、ホッピングパターンで定義された送信の数を下回るように、ホッピングパターンも選択され得る。
これは、すべてのサブデータパケットがまだ送信されているため、送信中に送信確率に悪影響を与えることなく、ホップをランダムに省略できることを意味する。これにより、ランダムな省略により完全な重複の確率が低下するため、ネットワークの容量を増やすことができる。
実施形態では、さらなる(または第2の)個別のホッピングパターンをデータ送信機100とデータ受信機110との間の送信に使用することができ、さらなる(または第2の)個別のホッピングパターンは(第1の)個別のホッピングパターン140または動作パラメータに依存する。
さらなる(または第2の)個別のホッピングパターンは、引き続いて拡張ホッピングパターンと呼ばれ、一方(第1の)個別のホッピングパターン140はコアホッピングパターンと呼ばれる。この場合、コアホッピングパターンは、上述の個別のホッピングパターン140に対応してもよい。
実施形態では、拡張ホッピングシーケンスがコアホッピングシーケンスも有する周波数サブチャネルのみを含むように、拡張ホッピングシーケンスは、コアホッピングシーケンスに応じてホッピングパターンのセットから計算、適合、または選択されてもよい。この場合、拡張ホッピングシーケンスの周波数サブチャネルは、コアホッピングシーケンスよりも少ない場合がある。
次の表に基づいて例示的に示すように、欠落しているサブチャネルも省略される。
コアホッピングシーケンス140を通じて、乱数および乱数の生成方法がデータ受信機110に知られている可能性がある。
実施形態では、拡張ホッピングシーケンスは、コアホッピングシーケンスが含まない周波数サブチャネルも含むように、コアホッピングシーケンスに応じてホッピングパターンのセットから計算、適合、または選択されてもよい。
コアホッピングシーケンスにより、乱数と乱数の生成方法がデータ受信者に知られる場合がある。
図6は、一実施形態による信号を送信する方法160のフロー図を示す。
方法160は、信号を送信するステップ162を含み、信号は個別のホッピングパターンを含み、個別のホッピングパターンは送信機側の動作パラメータに依存する。
方法170は、信号を受信するステップを含み、信号は個別のホッピングパターンを含み、個別のホッピングパターンは送信機側の動作パラメータに依存する。
方法180は、ホッピングパターンの複数のホップのうちのホップのサブセットを選択するステップ182を含み、ホップのサブセットは、ランダムにまたは動作パラメータに応じて、複数のホップから選択される。
さらに、方法180は、ホッピングパターンの選択されたホップでデータを送信するステップ184を含む。
方法190は、データを受信するステップ192を含み、データは、ホッピングパターンの複数のホップのうちの選択されたホップでのみ送信され、ホップは、ランダムにまたは動作パラメータに応じて選択される。
以下では、ホッピングパターンを生成する方法の実施形態をより詳細に説明する。
方法200は、複数のホッピングパターンをランダムに生成するステップ202を含み、ホッピングパターンは、周波数および時間で分布する少なくとも2つのホップを含む。
方法200は、複数のホッピングパターンから、指定された自己相関特性を有するホッピングパターンを得るために、その自己相関関数が指定された自己相関特性を含むホッピングパターンを選択するステップ204をさらに含む。
例えば、振幅閾値は、ホッピングパターンが細分化される複数のクラスタにおけるクラスタのホップ数に等しくてもよい。例えば、クラスタは、互いに同じ時間間隔および/または周波数間隔を含むいくつかのホップであり得る。
ここで、少なくとも2つのホッピングパターン(または指定された数のホッピングパターン)が指定された自己相関特性を満たすように、閾値が選択されてもよい。
さらに、方法200は、指定された自己相関特性および指定された相互相関特性を有するホッピングパターンを得るために、指定された自己相関特性を有するホッピングパターンから、その相互相関関数が指定された相互相関特性を含むホッピングパターンを選択するステップ208を含み得る。
例えば、図10に示される方法で生成されたホッピングパターンは、いわゆる「テレグラム・スプリッティング・マルチ・アクセス(TSMA)」方法を使用して、多くのセンサノードから基地局への一方向または双方向のデータ送信のためのシステムで使用され得る。
ここで、バースト142は、実数および擬似ランダム原理に従って、時間にわたって利用可能な周波数にわたって分散されてもよい。
特に、さまざまなユーザ信号バーストを時間領域と周波数領域にわたって可能な限り均一に分散することにより、独自のセンサノードでの干渉に対する堅牢性が実現される。
(1)周波数に対する水晶基準発振器の避けられない許容偏差、
(2)ランダム非同期チャネルアクセスによる時間領域の任意の粒度の結果、
(3)異なるホッピングパターンに対する異なるセンサノードの異なるバースト配置、
などのさまざまな手段によって実現できる。
バースト142の持続時間Tburstは変化する可能性があるが、以下では一般的な有効性の制限なしに一定であると仮定される一方で、2つの隣接するバースト中心(この2つのバーストはインデックスnおよびn+1を持つ)の距離を各々が指定する時間間隔tn、(n+1)は、n ∈ {1、2、…、N}に対して指定可能な範囲TA_min≦tn、(n+1)≦TA_max内にあるランダムな量である。
Nは、フレーム120内のバースト142の数である。
送信に使用される周波数については、指定可能な周波数チャネルグリッド内にある個別の周波数チャネルの形で存在すると想定される。
2つのバースト142間の周波数分離fn、(n+1)は、TSMAキャリア距離BCの倍数である。
この点で、N個のバースト142が必要とする以上のまたは正確に同じ数の周波数チャネルがあり、したがって、N個のバースト142の各々は、フレーム120内の異なる周波数チャネルに位置する。
このホッピングパターンが受信機に知られている場合、それは、いくつかまたはすべてのバースト142に位置するパイロットシーケンスに基づいて同じものに関して同期し、その後受信データを復号することができる。
(1)発振器の公称周波数からの周波数偏差が考慮される場合がある。
システムパラメータとハードウェア要件に応じて、周波数偏差はキャリア距離の倍数になる場合がある。
この周波数オフセットは正と負の両方の値を持つ可能性があるため、使用が考慮される周波数範囲の両端に、バーストのないS周波数チャネルのガードストリップ156(図12参照)を適宜提供することができる。
この点で、ホッピングパターンの個々のバーストの自由度は(L−2・S)周波数に減少する。ここで、N≦(L−2・S)は依然として適用される。
(2)一時的な非同期送信のため、受信機110は、送信機100がいつ送信するかを知らず、受信機もどの送信機が送信するかを知らない。
この点で、信号の検出は、パターン配置、すなわち、時間範囲Tframe内および(L−2・S)周波数にわたるN個のバースト142のグループ化は、完全にランダムである。
これに関して、例えば、相対的なC個の後続バースト142、例えば、同一であり、それらの時間および周波数間隔に関しては、いわゆるクラスタ148に結合されてもよい。
したがって、ホッピングパターン140は、各々C個のバースト142を有するN/Cクラスタ148からなる。
Cは、Nの整数除算器であるように有利に選択され得る。
が適用される。詳細については、図12に示すように説明する。
ただし、内部構造が完全に同一であるN/Cクラスタ148で構成されるホッピングパターンの構築には、それらの相関特性(2D自己相関関数で各々N/Cの振幅を持つ強く顕著な側最大値の発生)に関していくつかの欠点があることはすでに述べた通りである。
N/Cクラスタ内のすべての第1のバースト142は、周波数オフセット方式(および場合によっては時間オフセット方式)で同一の繰り返しパターンを含む。したがって、N/Cバースト142が互いに干渉することが起こる。
ただし、この欠点は、結果として受信機で達成される可能性のある単純化を考慮すると受け入れられる場合がある。
C=1のクラスタサイズ(したがってクラスタがまったくない)は、相関特性に関して常に最も有利である。
(3)テレグラム分割により、バースト142の持続時間Tburstは、フレーム120全体の送信時間と比較して比較的短い。
第1のバースト142の送信後、特定の最小時間TA_minが経過することが許される場合、これは、バッテリー駆動センサノードの電流消費に関して特定の利点を有し得る(比較的エネルギー集約的な送信処理後のバッテリーの再生時間)。
この最小距離TA_minも、設計ガイドラインとしてクラスタ内で遵守する必要がある。
この場合、縦軸は周波数チャネルの周波数を表し、横軸は時間を表す。
言い換えれば、図12は、クラスタ配置および周波数占有状態を有するTSMAホッピングパターン142の構造を示す。
発振器の公称周波数からの周波数偏差により、S=4の周波数帯域は各々バースト占有のためにブロックされ、24のバーストまたは8つのクラスタに36の周波数帯域が残る。
8つのクラスタの3つのバーストは各々同じ周波数間隔を持っているため、少なくとも8つの追加の周波数帯域が予約され、3つのバーストの基本割り当てに最大28の周波数帯域が残される。
例えば、3つの異なる周波数帯域での相対的な割り当てを実行できる。
例えば、ベース割り当て(1,28,14)または(1,24,12)の場合のように、隣接するバーストで可能な最大の周波数スイングは、後の最適化に関して有利であることがわかる。
互いに関する個々のクラスタの割り当ては、ランダムに行うこともできる。
例えば、番号{1,2,3,4,5,6,7,8}の順序は互いに任意に並べ替えることができ(Matlabコマンド:randperm(8))、これら8つの異なる値を8つのクラスタのバーストの周波数割り当てを取得するための基本割り当てに各々に追加できる。
ここでは、クラスタの3つのバースト間の2つの時間間隔と、8つのクラスタ間の7つの時間間隔を決定する必要がある。
特定の最小時間TA_minを下回ることはできない。上限時間TA_maxは、フレーム期間Tframeの指定から生じる。
時間間隔の決定は、サイコロを投げることによって実行することもできる(Matlabコマンド:ΔT=TA_min+(TA_max−TA_min)・rand(7,1))。
非同期送信および個々のセンサノード100の異なる周波数の逸脱により、バースト142は、時間および利用可能な周波数スペクトルにわたって塗りつぶされる。
すべてのセンサノード100が同じホッピングパターンを持ち、参加者の数が増えると、異なる参加者のバーストがますます頻繁に重なり合うため、相互に干渉する。
フレーム120内のより多くのバースト142が他の参加者のバーストによって妨害されるほど、受信機側のエラー訂正が失敗し、送信エラーが発生する可能性が高くなる。
これは、すべての無線参加者が同じホッピングパターンのセットを使用するという仮定の下で行われる。
ホッピングパターンでの無線周波数の配置に関して、離散的な無線チャネルを導入することにより、有限の(通常は非常に多いが)数の順列のみが可能であるが、バースト142の時間的配置は、非常に多数の順列の可能性、つまり連続時間軸によるホッピングパターンをまねく。
したがって、可能なすべてのホッピングパターンにわたる「完全な検索」はほとんど不可能である。
したがって、本発明の基礎となる方法は、適切な設計基準を使用して、予想される最小エラー率に関して最良の特性を持つセットを、非常に多数の(擬似)ランダムに生成されたホッピングパターンから選択するモンテカルロアプローチに基づいている。
このセットのホッピングパターンの数は、Pselectionになる。
実施形態において、ホッピングパターンの2次元(2D)自己相関および/または相互相関は、設計基準とみなされ得る。
バーストが行列Xの各々の位置x(l、m)にある場合、エントリはXのこの位置にx(l、m)=1で配置する。
それ以外の場合はx(l、m)=0である。
占有範囲外のXのインデックス付き要素もゼロである。
参加者ごとの発振器周波数誤差は、定義によりS周波数チャネルの最大偏差に達する可能性があるため、ACFの周波数インデックスfは−2Sから+2Sに拡大する。
一方、時間インデックスtは−TframeからTframeまでTframe/TAのステップで実行される。
したがって、Θx、xのダイACF寸法は(4S+1)×(2M+1)である。
これは、受信機110の受信フィルタが、隣接チャネル干渉に関して特定の選択性を持たない場合に重要である。
このために、対応する情報を行列Xに挿入する行列ベクトルmMet={コチャネル、第1の隣接チャネル、第2の隣接チャネル、…}を導入できる。
例えば、mMet={1、0.5、0.1}の行列が指定されている場合、Xには、バーストの存在が想定されるポイントx(l、m)に1があり、隣接周波数x(l−1、m)およびx(l+1、m)の2つの位置に0.5があると仮定される。
したがって、さらに外側では、x(l−2、m)およびx(l+2、m)で、第2の隣接チャネルの値は0.1である。
このインデックスは、バーストがXにあるすべての位置で実行できる。
図13aでは、t=f=0での避けられない主最大値に加えて(この場合、シフトされていないシーケンスはそれ自体と最も類似しているため、2D−ACFは両方の次元(時間と周波数)でシフトされていないシーケンスの最高値を持つN個のバースト衝突)と、クラスタ形成に起因するN/Cの振幅を持つ2つまたは4つの可能な最大側、しきい値Ntreshold以下の値のみがある。
このしきい値が低いほど、フレーム内で乱れているバーストが少なくなるが、送信エラーの可能性は低くなる。
他方、図13bは、いくつかの場所で閾値を超える、より好ましくないホッピングパターンを示している。これにより、伝送エラーの確率が高くなる。
ホッピングパターンの候補の生成は、モンテカルロシミュレーションのコンテキストで行われる。
モンテカルロシミュレーションでは、ランダムな時間と周波数のパターン(前述のエッジ条件のコンテキストで、上記を参照)を持つホッピングパターンが生成される。
Nthreshold>Cが閾値に適用される場合、値Cを超える値の数はできるだけ少なくする必要がある。
合計は、すべてのホッピングパターンのすべてのACF要素でほぼ一定であり、ほとんどのACF要素の値は0、1、またはC(完全クラスタ衝突)であるため、Cより大きい値のみが使用可能である。
この点で、Vsort、すなわちVsort(end−vACF+1:end)の最後のvACF要素のみを考慮するだけで十分である。
したがって、基準(指定された自己相関特性)として、可能であれば、これらのvACF要素の合計SUMACFは、Ssum_ACF_threshold=(vACF−1)・C+Nのしきい値を超えないことが決定される。
十分な数の異なるホッピングパターンが見つからない場合、ホッピングパターンの十分な数のPoptimumが利用できるようになるまで、Ssum_ACF_thresholdの値を1ずつ増加させる。
特に、行列ベクトルmMetによる隣接チャネル干渉が2D−ACFの計算に含まれる場合、合計閾値Ssum_ACF_thresholdは大幅に増加する可能性がある。
例えば、異なる発振器偏差を持つホッピングパターンのいくつかのセットを生成し、それらを一緒に最適化する必要がある場合がある。
発振器の偏差が異なると、ガードストリップSが異なる可能性があり、その結果、発生する可能性のあるバースト占有の自由度が変化する。
この点で、ACF計算内の一部のパラメータも変更される。
高い最大値は、無線伝送の単一フレーム内の多数の衝突バーストに対応する可能性があるため、行列XとYを持つ2つのホッピングパターンの最小値は、可能な限り低い最大値を含む必要がある。
Θx、yの時間インデックスは、−TframeからTframeまで、Tframe/TAのステップで変化しない方法で続く。
一方、CCF周波数インデックスfは、一般に−(Sx+Sy)から+(Sx+Sy)に拡張される。
これは、考慮される2つのホッピングパターンが周波数誤差の振る舞い(発振器周波数偏差)に異なる偏差を含むことがあるためである。
図14aおよび図14bは、好ましい場合(図14a)および好ましくない場合(図14b)の2つの2D−CCFの例を再び示している。
各2D−CCFでは、Θx、yの値を再度昇順で並べ替えることができ(2D−ACFのプロセスと同様)、最後のvCCF要素の合計を計算できる。
つまり、SUMCCF=sum(Vsort(end−vCCF+1:end))および2次(Poptimum×Poptimum)行列OvCCFに格納される。
このため、((Pselection−1)・Pselection)/2個の異なる2D−CCFの特性は、行列OvCCFに格納されている合計SUMCCFに基づいて評価できる。
OvCCFからの((Pselection−1)・Pselection)/2個の異なる小計SUMCCFに渡る合計が、最適化されたPselectionホッピングパターンにおいて最小となる。
広範なモンテカルロシミュレーションの文脈では、Pselection<<Poptimumが目的であるため、二項係数「Poptimum over Pselection」によると、さまざまな組み合わせの可能性があり、通常は完全に処理する必要はない。
この点で、Pselectionホッピングパターンは常にPoptimumの現在のホッピングパターン(Matlabコマンド:F=randperm(1:Poptimum)およびPatternselection=F(1:Pselection))から新しくランダムに選択され、合計TSは常に異なる小計SUMCCFから計算される。
サンプルサイズがそれに対応して大きい場合、合計の局所的な最小値が存在し、Pselectionホッピングパターンの望ましいセットを提供する。
同時にいくつかのホッピングパターンのセットを最適化する可能性が考慮されるが、示されるだけである。
ここで、周波数チャネル占有率に関して上記の自由度は、例えば、クラスタ内の各バーストの基本割り当てを伴うバーストの周波数チャネル割り当て、およびクラスタに対する別の割り当てを考慮することができる。
さらに、上記時間間隔に対する上記自由度は、例えば、クラスタ内およびクラスタ間の時間間隔の決定を考慮することができる。
例えば、2D−ACF計算Θx、x(f、t)を実行できる。
さらに、2D−ACF値はベクトルvsortでソートできる。
さらに、自己相関関数の指定された数の最大振幅値、SUMACF=sum(vsort(end−vACF+1:end))にわたって小計を形成できる。
例えば、ホッピングパターンのACF側の最大値が指定された最小振幅しきい値Nthreshold≧C(Cはクラスタサイズ)を超えないかどうかを判断できる。
詳細には、これらのvACFの合計SUMACF要素(小計)は、例えば(vACF−1)・C+NのSsum_ACF_thresholdの合計閾値を超えないかどうかを判断できる。
最適な数Poptimumのホッピングパターンが利用可能な場合、この方法は継続される。
例えば、2D−CCF計算Θx、y(f、t)が実行され、2D−CCF値がベクトルvsortに格納され、小計SUMCCF=sum(vsort(end−vCCF+1:end))が計算され、小計SUMCCFが行列OvCCFに保存される。
このために、サイコロを投げることにより、ランダムなシーケンスの異なる数のPoptimumが取得される。
F=randperm(1:Poptimum)。
これから、最初のPselection、patternselection=F(1:Pselection)を選択できる。
patternselectionに基づいて、総計TSは、行列OvCCFにある個々の小計SUMCCFから計算できる。
TS≦TSthresholdが満たされない場合、nは1増加し、n=n+1であり、第11のステップ282が繰り返される。
TS≦TSthresholdの場合、しきい値TStresholdはTSで上書きされ、方法が続行される。
n≧キャンセルが満たされない場合、nは1だけ増加し、n=n+1であり、第11のステップ282が繰り返される。
n≧キャンセルが満たされると、方法は完了する。
上記の方法で生成された2つの例示的なホッピングパターンを以下に説明する。
第1のホッピングパターンは、±20ppm以上の水晶公差を持つノード100の時間ホッピングパターンと周波数ホッピングパターンの組み合わせであり、時間ホッピングパターンは、24のホップを持つ次の8つの時間ホッピングパターンの1つである。
第2のホッピングパターンは、±10ppm以上の水晶公差を持つノード100の時間ホッピングパターンと周波数ホッピングパターンの組み合わせであり、時間ホッピングパターンは、24のホップを持つ次の8つの時間ホッピングパターンの1つである。
第3のホッピングパターンは、±20ppm以上の水晶公差を持つノード100の時間ホッピングパターンと周波数ホッピングパターンの組み合わせであり、時間ホッピングパターンは、18のホップを持つ次の8つの時間ホッピングパターンの1つである。
第4のホッピングパターンは、±10ppm以上の水晶公差を持つノード100の時間ホッピングパターンと周波数ホッピングパターンの組み合わせであり、時間ホッピングパターンは、18のホップを持つ次の8つの時間ホッピングパターンの1つである。
装置の文脈内でいくつかの態様を説明したが、上記態様は対応する方法の説明も表すと理解されるため、装置のブロックまたは構造的構成要素も対応する方法ステップとして、または方法ステップの機能として理解されたい。
それと同様に、文脈内でまたは方法ステップとして説明された側面は、対応する装置の対応するブロックまたは詳細または機能の説明も表す。
方法のステップの一部またはすべては、マイクロプロセッサ、プログラム可能なコンピュータ、または電子回路などのハードウェアデバイスを使用して実行できる。
いくつかの実施形態では、最も重要な方法ステップのいくつかまたはいくつかが、そのようなデバイスによって実行されてもよい。
実装は、例えば、フロッピーディスク、DVD、Blu−ray(登録商標)ディスク、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROMまたはフラッシュメモリ、ハードディスク、または各々の方法が実行されるように協働する、または、プログラム可能なコンピュータシステムと協働する電子的に読み取り可能な制御信号が格納された他の磁気メモリまたは光学メモリなどのデジタル記憶媒体を用いることで達成され得る。
これが、デジタル記憶媒体がコンピュータで読み取り可能な理由である。
データキャリア、デジタル記憶媒体、または記録媒体は通常、有形または不揮発性である。
データストリームまたは信号シーケンスは、例えば、インターネットなどのデータ通信リンクを介して送信されるように構成されてもよい。
送信は、例えば、電子的または光学的であってもよい。
受信機は、例えば、コンピュータ、モバイル機器、メモリ機器または同様の機器であってもよい。
装置またはシステムは、例えば、コンピュータプログラムを受信機に送信するためのファイルサーバを含んでもよい。
いくつかの実施形態では、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイは、本明細書に記載の方法のいずれかを実行するためにマイクロプロセッサと協働してもよい。
一般に、方法は、いくつかの実施形態では、任意のハードウェアデバイスによって実行される。
上記ハードウェアデバイスは、コンピュータプロセッサ(CPU)などの一般的に適用可能なハードウェアであってもよいし、ASICなどの方法に固有のハードウェアであってもよい。
当業者は、本明細書に記載の配置および詳細の修正および変形を理解するであろうことが理解される。
これが、本発明が実施形態の説明および議論によって本明細書に提示された特定の詳細によってではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ制限されることが意図される理由である。
C:クラスタを形成するバーストの数
L:利用可能な周波数帯域の数
N:フレームが構成するバーストの数
Nthreshold:ACF候補の生成における振幅しきい値
Pselection:2D−ACFおよびCCF特性に関して最適化されたホッピングパターンの数
S:発振器の周波数エラーのため、ガードストリップとしてバーストを含むことのできない周波数帯域の数
TA:時間軸上のサンプリングレート
Tburst:バーストの持続時間
Tframe:フレームの持続時間
TSMA:テレグラム電報分割マルチアクセス
TSMAパターン:時間および周波数領域でのフレームのホッピングパターン
X:ホッピングパターンの時間と周波数の情報を持つ行列
Θx、x:2D自己相関関数(2D−ACF)
Θx、y:2D相互相関関数(2D CCF)
Claims (91)
- 個別のホッピングパターン(140)を含む信号(120)を送信するように構成され、前記個別のホッピングパターン(140)は動作パラメータに依存する、データ送信機(100)。
- 前記データ送信機(100)は、前記動作パラメータに応じて前記個別のホッピングパターン(140)を計算するように構成される、請求項1に記載のデータ送信機(100)。
- 前記データ送信機(100)は、前記動作パラメータに応じてホッピングパターンのセットから前記個別のホッピングパターン(140)を選択するように構成される、請求項1または2に記載のデータ送信機(100)。
- 前記ホッピングパターンのセットが前記データ送信機(100)に知られているか、または前記データ送信機(100)に割り当てられている、請求項3に記載のデータ送信機(100)。
- 前記データ送信機(100)の前記動作パラメータは、前記データ送信機(100)自体の固有のパラメータである、請求項1〜4のいずれか一項に記載のデータ送信機(100)。
- 前記データ送信機(100)の前記固有のパラメータは、前記データ送信機のアドレス指定情報または識別情報である、請求項5に記載のデータ送信機(100)。
- 前記データ送信機の前記固有のパラメータは、前記データ送信機の水晶公差である、請求項5に記載のデータ送信機(100)。
- 前記データ送信機(100)は、前記水晶公差に応じて、使用される周波数チャネルの周波数サブチャネルの最大範囲を決定するように構成され、
前記データ送信機(100)は、前記個別のホッピングパターン(140)を計算するか、使用される前記周波数チャネルの前記周波数サブチャネルの最大範囲内にあるようにホッピングパターンのセットから選択するように構成される、請求項7に記載のデータ送信機(100)。 - 前記データ送信機の前記固有のパラメータは周波数オフセットである、請求項7または8に記載のデータ送信機(100)。
- 前記データ送信機の前記固有のパラメータは、利用可能な送信エネルギーである、請求項5に記載のデータ送信機(100)。
- 前記データ送信機(100)は、前記利用可能な送信エネルギーに応じてホッピングパターンをパンクチャリングして前記個別のホッピングパターン(140)を取得するように構成される、請求項10に記載のデータ送信機(100)。
- 前記データ送信機の前記固有のパラメータは、前記個別のホッピングパターン(140)を得るために前記データ送信機(100)がホッピングパターンに提供する周波数オフセットである、請求項5に記載のデータ送信機(100)。
- 前記周波数オフセットは、ランダム周波数オフセットである、請求項12に記載のデータ送信機(100)。
- 前記データ送信機(100)は、送信されるユーザデータまたはエラー保護データに応じて前記周波数オフセットを決定するように構成される、請求項12に記載のデータ送信機(100)。
- 前記データ送信機(100)は、前記周波数オフセットを記述する情報を含む前記信号(120)を提供するように構成される、請求項12〜14のいずれか一項に記載のデータ送信機(100)。
- 前記データ送信機の前記動作パラメータは、前記データ送信機(100)に割り当てられたパラメータである、請求項1〜15のいずれか一項に記載のデータ送信機(100)。
- 前記データ送信機(100)に割り当てられた前記パラメータは無線セルである、請求項16に記載のデータ送信機(100)。
- 前記個別のホッピングパターン(140)は、前記無線セルの基地局または中央制御ユニットによって前記データ送信機(100)に割り当てられる、請求項17に記載のデータ送信機(100)。
- 前記データ送信機(100)に割り当てられた前記パラメータは、前記データ送信機の地理的位置である、請求項16に記載のデータ送信機(100)。
- 前記データ送信機(100)に割り当てられた前記パラメータは、ホッピングパターンのセットにおける各々のホッピングパターンの使用頻度である、請求項16に記載のデータ送信機(100)。
- 前記データ送信機(100)は、各々の前記使用頻度に応じて前記ホッピングパターンのセットから前記個別のホッピングパターン(140)を選択するように構成される、請求項20に記載のデータ送信機(100)。
- 前記データ送信機(100)に割り当てられた前記パラメータは、前記データ送信機の優先度、または前記データ送信機(100)によって送信されるメッセージの優先度である、請求項16に記載のデータ送信機(100)。
- 前記動作パラメータは、ユーザデータまたはユーザデータの一部である、請求項1〜22のいずれか一項に記載のデータ送信機(100)。
- 前記動作パラメータは、エラー保護データまたはエラー保護データの一部である、請求項1〜23のいずれか一項に記載のデータ送信機(100)。
- 前記ホッピングパターン(140)は、周波数ホッピングパターン、時間ホッピングパターン、または周波数ホッピングパターンと時間ホッピングパターンとの組み合わせである、請求項1〜24のいずれか一項に記載のデータ送信機(100)。
- 前記データ送信機(100)は、データパケットを、各々が前記データパケットよりも短い複数のサブデータパケットに分割するように構成され、
前記データ送信機(100)は、前記ホッピングパターンに従って時間および/または周波数で分配された前記複数のサブデータパケットを送信するように構成される、
請求項1〜25のいずれか一項に記載のデータ送信機(100)。 - 前記個別のホッピングパターン(140)は、第1の個別のホッピングパターンであり、
前記信号(120)は、第2の個別のホッピングパターンを含み、
前記第2の個別のホッピングパターンは、前記第1の個別のホッピングパターン(140)または前記動作パラメータに依存する、請求項1〜26のいずれか一項に記載のデータ送信機(100)。 - 前記第1の個別のホッピングパターン(140)は固定長を有し、前記第2の個別のホッピングパターンは可変長を有する、請求項27に記載のデータ送信機(100)。
- 前記データ送信機(100)は、前記第1の個別のホッピングパターンを使用して固定長のデータを送信するように構成され、
前記データ送信機(100)は、前記第2の個別のホッピングパターンを使用して可変長のデータを送信するように構成される、請求項28に記載のデータ送信機(100)。 - 前記データ送信機(100)は、前記第1の個別のホッピングパターン(140)または前記動作パラメータに応じて、ホッピングパターンのセットから前記第2の個別のホッピングパターンを選択するように構成される、請求項27〜29のいずれか一項に記載のデータ送信機(100)。
- 前記データ送信機(100)は、前記第1の個別のホッピングパターン(140)または前記動作パラメータに応じてホッピングパターンを適合させて前記第2の個別のホッピングパターンを取得するように構成される、請求項27〜29のいずれか一項に記載のデータ送信機(100)。
- データ送信機(100)から信号(120)を受信するように構成されたデータ受信機(110)であって、前記信号(120)は個別のホッピングパターン(140)を含み、
前記個別のホッピングパターン(140)は前記データ送信機の動作パラメータに依存する、データ受信機(110)。 - 前記データ受信機(110)は、前記データ送信機の前記動作パラメータを知っている、請求項32に記載のデータ受信機(110)。
- 前記データ受信機(110)は、前記動作パラメータを使用して前記データ送信機の前記個別のホッピングパターン(140)を計算するように構成される、請求項33に記載のデータ受信機(110)。
- 前記データ受信機(110)は、ホッピングパターンのセットから、前記動作パラメータに応じて、前記データ送信機の前記個別のホッピングパターン(140)を決定するように構成される、請求項32〜34のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
- 前記データ受信機(110)は、前記データ送信機(100)に対して前記ホッピングパターンのセットを指定するように構成される、請求項35に記載のデータ受信機(110)。
- 前記ホッピングパターンのセットが、前記データ受信機(110)および前記データ送信機(100)に知られている、請求項35に記載のデータ受信機(110)。
- 前記動作パラメータは、前記個別のホッピングパターンの使用頻度である、請求項32〜37のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
- 前記データ受信機(110)は、前記個別のホッピングパターンの検出に使用される計算性能を、前記個別のホッピングパターンの前記使用頻度に関して適合させるように構成される、請求項38に記載のデータ受信機(110)。
- 前記動作パラメータは、前記データ送信機の優先度、または前記データ送信機(100)によって送信されるメッセージの優先度である、請求項32〜39のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
- 前記データ受信機(110)は、前記個別のホッピングパターンの前記検出に使用される計算性能を前記優先度に応じて適合させるように構成される、請求項40に記載のデータ受信機(110)。
- 前記動作パラメータは、前記データ送信機の水晶公差である、請求項32〜41のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
- 前記データ受信機(110)は、前記データ送信機の前記水晶公差に依存する周波数オフセットを決定するように構成され、
前記データ送信機は、前記データ受信機(110)により知られているホッピングパターンを送信して前記周波数オフセットから生じる前記データ送信機の前記個別のホッピングパターン(140)を決定する、請求項42に記載のデータ受信機(110)。 - 前記個別のホッピングパターン(140)は、第1の個別のホッピングパターン(140)であり、
前記信号(120)は、第2の個別のホッピングパターンを含み、
前記第2の個別のホッピングパターンは、前記第1の個別のホッピングパターン(140)または前記動作パラメータに依存する、請求項32〜43のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。 - 前記第1の個別のホッピングパターン(140)は固定長を有し、
前記第2の個別のホッピングパターンは可変長を有する、請求項44に記載のデータ受信機(110)。 - 前記データ受信機(110)は、前記第1の個別のホッピングパターンを使用して固定長のデータを受信するように構成され、
前記データ受信機(110)は、前記第2の個別のホッピングパターンを使用して可変長のデータを受信するように構成される、請求項45に記載のデータ受信機(110)。 - 前記データ受信機(110)は、前記第1の個別のホッピングパターン(140)または前記動作パラメータに応じて、ホッピングパターンのセットから前記第2の個別のホッピングパターンを選択するように構成される、請求項44〜46のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
- 前記データ受信機(110)は、前記第1の個別のホッピングパターン(140)または前記動作パラメータに応じてホッピングパターンを適合させて、前記第2の個別のホッピングパターンを取得するように構成される、請求項44〜46のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
- 請求項1〜31のいずれか一項に記載のデータ送信機(100)と、
請求項32〜48のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)と、を備えたシステム。 - 信号(120)を送信する方法(160)であって、
前記信号を送信すること(162)であって、前記信号は個別のホッピングパターン(140)を含み、
前記個別のホッピングパターン(140)は送信機側の動作パラメータに依存する、送信すること(162)を含む、方法(160)。 - 信号(120)を受信する方法(170)であって、
前記信号を受信すること(172)であって、前記信号は個別のホッピングパターン(140)を含み、
前記個別のホッピングパターン(140)は送信機側の動作パラメータに依存する、受信すること(172)を含む、方法(170)。 - 請求項50または51に記載の方法を実行するためのコンピュータプログラム。
- ホッピングパターン(140)に従ってデータ(120)を送信するように構成されたデータ送信機(100)であって、
前記データ送信機(100)は、前記ホッピングパターン(140)における複数のホップ(142)のうちの選択されたホップでのみ前記データを送信するように構成される(140)、
前記データ送信機(100)は、ランダムにまたは動作パラメータに応じて前記ホップを選択するように構成される、データ送信機(100)。 - 前記ホッピングパターン(140)における前記選択されたホップは、前記ホッピングパターン(140)における前記複数のホップのサブセットである、請求項1〜31のいずれか一項に記載のデータ送信機(100)。
- ホッピングパターン(140)に従ってデータ(120)を受信するように構成されたデータ受信機(110)であって、
前記データ(120)は、データ送信機(100)によって前記ホッピングパターン(140)における複数のホップ(142)のうちの選択されたホップでのみ送信され、
前記ホップはランダムに、または動作パラメータに応じて選択される、データ受信機(110)。 - 前記データ受信機(110)は、前記ホッピングパターンの前記複数のホップのすべてのホップを使用して検出を実行して、前記複数のホップのすべてのホップの検出結果を取得するように構成される、請求項55に記載のデータ受信機(110)。
- 前記データ受信機(110)は、前記ホッピングパターンの前記複数のホップのすべてのホップの前記検出結果を組み合わせて前記データを決定するように構成される、請求項56に記載のデータ受信機(110)。
- 請求項53または54に記載のデータ送信機(100)と、
請求項55〜57のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)と、を備えたシステム。 - ホッピングパターンに従ってデータ(120)を送信する方法(180)であって、
前記ホッピングパターンの複数のホップのうちのホップのサブセットを選択するステップ(182)であって、
前記ホップのサブセットは、ランダムにまたは動作パラメータに応じて、複数のホップから選択される選択ステップ(182)と、
前記ホッピングパターンの前記選択されたホップで前記データを送信するステップ(184)と、を含む、方法(180)。 - 任意のホッピングパターンに従ってデータ(120)を受信する方法(190)であって、
前記データを受信するステップ(192)であって、前記データは、前記ホッピングパターン(140)における複数のホップ(142)の選択されたホップでのみ送信され、前記ホップはランダムにまたは動作パラメータに応じて選択される、受信するステップ(192)を含む、方法(190)。 - 請求項59または60に記載の方法を実行するためのコンピュータプログラム。
- ホッピングパターンのセットを生成する方法(200)であって、
複数のホッピングパターンをランダムに生成するステップ(202)であって、前記ホッピングパターンは、時間および周波数で分布する少なくとも2つのホップを含む、生成するステップ(202)と、
指定された自己相関特性を有するホッピングパターンを取得するために、前記複数のホッピングパターンから、自己相関関数が指定された自己相関特性を含む前記ホッピングパターンを選択するステップ(204)と、を含む、方法(200)。 - 前記自己相関関数の計算を適用して、前記複数のホッピングパターンを2次元の時間および周波数占有行列にマッピングするステップを含む、請求項62に記載の方法(200)。
- 前記複数のホッピングパターンをマッピングする前記ステップは、起こりうる隣接周波数位置の影響(隣接チャネル干渉)を考慮して実行される、請求項63に記載の方法(200)。
- 前記自己相関関数は、2次元の自己相関関数である、請求項62〜64のいずれか一項に記載の方法(200)。
- 前記ホッピングパターンを選択する際に、自己相関関数側の最大値が指定された最大振幅閾値を超えないホッピングパターンが、指定された前記自己相関特性を満たす、請求項62〜65のいずれか一項に記載の方法(200)。
- 前記振幅閾値は、繰り返される前記ホッピングパターンのサブホッピングパターンを形成し、時間および/または周波数でシフトされるホップ数に等しい、請求項66に記載の方法(200)。
- 前記ホッピングパターンを選択する際に、各々の前記自己相関関数の指定された数の最大振幅値にわたって形成される小計が指定された閾値より小さい前記ホッピングパターンが、指定された前記自己相関特性を満たす、請求項62〜67のいずれか一項に記載の方法(200)。
- 少なくとも2つのホッピングパターンが指定された前記自己相関特性を満たすように前記閾値が選択される、
または、境界パラメータに応じて前記閾値が選択される、請求項68に記載の方法(200)。 - 指定された自己相関特性を有する前記ホッピングパターン間の相互相関関数を計算するステップ(206)と、
指定された自己相関特性を有する前記ホッピングパターンから、指定された自己相関特性および指定された相互相関特性を有するホッピングパターンを得るために、その相互相関関数が指定された相互相関特性を含む前記ホッピングパターンを選択するステップ(208)と、をさらに含む、請求項62〜69のいずれか一項に記載の方法(200)。 - 前記相互相関関数は、2次元相互相関関数である、請求項70に記載の方法(200)。
- 指定された自己相関特性を有する前記ホッピングパターンから前記ホッピングパターンを選択する際に、各々の前記相互相関関数の指定された数の最大振幅値にわたって形成される小計が最小のものである前記ホッピングパターンは、指定された前記相互相関特性を満たす、請求項70または71に記載の方法(200)。
- 前記複数のホッピングパターンをランダムに生成する際に、各々の前記ホッピングパターンの前記ホップが指定された周波数帯域内にあるように前記ホッピングパターンが生成される、請求項62〜72のいずれか一項に記載の方法(200)。
- 複数のさらなるホッピングパターンをランダムに生成することであって、前記さらなるホッピングパターンは、周波数と時間に分布する少なくとも2つのホップを含む、生成することと、
指定された自己相関特性を有するさらなるホッピングパターンを得るために、前記複数のさらなるホッピングパターンから、その自己相関関数が指定された自己相関特性を含むさらなる前記ホッピングパターンを選択することと、をさらに含み、
前記複数のさらなるホッピングパターンをランダムに生成する際、前記さらなるホッピングパターンは、前記各々のさらなるホッピングパターンの前記ホップが指定されたさらなる周波数帯域内にあるように生成され、
前記指定された周波数帯域と前記指定されたさらなる周波数帯域とは、少なくとも部分的に重複している、請求項73に記載の方法(200)。 - 前記相互相関関数を計算する際に、前記相互相関関数は、指定された自己相関特性を有する前記ホッピングパターンと、指定された自己相関特性を有するさらなる前記ホッピングパターンとの間で計算され、
指定された自己相関特性を有する前記ホッピングパターンおよび指定された自己相関特性を有するさらなる前記ホッピングパターンから前記ホッピングパターンを選択する際に、その相互相関関数が指定された相互相関特性を含む前記ホッピングパターンが選択される、請求項70〜72または74のいずれか一項に記載の方法(200)。 - ホッピングパターンによる信号の送信であって、
前記ホッピングパターンは、時間ホッピングパターン、周波数ホッピングパターン、または前記時間ホッピングパターンと前記周波数ホッピングパターンとの組み合わせであり、
前記時間ホッピングパターンは、各々24のホップを有する次の8つの時間ホッピングパターンのいずれかであり:
前記表の各列は第2のホップから始まる各々の前記時間ホッピングパターンのホップであるため、各時間ホッピングパターンは24のホップを含み、
前記表の各セルは各々の前記ホップの基準点から、次のホップの同じ基準点までのシンボルの持続時間(できれば倍数)における時間間隔を示し、
前記周波数ホッピングパターンは、各々24のホップを有する次の8つの周波数ホッピングパターンのいずれかであり:
前記表の各列は各々の前記周波数ホッピングパターンのホップであり、前記表の各セルはUCG_C0からUCG_23までのキャリアの各周波数ホッピングパターンの各ホップの送信周波数を示す、送信。 - 前記信号は、±20ppm以上の水晶公差を含むノードによって送信される、請求項76に記載の送信。
- ホッピングパターンに従った信号の送信であって、
前記ホッピングパターンは、時間ホッピングパターン、周波数ホッピングパターン、または前記時間ホッピングパターンと前記周波数ホッピングパターンとの組み合わせであり、
前記時間ホッピングパターンは、各々24のホップを有する次の8つの時間ホッピングパターンのいずれかであり:
前記表の各列は第2のホップから始まる各々の前記時間ホッピングパターンのホップであるため、各時間ホッピングパターンは24のホップを含み、
前記表の各セルは各々の前記ホップの基準点から、次のホップの同じ基準点までのシンボルの持続時間(できれば倍数)における時間間隔を示し、
前記周波数ホッピングパターンは、各々24のホップを有する次の8つの周波数ホッピングパターンのいずれかであり:
前記表の各列は各々の前記周波数ホッピングパターンのホップであり、
前記表の各セルはUCG_C0からUCG_C24までのキャリアの各々の前記周波数ホッピングパターンの各々の前記ホップの送信周波数を示す、送信。 - 前記信号は、±10ppm以上の水晶公差を含むノードによって送信される、請求項78に記載の送信。
- データパケットが前記ホッピングパターンに従って複数のサブデータパケットに分割されて送信され、前記複数のサブデータパケットのサブデータパケットが前記ホッピングパターンの各ホップで送信される、請求項79に記載の送信。
- 前記ホッピングパターンは、前記時間ホッピングパターンと前記周波数ホッピングパターンとの組み合わせであり、
前記時間ホッピングパターンと前記周波数ホッピングパターンは、各々の前記表において同じ行番号を含む、請求項80に記載の送信。 - ホッピングパターンを持つ信号の受信であって、
前記ホッピングパターンは、時間ホッピングパターン、周波数ホッピングパターン、または前記時間ホッピングパターンと前記周波数ホッピングパターンの組み合わせであり、
前記時間ホッピングパターンは、各々24のホップを有する次の8つの時間ホッピングパターンのいずれかであり:
前記表の各列は第2のホップから始まる各々の前記時間ホッピングパターンのホップであるため、各時間ホッピングパターンは24のホップを含み、
前記表の各セルは各々の前記ホップの基準点から、次のホップの同じ基準点までのシンボルの持続時間(できれば倍数)における時間間隔を示し、
前記周波数ホッピングパターンは、各々24のホップを有する次の8つの周波数ホッピングパターンのいずれかであり:
前記表の各列は各々の前記周波数ホッピングパターンのホップであり、
前記表の各セルはUCG_C0からUCG_C23までのキャリアの各々の前記周波数ホッピングパターンの各々の前記ホップの送信周波数を示す、受信。 - ホッピングパターンを持つ信号の受信であって、
前記ホッピングパターンは、時間ホッピングパターン、周波数ホッピングパターン、または前記時間ホッピングパターンと前記周波数ホッピングパターンの組み合わせであり、
前記時間ホッピングパターンは、各々24のホップを有する次の8つの時間ホッピングパターンのいずれかであり:
前記表の各列は第2のホップから始まる各々の前記時間ホッピングパターンのホップであるため、各時間ホッピングパターンは24のホップを含み、
前記表の各セルは各々の前記ホップの基準点から、次のホップの同じ基準点までのシンボルの持続時間(できれば倍数)における時間間隔を示し、
前記周波数ホッピングパターンは、各々24のホップを有する次の8つの周波数ホッピングパターンのいずれかであり:
前記表の各列は各々の前記周波数ホッピングパターンのホップであり、
前記表の各セルはUCG_C0からUCG_C29までのキャリアの各々の前記周波数ホッピングパターンの各々の前記ホップの送信周波数を示す、受信。 - ホッピングパターンによる信号の送信であって、
前記ホッピングパターンは、時間ホッピングパターン、周波数ホッピングパターン、または前記時間ホッピングパターンと前記周波数ホッピングパターンとの組み合わせであり、
前記時間ホッピングパターンは、各々18のホップを有する次の8つの時間ホッピングパターンのいずれかであり:
前記表の各列は第2のホップから始まる各々の前記時間ホッピングパターンのホップであるため、各時間ホッピングパターンは18のホップを含み、
前記表の各セルは各々の前記ホップの基準点から、次のホップの同じ基準点までのシンボルの持続時間(できれば倍数)における時間間隔を示し、
前記周波数ホッピングパターンは、各々18のホップを有する次の8つの周波数ホッピングパターンのいずれかであり:
前記表の各列は各々の前記周波数ホッピングパターンのホップであり、
前記表の各セルはUCG_C0からUCG_23までのキャリアの各周波数ホッピングパターンの各ホップの送信周波数を示す、送信。 - 前記信号は、±20ppm以上の水晶公差を含むノードによって送信される、請求項84に記載の送信。
- ホッピングパターンに従った信号の送信であって、
前記ホッピングパターンは、時間ホッピングパターン、周波数ホッピングパターン、または前記時間ホッピングパターンと前記周波数ホッピングパターンとの組み合わせであり、
前記時間ホッピングパターンは、各々18のホップを有する次の8つの時間ホッピングパターンのいずれかであり:
前記表の各列は第2のホップから始まる各々の前記時間ホッピングパターンのホップであるため、各時間ホッピングパターンは18のホップを含み、
前記表の各セルは各々の前記ホップの基準点から、次のホップの同じ基準点までのシンボルの持続時間(できれば倍数)における時間間隔を示し、
前記周波数ホッピングパターンは、各々18のホップを有する次の8つの周波数ホッピングパターンのいずれかであり:
前記表の各列は各々の前記周波数ホッピングパターンのホップであり、
前記表の各セルはUCG_C0からUCG_C29までのキャリアの各々の前記周波数ホッピングパターンの各々の前記ホップの送信周波数を示す、送信。 - 前記信号は、±10ppm以上の水晶公差を含むノードによって送信される、請求項86に記載の送信。
- データパケットが前記ホッピングパターンに従って複数のサブデータパケットに分割されて送信され、
前記複数のサブデータパケットのサブデータパケットが前記ホッピングパターンの各ホップで送信される、請求項87に記載の送信。 - 前記ホッピングパターンは、前記時間ホッピングパターンと前記周波数ホッピングパターンとの組み合わせであり、
前記時間ホッピングパターンと前記周波数ホッピングパターンは、各々の前記表において同じ行番号を含む、請求項88に記載の送信。 - ホッピングパターンを持つ信号の受信であって、
前記ホッピングパターンは、時間ホッピングパターン、周波数ホッピングパターン、または前記時間ホッピングパターンと前記周波数ホッピングパターンの組み合わせであり、
前記時間ホッピングパターンは、各々18のホップを有する次の8つの時間ホッピングパターンのいずれかであり:
前記表の各列は第2のホップから始まる各々の前記時間ホッピングパターンのホップであるため、各時間ホッピングパターンは18のホップを含み、
前記表の各セルは各々の前記ホップの基準点から、次のホップの同じ基準点までのシンボルの持続時間(できれば倍数)における時間間隔を示し、
前記周波数ホッピングパターンは、各々18のホップを有する次の8つの周波数ホッピングパターンのいずれかであり:
前記表の各列は各々の前記周波数ホッピングパターンのホップであり、
前記表の各セルはUCG_C0からUCG_C23までのキャリアの各々の前記周波数ホッピングパターンの各々の前記ホップの送信周波数を示す、受信。 - ホッピングパターンを持つ信号の受信であって、
前記ホッピングパターンは、時間ホッピングパターン、周波数ホッピングパターン、または前記時間ホッピングパターンと前記周波数ホッピングパターンの組み合わせであり、
前記時間ホッピングパターンは、各々18のホップを有する次の8つの時間ホッピングパターンのいずれかであり:
前記表の各列は第2のホップから始まる各々の前記時間ホッピングパターンのホップであるため、各時間ホッピングパターンは18のホップを含み、
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前記表の各セルはUCG_C0からUCG_C29までのキャリアの各々の前記周波数ホッピングパターンの各々の前記ホップの送信周波数を示す、受信。
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