JP2675982B2 - フォールト・トレラント周波数ホッピング同期による通信方法 - Google Patents
フォールト・トレラント周波数ホッピング同期による通信方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、通信システムに関し、
特に、伝送エラーのある場合にフォールト・トレラント
（fault-tolerant）である周波数ホッピング（hoppin
g）通信システムの同期に関する。
特に、伝送エラーのある場合にフォールト・トレラント
（fault-tolerant）である周波数ホッピング（hoppin
g）通信システムの同期に関する。
【０００２】
【従来の技術】周波数ホッピングは、スプレッド・スペ
クトル変調における無線通信技術であり、これは、利用
可能なスペクトル帯において、中心周波数の周りに跳ん
だ又はホッピングした狭い帯域信号を発生するべく設定
された時間に変化する搬送周波数のシーケンスを用いて
情報が伝送されるものである。
クトル変調における無線通信技術であり、これは、利用
可能なスペクトル帯において、中心周波数の周りに跳ん
だ又はホッピングした狭い帯域信号を発生するべく設定
された時間に変化する搬送周波数のシーケンスを用いて
情報が伝送されるものである。
【０００３】低周波数ホッピングに基づく中央制御マル
チセルラー移動体無線通信システムにおいては、各セル
が、そのセルに属する全ての遠隔ステーションに必要な
タイミングと制御情報を与えるベース・ステーションを
有し、遠隔ステーションはそれらを受信しかつ利用す
る。
チセルラー移動体無線通信システムにおいては、各セル
が、そのセルに属する全ての遠隔ステーションに必要な
タイミングと制御情報を与えるベース・ステーションを
有し、遠隔ステーションはそれらを受信しかつ利用す
る。
【０００４】１つのセルに属する全てのステーション、
すなわちそのセルに属するベース・ステーションと全て
の遠隔ステーションは、互いに同じ周波数で通信するた
めに同期してホッピングしなければならない。異なるセ
ルは、通常、異なる周波数ホッピング・パターンにより
動作する。同期される周波数ホッピングのために必要な
制御情報は、ベース・ステーションにより同報通信され
る。周波数ホッピングに基づくシステムの動作における
主要な問題点は、同じセルに属する全てのステーション
同士のホッピング同期を維持することである。同期は、
制御情報の伝送の欠損がある条件下においても保証され
なければならない。さらに、同期を維持する問題は、以
下の副次的問題点に分けることができる。すなわち、
ａ）初期同期を得ること、ｂ）同期状態に留まること、
c)同期が一時的に失われた後における同期の再獲得、で
ある。ベース・ステーションは、いつでも周波数ホッピ
ング・パターンを変更することができ（例えば、干渉に
対処するとき）、また、遠隔ステーションは、効率的か
つ信頼性のある方法によりこのパターン変更に追随でき
なければならない。
すなわちそのセルに属するベース・ステーションと全て
の遠隔ステーションは、互いに同じ周波数で通信するた
めに同期してホッピングしなければならない。異なるセ
ルは、通常、異なる周波数ホッピング・パターンにより
動作する。同期される周波数ホッピングのために必要な
制御情報は、ベース・ステーションにより同報通信され
る。周波数ホッピングに基づくシステムの動作における
主要な問題点は、同じセルに属する全てのステーション
同士のホッピング同期を維持することである。同期は、
制御情報の伝送の欠損がある条件下においても保証され
なければならない。さらに、同期を維持する問題は、以
下の副次的問題点に分けることができる。すなわち、
ａ）初期同期を得ること、ｂ）同期状態に留まること、
c)同期が一時的に失われた後における同期の再獲得、で
ある。ベース・ステーションは、いつでも周波数ホッピ
ング・パターンを変更することができ（例えば、干渉に
対処するとき）、また、遠隔ステーションは、効率的か
つ信頼性のある方法によりこのパターン変更に追随でき
なければならない。
【０００５】以下の参照文献は、周波数ホッピング・シ
ステム及びその同期技術の分野における典型的な従来技
術である。
ステム及びその同期技術の分野における典型的な従来技
術である。
【０００６】米国特許第５１３０９８７号「Method For
Synchronizing A Wide Area Network Without Global
Synchronizing」では、マスタ・クロック又はマスタ制
御ユニットのない周波数ホッピング・パケット通信シス
テムが記載されており、これは、通信を制御するために
受信者の周波数ホッピング・タイミング及び識別を利用
するものである。周波数変化のチャネル数及び疑似ラン
ダム・パターン並びに形だけの変更のタイミングを含む
周波数ホッピング帯域設定は、ネットワーク内の各ノー
ドに対して一様に知られている。送信者は、目標の受信
者の現在の空き周波数ホッピングのタイミングを示す情
報を、前もって目標の受信者から又は目標の受信者につ
いて受信しかつ利用することにより目標のノードとの同
期を獲得する。各受信ノードは、各ステーション又はノ
ード内に、その通信範囲内の他の各ノードの受信者周波
数ホッピング・シーケンスのオフセット（ホッピング・
タイミングのオフセット）のテーブルを構築し、各ノー
ドはその通信範囲を伝え、そして各ノードは、ホッピン
グ・タイミング・インジケータによりパケット内の各周
波数におけるその存在を伝える。ホッピング・タイミン
グ・オフセット・インジケータは、ノード同士が互いに
同期状態にセットされるようにテーブルを読取るための
キーである。各パケットのアドレスに組込まれた場所イ
ンジケータは、各ノードにおける規則的な周波数ホッピ
ング・テーブルをランダム化するために用いられる。
Synchronizing A Wide Area Network Without Global
Synchronizing」では、マスタ・クロック又はマスタ制
御ユニットのない周波数ホッピング・パケット通信シス
テムが記載されており、これは、通信を制御するために
受信者の周波数ホッピング・タイミング及び識別を利用
するものである。周波数変化のチャネル数及び疑似ラン
ダム・パターン並びに形だけの変更のタイミングを含む
周波数ホッピング帯域設定は、ネットワーク内の各ノー
ドに対して一様に知られている。送信者は、目標の受信
者の現在の空き周波数ホッピングのタイミングを示す情
報を、前もって目標の受信者から又は目標の受信者につ
いて受信しかつ利用することにより目標のノードとの同
期を獲得する。各受信ノードは、各ステーション又はノ
ード内に、その通信範囲内の他の各ノードの受信者周波
数ホッピング・シーケンスのオフセット（ホッピング・
タイミングのオフセット）のテーブルを構築し、各ノー
ドはその通信範囲を伝え、そして各ノードは、ホッピン
グ・タイミング・インジケータによりパケット内の各周
波数におけるその存在を伝える。ホッピング・タイミン
グ・オフセット・インジケータは、ノード同士が互いに
同期状態にセットされるようにテーブルを読取るための
キーである。各パケットのアドレスに組込まれた場所イ
ンジケータは、各ノードにおける規則的な周波数ホッピ
ング・テーブルをランダム化するために用いられる。
【０００７】周波数ホッピングは、通信スロットの分割
及びスロットのエポックへの累積により実施され、各エ
ポックは利用可能な全スロット数（１チャネルあたりの
タイム・フレームの数×チャネル数）に等しい。伝送す
るノードは、前もって獲得した情報に基づきその目標の
受信者について予め設定された周波数ホッピング・パタ
ーンを追尾する。
及びスロットのエポックへの累積により実施され、各エ
ポックは利用可能な全スロット数（１チャネルあたりの
タイム・フレームの数×チャネル数）に等しい。伝送す
るノードは、前もって獲得した情報に基づきその目標の
受信者について予め設定された周波数ホッピング・パタ
ーンを追尾する。
【０００８】米国特許第５１２１４０８号「Synchroniz
ation For Entry To A Network InA Frequency Hopping
Communication System」では、疑似ランダム周波数ホ
ッピング伝送シーケンスの同期コードを設けることによ
るネットワークに対する周波数ホッピング・トランシー
バの同期のための技術を開示している。受信者は、疑似
ランダム周波数検知器の同期コードに応答して相関器信
号を発生する周波数検知器及び相関器と、疑似ランダム
周波数ホッピング伝送シーケンスの同期コードに応答し
て相関器信号を発生する相関器とにより実現される。相
関器信号のピークの検知は、受信者がネットワークと同
期していることを示す。このようなネットワーク・エン
トリ同期方式であるので、２つのトランシーバＡとＢが
通信しているとき、第３のネットワーク外のトランシー
バＣは、Ａ−Ｂ間の伝送から隠されたネットワーク・エ
ントリ・コード・パターンを抽出することによりネット
ワークへ入る。２つのトランシーバＡとＢの間の通信の
一部として、トランシーバＡは、トランシーバＣがＡ−
Ｂのネットワークへ入ることができるように既知のパタ
ーンを通信の隠された部分として伝送する。この隠され
たコード・パターンにより、高速同期と大きな初期タイ
ム・エラーの補正が可能となり、その後のタイム・ドリ
フトの補正ができる。
ation For Entry To A Network InA Frequency Hopping
Communication System」では、疑似ランダム周波数ホ
ッピング伝送シーケンスの同期コードを設けることによ
るネットワークに対する周波数ホッピング・トランシー
バの同期のための技術を開示している。受信者は、疑似
ランダム周波数検知器の同期コードに応答して相関器信
号を発生する周波数検知器及び相関器と、疑似ランダム
周波数ホッピング伝送シーケンスの同期コードに応答し
て相関器信号を発生する相関器とにより実現される。相
関器信号のピークの検知は、受信者がネットワークと同
期していることを示す。このようなネットワーク・エン
トリ同期方式であるので、２つのトランシーバＡとＢが
通信しているとき、第３のネットワーク外のトランシー
バＣは、Ａ−Ｂ間の伝送から隠されたネットワーク・エ
ントリ・コード・パターンを抽出することによりネット
ワークへ入る。２つのトランシーバＡとＢの間の通信の
一部として、トランシーバＡは、トランシーバＣがＡ−
Ｂのネットワークへ入ることができるように既知のパタ
ーンを通信の隠された部分として伝送する。この隠され
たコード・パターンにより、高速同期と大きな初期タイ
ム・エラーの補正が可能となり、その後のタイム・ドリ
フトの補正ができる。
【０００９】米国特許第５０８１６４１号「Interconne
ctiong And processing System ForFacilitating Frequ
ency Hopping」は、複数の無線通信ユニット、処理ユニ
ット、及び情報リンク間の共通のＴＤＭバスを共有する
ことによりベースバンド・ホッピング・ユニットを用い
ずにシステム内の情報の通信を容易にする方法及び装置
を開示している。ここでは、処理ユニットがトラフィッ
ク・チャネル情報を抽出し、その情報をパケット化し及
び又は非パケット化し、そして情報リンク又は無線通信
ユニットによる検索のためにその情報を共通バスに戻
す。
ctiong And processing System ForFacilitating Frequ
ency Hopping」は、複数の無線通信ユニット、処理ユニ
ット、及び情報リンク間の共通のＴＤＭバスを共有する
ことによりベースバンド・ホッピング・ユニットを用い
ずにシステム内の情報の通信を容易にする方法及び装置
を開示している。ここでは、処理ユニットがトラフィッ
ク・チャネル情報を抽出し、その情報をパケット化し及
び又は非パケット化し、そして情報リンク又は無線通信
ユニットによる検索のためにその情報を共通バスに戻
す。
【００１０】米国特許第５０７９７６８号「Method For
Frequency Sharing In FrequencyHopping Communicati
ons Network」では、周波数ホッピング通信システムを
開示しており、周波数ホッピングが、通信スロットの分
割及びスロットのエポックへの累積により実施され、各
エポックが利用可能な全スロット数（１チャネルあたり
のタイム・フレーム数×チャネル数）に等しい。伝送中
のノードは、前もって獲得した情報に基づいてその目標
とする受信者について予め設定された周波数ホッピング
・パターンを追尾する。それから伝送ノードは、その周
波数チャネルが利用可能である（例えば、使用中でなく
かつ許容できるノイズ・マージン内である）か否かを決
定するために検査する。もし利用できなければ、伝送ノ
ードは、その識別されたノードへの伝送を後ろのスロッ
トへ遅延させる。この遅延の間に伝送ノードは、別の受
信ノードと対応する現在の周波数チャネルを識別する。
受信ノードを識別して対応する現在の周波数チャネル検
査するステップは、利用可能な周波数チャネルをもつノ
ードが識別されるまで繰返される。その後、伝送ノード
は、選択された受信ノードに対し現在のスロットに従っ
て決められた周波数において決められた期間パケットを
送る。このような伝送ノードは、周波数同期を維持する
ために選択された受信ノードの変化する周波数に追随す
る。
Frequency Sharing In FrequencyHopping Communicati
ons Network」では、周波数ホッピング通信システムを
開示しており、周波数ホッピングが、通信スロットの分
割及びスロットのエポックへの累積により実施され、各
エポックが利用可能な全スロット数（１チャネルあたり
のタイム・フレーム数×チャネル数）に等しい。伝送中
のノードは、前もって獲得した情報に基づいてその目標
とする受信者について予め設定された周波数ホッピング
・パターンを追尾する。それから伝送ノードは、その周
波数チャネルが利用可能である（例えば、使用中でなく
かつ許容できるノイズ・マージン内である）か否かを決
定するために検査する。もし利用できなければ、伝送ノ
ードは、その識別されたノードへの伝送を後ろのスロッ
トへ遅延させる。この遅延の間に伝送ノードは、別の受
信ノードと対応する現在の周波数チャネルを識別する。
受信ノードを識別して対応する現在の周波数チャネル検
査するステップは、利用可能な周波数チャネルをもつノ
ードが識別されるまで繰返される。その後、伝送ノード
は、選択された受信ノードに対し現在のスロットに従っ
て決められた周波数において決められた期間パケットを
送る。このような伝送ノードは、周波数同期を維持する
ために選択された受信ノードの変化する周波数に追随す
る。
【００１１】米国特許第４８５００３６号「Radio Comm
unication System Usng Synchronous Frequency Hoppin
g Transmissions」では、周波数ホッピング無線通信シ
ステムが開示され、このシステムは、複数のスレーブ・
ステーションの各々と周波数ホッピング動作モードを用
いて互いに伝送する制御ユニットを備えている。スター
トアップ・モード中、制御ユニットは、予め設定された
周波数を用いて各スレーブ・ステーションに開始メッセ
ージを伝える。このメッセージは、各スレーブ・ステー
ションに対し、制御ユニットへの伝送及び制御ユニット
からの受信のために一群の周波数から周波数を選択する
ために用いられる周波数ホッピング・シーケンスを識別
するものである。さらに、このメッセージは、各スレー
ブ・ステーションに対し、周波数ホッピング・シーケン
スにおいて伝送及び受信を開始するための独自の開始周
波数を指定するものである。全てのスレーブ・ステーシ
ョン伝送は、制御ユニット伝送に同期させられ、それに
よって２つのステーションが、制御ユニットへの送信に
せよ制御ユニットからの受信にせよ、同時に同じ周波数
を用いることが避けられる。
unication System Usng Synchronous Frequency Hoppin
g Transmissions」では、周波数ホッピング無線通信シ
ステムが開示され、このシステムは、複数のスレーブ・
ステーションの各々と周波数ホッピング動作モードを用
いて互いに伝送する制御ユニットを備えている。スター
トアップ・モード中、制御ユニットは、予め設定された
周波数を用いて各スレーブ・ステーションに開始メッセ
ージを伝える。このメッセージは、各スレーブ・ステー
ションに対し、制御ユニットへの伝送及び制御ユニット
からの受信のために一群の周波数から周波数を選択する
ために用いられる周波数ホッピング・シーケンスを識別
するものである。さらに、このメッセージは、各スレー
ブ・ステーションに対し、周波数ホッピング・シーケン
スにおいて伝送及び受信を開始するための独自の開始周
波数を指定するものである。全てのスレーブ・ステーシ
ョン伝送は、制御ユニット伝送に同期させられ、それに
よって２つのステーションが、制御ユニットへの送信に
せよ制御ユニットからの受信にせよ、同時に同じ周波数
を用いることが避けられる。
【００１２】米国特許第４６１２６５２号「Frequency
Hopping Data Communication Systems」では、そのマー
クの独立した周波数ホッピングを与えるためのランダム
伝送帯域をもつ改良された周波数ホッピング・データ通
信システムが提示されている。さらにこのシステムにお
いては、特にリピータ・ジャミングを避けることができ
る空間周波数が設けられる。ただ１つの周波数のみが、
疑似雑音コード発生器による選択されたと同時に伝送さ
れる。しかしながら、マークの場所及び空間周波数がラ
ンダムに選ばれるため、その場所は適切な同期機構によ
り伝送者及びリピータに知らされる。
Hopping Data Communication Systems」では、そのマー
クの独立した周波数ホッピングを与えるためのランダム
伝送帯域をもつ改良された周波数ホッピング・データ通
信システムが提示されている。さらにこのシステムにお
いては、特にリピータ・ジャミングを避けることができ
る空間周波数が設けられる。ただ１つの周波数のみが、
疑似雑音コード発生器による選択されたと同時に伝送さ
れる。しかしながら、マークの場所及び空間周波数がラ
ンダムに選ばれるため、その場所は適切な同期機構によ
り伝送者及びリピータに知らされる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明によれば、エラ
ーが発生した場合に、無線通信セル内のステーション同
士の間で信頼性のあるフォールト・トレラントな同期を
得るための方法及び構造が提供される。
ーが発生した場合に、無線通信セル内のステーション同
士の間で信頼性のあるフォールト・トレラントな同期を
得るための方法及び構造が提供される。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、遠隔ステーシ
ョンが、あるステーションのパワーオン後に初期ホッピ
ング・パターンを獲得し、そしてそのパターンを初期に
獲得した後は、そのステーションがパワーオンしており
かつベース・ステーションが動作可能である限り同期状
態を保つためにそのホッピング・パターンを追尾するこ
とを可能にする。さらに本発明は、過渡的な伝搬状態に
起因して同期が失われた場合にステーションを回復させ
ることを可能にする。
ョンが、あるステーションのパワーオン後に初期ホッピ
ング・パターンを獲得し、そしてそのパターンを初期に
獲得した後は、そのステーションがパワーオンしており
かつベース・ステーションが動作可能である限り同期状
態を保つためにそのホッピング・パターンを追尾するこ
とを可能にする。さらに本発明は、過渡的な伝搬状態に
起因して同期が失われた場合にステーションを回復させ
ることを可能にする。
【００１５】
【実施例】図１は、複数の移動ステーション１０、１
２、１４及び１６とコンピュータ・システムに常駐する
アプリケーション及びデータとの間で通信が可能な典型
的な無線システムを示す。通常コンピュータ・システム
は、符号２４で示され、複数のワークステーションやパ
ーソナル・コンピュータ（簡単のために図示せず）を接
続するローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）の無
線ネットワーク・マネージャ（ＷＮＭ）又は無線ネット
ワーク・コントローラ１８を有し、それはモニタ２０及
びキーボード２２を備えている。さらにＬＡＮには、１
又は複数のゲートウェイ２６及び２８が接続され、これ
らと移動ステーション１０、１２、１４及び１６が通信
する。これらのゲートウェイは、ベース・ステーション
と呼ばれ、移動ステーションのアクセスを共通の無線チ
ャネルに対して調整するある種の無線システム管理機能
を本発明により付加される。移動ステーション間の通信
は、ベース・ステーション２６及び２８を通じリレーを
介してサポートされる。
２、１４及び１６とコンピュータ・システムに常駐する
アプリケーション及びデータとの間で通信が可能な典型
的な無線システムを示す。通常コンピュータ・システム
は、符号２４で示され、複数のワークステーションやパ
ーソナル・コンピュータ（簡単のために図示せず）を接
続するローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）の無
線ネットワーク・マネージャ（ＷＮＭ）又は無線ネット
ワーク・コントローラ１８を有し、それはモニタ２０及
びキーボード２２を備えている。さらにＬＡＮには、１
又は複数のゲートウェイ２６及び２８が接続され、これ
らと移動ステーション１０、１２、１４及び１６が通信
する。これらのゲートウェイは、ベース・ステーション
と呼ばれ、移動ステーションのアクセスを共通の無線チ
ャネルに対して調整するある種の無線システム管理機能
を本発明により付加される。移動ステーション間の通信
は、ベース・ステーション２６及び２８を通じリレーを
介してサポートされる。
【００１６】図２にさらに詳細に示されるように、ベー
ス・ステーション２６又は２８は、汎用的なマイクロコ
ンピュータでもよいが、バス・スロットに挿入されかつ
ＬＡＮケーブル３２へ接続されたＬＡＮアダプタ３０を
備えている。ＷＮＭ１８もまた、通常マイクロコンピュ
ータであって１又は複数のハード・ディスク等（図示せ
ず）の直接アクセス記憶装置（ＤＡＳＤ）を含み、バス
・スロットに挿入されかつＬＡＮ接続ケーブル３２へ接
続されたＬＡＮアダプタ３４を備えている。ＬＡＮアダ
プタ３０及び３４並びにＬＡＮケーブル３２は、ＬＡＮ
ソフトウェアとともにＬＡＮ２４を構成する。ＬＡＮ２
４は、汎用的な設計であり本発明の一部ではない。ベー
ス・ステーション２６又は２８もまた、このベース・ス
テーションのバス・スロットに挿入されるプリント回路
カードによるＲＦトランシーバ・アダプタ３６を有す
る。トランシーバ・アダプタ３６は、１又は複数の遠隔
ステーションもしくは移動ステーションとの無線リンク
を確立するためのアンテナを備えている。移動ステーシ
ョンは、汎用的な設計のハンド・ヘルド型又はラップ・
トップ型コンピュータ自体であってもよく、ベース・ス
テーションと同様にアンテナ４２とトランシーバ・アダ
プタ４４を備え、やはりコンピュータのバス・スロット
に挿入されるプリント回路カードとして実現される。ト
ランシーバ・アダプタ４４は、トランシーバ・アダプタ
３６と同様に、類似の設計のスプレッド・スペクトル・
トランシーバを含む。ベース・ステーション及び移動ス
テーションは、さらに、それぞれ符号４６及び４８で示
されるソフトウェアを備え、それぞれのトランシーバ・
アダプタをサポートする。
ス・ステーション２６又は２８は、汎用的なマイクロコ
ンピュータでもよいが、バス・スロットに挿入されかつ
ＬＡＮケーブル３２へ接続されたＬＡＮアダプタ３０を
備えている。ＷＮＭ１８もまた、通常マイクロコンピュ
ータであって１又は複数のハード・ディスク等（図示せ
ず）の直接アクセス記憶装置（ＤＡＳＤ）を含み、バス
・スロットに挿入されかつＬＡＮ接続ケーブル３２へ接
続されたＬＡＮアダプタ３４を備えている。ＬＡＮアダ
プタ３０及び３４並びにＬＡＮケーブル３２は、ＬＡＮ
ソフトウェアとともにＬＡＮ２４を構成する。ＬＡＮ２
４は、汎用的な設計であり本発明の一部ではない。ベー
ス・ステーション２６又は２８もまた、このベース・ス
テーションのバス・スロットに挿入されるプリント回路
カードによるＲＦトランシーバ・アダプタ３６を有す
る。トランシーバ・アダプタ３６は、１又は複数の遠隔
ステーションもしくは移動ステーションとの無線リンク
を確立するためのアンテナを備えている。移動ステーシ
ョンは、汎用的な設計のハンド・ヘルド型又はラップ・
トップ型コンピュータ自体であってもよく、ベース・ス
テーションと同様にアンテナ４２とトランシーバ・アダ
プタ４４を備え、やはりコンピュータのバス・スロット
に挿入されるプリント回路カードとして実現される。ト
ランシーバ・アダプタ４４は、トランシーバ・アダプタ
３６と同様に、類似の設計のスプレッド・スペクトル・
トランシーバを含む。ベース・ステーション及び移動ス
テーションは、さらに、それぞれ符号４６及び４８で示
されるソフトウェアを備え、それぞれのトランシーバ・
アダプタをサポートする。
【００１７】図３は、図１の移動ステーション及びベー
ス・ステーションの双方に共通な無線システムを示す。
この無線システムは、バス・インターフェース５２を介
してコンピュータ５０へ接続されるトランシーバ・アダ
プタ３６又は４４を含む。トランシーバ・ステーション
自身は、市販のスプレッド・スペクトル・トランシーバ
でよいＲＦトランシーバ５４と、インターフェース５８
を介してトランシーバを制御する専用のマイクロプロセ
ッサ・システム５６とに分けられる。マイクロプロセッ
サ・システム５６はさらに、トランシーバ域をコンピュ
ータ域５０へインターフェースするシステム・インター
フェース６０を含む。このマイクロプロセッサ・システ
ムは、高分解能のタイム・インタバル決定ハードウェア
又は「タイマ」をもつ専用のマイクロプロセッサ６２を
有する典型的な実時間マイクロプロセッサ・システムで
ある。
ス・ステーションの双方に共通な無線システムを示す。
この無線システムは、バス・インターフェース５２を介
してコンピュータ５０へ接続されるトランシーバ・アダ
プタ３６又は４４を含む。トランシーバ・ステーション
自身は、市販のスプレッド・スペクトル・トランシーバ
でよいＲＦトランシーバ５４と、インターフェース５８
を介してトランシーバを制御する専用のマイクロプロセ
ッサ・システム５６とに分けられる。マイクロプロセッ
サ・システム５６はさらに、トランシーバ域をコンピュ
ータ域５０へインターフェースするシステム・インター
フェース６０を含む。このマイクロプロセッサ・システ
ムは、高分解能のタイム・インタバル決定ハードウェア
又は「タイマ」をもつ専用のマイクロプロセッサ６２を
有する典型的な実時間マイクロプロセッサ・システムで
ある。
【００１８】マイクロプロセッサ６２は、メモリ・バス
６４によりプログラム記憶装置６６、データ記憶装置６
８へ接続され、また同様にバス・インターフェース５２
及びＲＦトランシーバ５４との接続をそれぞれ形成する
インターフェース５８及び６０へ接続される。プログラ
ム記憶装置６６は、通常読取り専用メモリ（ＲＯＭ）で
あり、一方、データ記憶装置６８は、静的又は動的ラン
ダム・アクセス・メモリ（ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭ）であ
る。受信された又は送信すべきパケットは、データ記憶
装置６８に保持され、マイクロプロセッサ６２の一部で
ある直列チャネル及びＤＭＡコントローラ（図示せず）
の制御の下にインターフェース５８を介してＲＦトラン
シーバ５４との間で通信し合う。これらの直列チャネル
の機能は、ＨＤＬＣ（High-level data link control）
パケット構造内にデータ及び制御情報を格納し、かつそ
のパケットを直列にＲＦトランシーバ５４へ与えること
である。ＨＤＬＣパケット構造に関するさらに詳細な情
報は、例えば「Telecommunication Networks:Protocol
s, Modeling and Analysis」, Addison-Wesley(1988)を
参照されたい。
６４によりプログラム記憶装置６６、データ記憶装置６
８へ接続され、また同様にバス・インターフェース５２
及びＲＦトランシーバ５４との接続をそれぞれ形成する
インターフェース５８及び６０へ接続される。プログラ
ム記憶装置６６は、通常読取り専用メモリ（ＲＯＭ）で
あり、一方、データ記憶装置６８は、静的又は動的ラン
ダム・アクセス・メモリ（ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭ）であ
る。受信された又は送信すべきパケットは、データ記憶
装置６８に保持され、マイクロプロセッサ６２の一部で
ある直列チャネル及びＤＭＡコントローラ（図示せず）
の制御の下にインターフェース５８を介してＲＦトラン
シーバ５４との間で通信し合う。これらの直列チャネル
の機能は、ＨＤＬＣ（High-level data link control）
パケット構造内にデータ及び制御情報を格納し、かつそ
のパケットを直列にＲＦトランシーバ５４へ与えること
である。ＨＤＬＣパケット構造に関するさらに詳細な情
報は、例えば「Telecommunication Networks:Protocol
s, Modeling and Analysis」, Addison-Wesley(1988)を
参照されたい。
【００１９】パケットがＲＦトランシーバ５４を通って
受信されると、直列チャネルはそのパケットの宛先アド
レスを調べ、エラーを検査し、そしてそのパケットを直
列でない形でデータ記憶装置６８へ送る。直列チャネル
は、特定のアダプタ・アドレス及びブロードキャスト
（同報通信）・アドレスを認識できなければならない。
適切な直列チャネルとタイマ装置をもつ特殊なマイクロ
プロセッサとしては、Motorola 68302 及び National H
PC46400E がある。
受信されると、直列チャネルはそのパケットの宛先アド
レスを調べ、エラーを検査し、そしてそのパケットを直
列でない形でデータ記憶装置６８へ送る。直列チャネル
は、特定のアダプタ・アドレス及びブロードキャスト
（同報通信）・アドレスを認識できなければならない。
適切な直列チャネルとタイマ装置をもつ特殊なマイクロ
プロセッサとしては、Motorola 68302 及び National H
PC46400E がある。
【００２０】コンピュータ５０は、１又は複数のユーザ
・アプリケーション・プログラム７２をサポートするオ
ペレーティング・システム７０を実行する。オペレーテ
ィング・システム７０が１又は複数の通信マネージャ７
４を含んでいてもよく、その通信マネージャ７４自身
が、このコンピュータにインストールされたアプリケー
ション・プログラムであってもよい。いずれにしても、
通信マネージャ７４は、オペレーティング・システム７
０を介してデバイス・ドライバ７６を制御する。それに
より、デバイス・ドライバ７６は、バス・インターフェ
ース５２を介してトランシーバ・アダプタ３６又は４４
と通信する。
・アプリケーション・プログラム７２をサポートするオ
ペレーティング・システム７０を実行する。オペレーテ
ィング・システム７０が１又は複数の通信マネージャ７
４を含んでいてもよく、その通信マネージャ７４自身
が、このコンピュータにインストールされたアプリケー
ション・プログラムであってもよい。いずれにしても、
通信マネージャ７４は、オペレーティング・システム７
０を介してデバイス・ドライバ７６を制御する。それに
より、デバイス・ドライバ７６は、バス・インターフェ
ース５２を介してトランシーバ・アダプタ３６又は４４
と通信する。
【００２１】図４は、本発明による、制御ヘッダＡＨと
データ転送フェーズＡをもつ複数のスロットとを含む周
波数ホッピングのシーケンスである１つのタイム・フレ
ームを表現している。
データ転送フェーズＡをもつ複数のスロットとを含む周
波数ホッピングのシーケンスである１つのタイム・フレ
ームを表現している。
【００２２】説明のために、本発明の実施例は、１つの
フレームのみからなるホッピングを行うものとする。
フレームのみからなるホッピングを行うものとする。
【００２３】制御フェーズの間、制御情報を含む制御ヘ
ッダＡＨは、ベース・ステーションにより同報通信され
る。ＡＨ内の制御情報は、他のデータの中に、ステーシ
ョンが周波数ホッピングを実行しかつ互いに同期状態を
維持するために必要な情報を含む。
ッダＡＨは、ベース・ステーションにより同報通信され
る。ＡＨ内の制御情報は、他のデータの中に、ステーシ
ョンが周波数ホッピングを実行しかつ互いに同期状態を
維持するために必要な情報を含む。
【００２４】データ転送フェーズＡは、マルチプル・ア
クセス・プロトコルに従って、ベース・ステーションか
ら移動ステーションへ伝送される出ていくデータ及び移
動ステーションからベース・ステーションへ伝送される
入ってくるデータを含む。
クセス・プロトコルに従って、ベース・ステーションか
ら移動ステーションへ伝送される出ていくデータ及び移
動ステーションからベース・ステーションへ伝送される
入ってくるデータを含む。
【００２５】図５は、前述の、周波数ホッピングを行う
ために必要な制御ヘッダＡＨの制御情報を示している。
図５に示されるようにヘッダＡＨに入っているアドレス
情報は、独自にベース・ステーションを識別するために
必要な全ての関連情報を含む。例えば、一対のネットワ
ークＩＤ及びベースＩＤからなっており、ネットワーク
ＩＤがネットワークの識別子であり、ベースＩＤがその
ネットワーク内のベース・ステーションの識別子であ
る。「ＨＯＰの残り時間」は、このホッピングの残りの
持続時間を示すパラメータである。遠隔ステーション
は、ホッピング・パターンの次の搬送周波数に切換える
時点を判断するためにこの情報を用いる。「フレーム
長」は、このフレームの長さを示すパラメータである。
この情報は、フレームのシーケンスにおいてＡＨヘッダ
情報が予測される時点を判断するために遠隔ステーショ
ンにより用いられる。Ｆ（１），．．．，Ｆ（Ｎ）は、
次のＮ個のホッピング周波数である。Ｎ個の周波数のリ
ストは、次に示す目的のために遠隔ステーションにより
受信され用いられる。
ために必要な制御ヘッダＡＨの制御情報を示している。
図５に示されるようにヘッダＡＨに入っているアドレス
情報は、独自にベース・ステーションを識別するために
必要な全ての関連情報を含む。例えば、一対のネットワ
ークＩＤ及びベースＩＤからなっており、ネットワーク
ＩＤがネットワークの識別子であり、ベースＩＤがその
ネットワーク内のベース・ステーションの識別子であ
る。「ＨＯＰの残り時間」は、このホッピングの残りの
持続時間を示すパラメータである。遠隔ステーション
は、ホッピング・パターンの次の搬送周波数に切換える
時点を判断するためにこの情報を用いる。「フレーム
長」は、このフレームの長さを示すパラメータである。
この情報は、フレームのシーケンスにおいてＡＨヘッダ
情報が予測される時点を判断するために遠隔ステーショ
ンにより用いられる。Ｆ（１），．．．，Ｆ（Ｎ）は、
次のＮ個のホッピング周波数である。Ｎ個の周波数のリ
ストは、次に示す目的のために遠隔ステーションにより
受信され用いられる。
【００２６】−指定されたホッピング・パターンを作成
し構成するために遠隔ステーションにより周波数のリス
トが用いられる。 −そのホッピング・パターンを更新するために遠隔ステ
ーションによりこのリストが用いられることになる。遠
隔ステーションは、ベース・ステーションがセル内の干
渉に対処するために動的なホッピング修正方式を用いる
場合に、そのパターン変更に追随し続ける必要がある。
し構成するために遠隔ステーションにより周波数のリス
トが用いられる。 −そのホッピング・パターンを更新するために遠隔ステ
ーションによりこのリストが用いられることになる。遠
隔ステーションは、ベース・ステーションがセル内の干
渉に対処するために動的なホッピング修正方式を用いる
場合に、そのパターン変更に追随し続ける必要がある。
【００２７】Ｎの値はシステム設計パラメータであり、
遠隔ステーションが高度の信頼性をもった同期を維持す
ることができるように選ばれる。Ｎ＝４かつヘッダＡＨ
のエラー率を１％未満と仮定すると、４個の連続するヘ
ッダ全てについての欠損の確率は１０-8未満となる。
遠隔ステーションが高度の信頼性をもった同期を維持す
ることができるように選ばれる。Ｎ＝４かつヘッダＡＨ
のエラー率を１％未満と仮定すると、４個の連続するヘ
ッダ全てについての欠損の確率は１０-8未満となる。
【００２８】図６は、初期におけるパターン獲得ステッ
プを示す。遠隔ステーションは、最初に電源オンされた
とき、その周辺のベース・ステーションがいずれである
のか、そしてどのような周波数ホッピング・パターンを
それが有しているのかを知らない。しかしながら、その
遠隔ステーションは、ホッピング長さとスーパーフレー
ム長さについてはいずれも知っているものとする。遠隔
ステーションは、そのホーム・ベースを選択するにあた
って図６に示したアルゴリズムの実行に依存する。遠隔
ステーションは、最初に電源オンされたとき、固定され
た周波数で受信し近隣のベース・ステーションからの有
効ヘッダ・メッセージを探索する。ＲＳＳＩ（受信信号
強度標示）、ＨＯＲ（ヘッダ観測レート）及びＬＦ（ロ
ード・ファクタ）等のインジケータをモニタすることが
できる。スーパーフレームの長さに等しい一定の期間経
過後、別の周波数へ切換ってモニタを続ける。このモニ
タ・プロセスの間、遠隔ステーションは各ベース・ステ
ーションからのＲＳＳＩ、ＨＯＲ、及びＬＦを記録し続
ける。遠隔ステーションが最初のホーム・ベースを選ぶ
前に、周波数の数（Ｍ）が検査される。なぜなら、遠隔
ステーションは、周波数に依存するフェージングの影響
を除去するためにいくつかの周波数において観測された
ＲＳＳＩの平均を基にすべきだからである。その上、Ｈ
ＯＲとＬＦは、これらがいくつかのモニタ・サイクルの
結果を平均化することにより計算される場合にはさらに
重要なパラメータである。
プを示す。遠隔ステーションは、最初に電源オンされた
とき、その周辺のベース・ステーションがいずれである
のか、そしてどのような周波数ホッピング・パターンを
それが有しているのかを知らない。しかしながら、その
遠隔ステーションは、ホッピング長さとスーパーフレー
ム長さについてはいずれも知っているものとする。遠隔
ステーションは、そのホーム・ベースを選択するにあた
って図６に示したアルゴリズムの実行に依存する。遠隔
ステーションは、最初に電源オンされたとき、固定され
た周波数で受信し近隣のベース・ステーションからの有
効ヘッダ・メッセージを探索する。ＲＳＳＩ（受信信号
強度標示）、ＨＯＲ（ヘッダ観測レート）及びＬＦ（ロ
ード・ファクタ）等のインジケータをモニタすることが
できる。スーパーフレームの長さに等しい一定の期間経
過後、別の周波数へ切換ってモニタを続ける。このモニ
タ・プロセスの間、遠隔ステーションは各ベース・ステ
ーションからのＲＳＳＩ、ＨＯＲ、及びＬＦを記録し続
ける。遠隔ステーションが最初のホーム・ベースを選ぶ
前に、周波数の数（Ｍ）が検査される。なぜなら、遠隔
ステーションは、周波数に依存するフェージングの影響
を除去するためにいくつかの周波数において観測された
ＲＳＳＩの平均を基にすべきだからである。その上、Ｈ
ＯＲとＬＦは、これらがいくつかのモニタ・サイクルの
結果を平均化することにより計算される場合にはさらに
重要なパラメータである。
【００２９】最初のホーム・ベースを選択する際、選択
基準であるＲＳＳＩ、ＨＯＲ、又はＬＦに対して異なる
重要度を与えることができる。複数の選択基準に基づい
て初期ホーム・ベースを選択するための方法は、既知の
技術である。一定の数（例えば、Ｍ＝５）の周波数が検
査されて最初のホーム・ベースが選択された後、遠隔ス
テーションは、その選ばれたホーム・ベースの周波数ホ
ッピング・パターンへロックする。
基準であるＲＳＳＩ、ＨＯＲ、又はＬＦに対して異なる
重要度を与えることができる。複数の選択基準に基づい
て初期ホーム・ベースを選択するための方法は、既知の
技術である。一定の数（例えば、Ｍ＝５）の周波数が検
査されて最初のホーム・ベースが選択された後、遠隔ス
テーションは、その選ばれたホーム・ベースの周波数ホ
ッピング・パターンへロックする。
【００３０】遠隔ステーションは、そのホーム・ベース
から周波数ホッピング・シーケンスを最初に獲得した
後、ホッピング・パターン追尾状態に入る。図７は、こ
の状態における流れ図を示す。
から周波数ホッピング・シーケンスを最初に獲得した
後、ホッピング・パターン追尾状態に入る。図７は、こ
の状態における流れ図を示す。
【００３１】遠隔ステーションは、周波数ホッピング・
シーケンスを得た後に「ＳＹＮＣ（同期）」状態にな
る。この時点で、遠隔ステーションは、次の周波数ホッ
ピングのヘッダ・メッセージを探そうとする。探せた場
合は、遠隔ステーションは「ＳＹＮＣ」状態に留まる。
探し出せない場合、「ＭＩＳＳ（欠損） １」状態に入
る。この時点で、遠隔ステーションは、再び次の周波数
ホッピングのヘッダを探そうとする。探せた場合は、遠
隔ステーションは「ＳＹＮＣ」状態に戻る。探し出せな
い場合、「ＭＩＳＳ ２」状態に入る。このヘッダ・ハ
ンティングの手順は、あるシーケンスでＮ個のヘッダが
失われるまで続けられる。この状況で、遠隔ステーショ
ンは「ＯＵＴ ＯＦ ＳＹＮＣ（非同期）」状態に入る。
シーケンスを得た後に「ＳＹＮＣ（同期）」状態にな
る。この時点で、遠隔ステーションは、次の周波数ホッ
ピングのヘッダ・メッセージを探そうとする。探せた場
合は、遠隔ステーションは「ＳＹＮＣ」状態に留まる。
探し出せない場合、「ＭＩＳＳ（欠損） １」状態に入
る。この時点で、遠隔ステーションは、再び次の周波数
ホッピングのヘッダを探そうとする。探せた場合は、遠
隔ステーションは「ＳＹＮＣ」状態に戻る。探し出せな
い場合、「ＭＩＳＳ ２」状態に入る。このヘッダ・ハ
ンティングの手順は、あるシーケンスでＮ個のヘッダが
失われるまで続けられる。この状況で、遠隔ステーショ
ンは「ＯＵＴ ＯＦ ＳＹＮＣ（非同期）」状態に入る。
【００３２】「ＯＵＴ ＯＦ ＳＹＮＣ」状態では、遠隔
ステーションは、延長期間（少なくともスーパーフレー
ムの長さ）の間ある周波数へ切換り、近隣の全てのベー
ス・ステーションからのヘッダ伝送をモニタする。もし
そのホーム・ベースからのヘッダを見出したならば、再
び「ＳＹＮＣ」状態に戻る。見いだせない場合は、別の
周波数に切換ってヘッダをモニタする。このヘッダ・モ
ニタ・プロセスは、Ｍ個の周波数をモニタした後、遠隔
ステーションがそのホーム・ベースからのヘッダを見出
せなかったときに終了する。この時点で、遠隔ステーシ
ョンは別のホーム・ベースを選択し、その周波数ホッピ
ング・パターンへロックする。
ステーションは、延長期間（少なくともスーパーフレー
ムの長さ）の間ある周波数へ切換り、近隣の全てのベー
ス・ステーションからのヘッダ伝送をモニタする。もし
そのホーム・ベースからのヘッダを見出したならば、再
び「ＳＹＮＣ」状態に戻る。見いだせない場合は、別の
周波数に切換ってヘッダをモニタする。このヘッダ・モ
ニタ・プロセスは、Ｍ個の周波数をモニタした後、遠隔
ステーションがそのホーム・ベースからのヘッダを見出
せなかったときに終了する。この時点で、遠隔ステーシ
ョンは別のホーム・ベースを選択し、その周波数ホッピ
ング・パターンへロックする。
【００３３】上記の方法により、遠隔ステーションはそ
のホッピング・パターンを追尾し続け、４個以上の連続
フレームが失われた場合でもフォールト・トレラントな
周波数同期を維持する。このロジックは図８の流れ図に
概略的に示されている。この流れ図では、ＡＨ．Ｆ
（１）、ＡＨ．Ｆ（２）、ＡＨ．Ｆ（３）及びＡＨ．Ｆ
（４）が各ＡＨヘッダに標示された４つの周波数に対応
する。ＴＦは、フレーム持続時間（＝ホッピング長／ホ
ッピングあたりのフレームの数）である。４つのＲＡＭ
の位置ｆ（１）、ｆ（２）、ｆ（３）及びｆ（４）が、
現在の周波数の後に用いる次の４個の周波数を与えるた
めに規定されている。
のホッピング・パターンを追尾し続け、４個以上の連続
フレームが失われた場合でもフォールト・トレラントな
周波数同期を維持する。このロジックは図８の流れ図に
概略的に示されている。この流れ図では、ＡＨ．Ｆ
（１）、ＡＨ．Ｆ（２）、ＡＨ．Ｆ（３）及びＡＨ．Ｆ
（４）が各ＡＨヘッダに標示された４つの周波数に対応
する。ＴＦは、フレーム持続時間（＝ホッピング長／ホ
ッピングあたりのフレームの数）である。４つのＲＡＭ
の位置ｆ（１）、ｆ（２）、ｆ（３）及びｆ（４）が、
現在の周波数の後に用いる次の４個の周波数を与えるた
めに規定されている。
【００３４】メモリ・テーブルによる手法に基づくフォ
ールト・トレラント周波数ホッピング同期について、以
下に説明する。この手法の主要な考え方は、図９に示す
ステップにより周波数ホッピング・パターンを学習し、
それを記憶し、かつ必要であればそれを更新することで
ある。そして、もし後続の周波数が失われた場合は、記
憶されたテーブルが利用される。Ｎが周波数ホッピング
・パターンにおける周波数の数に相当すると仮定する。
Ｎ個のＲＡＭ位置ｆ（１）、ｆ（２）、．．．、ｆ
（Ｎ）が周波数ホッピング・パターンにおける周波数の
シーケンスを与えるとする。ＲＦモデムが、ホッピング
・テーブルを保持する。このモデムは、先ず、デフォー
ルト周波数である、ｆ＿ｄｅｆａｕｌｔで受信する。ホ
ッピング・テーブルは、ヘッダＡＨの周波数パターン情
報に基づいて更新されることにより現状態を保持する。
ホッピング・パターンに対する動的な変化は、ベース・
ステーションにより各ヘッダで運ばれ、遠隔ステーショ
ンの周波数テーブルを更新するために用いられる。この
方法がうまくいかない唯一のケースとしては、４つの連
続する失われた周波数シーケンスの直後に周波数が変更
される状況が相当する。それにもかかわらず、もし続く
周波数が記憶された周波数と一致するならば、再び同期
が保証される。
ールト・トレラント周波数ホッピング同期について、以
下に説明する。この手法の主要な考え方は、図９に示す
ステップにより周波数ホッピング・パターンを学習し、
それを記憶し、かつ必要であればそれを更新することで
ある。そして、もし後続の周波数が失われた場合は、記
憶されたテーブルが利用される。Ｎが周波数ホッピング
・パターンにおける周波数の数に相当すると仮定する。
Ｎ個のＲＡＭ位置ｆ（１）、ｆ（２）、．．．、ｆ
（Ｎ）が周波数ホッピング・パターンにおける周波数の
シーケンスを与えるとする。ＲＦモデムが、ホッピング
・テーブルを保持する。このモデムは、先ず、デフォー
ルト周波数である、ｆ＿ｄｅｆａｕｌｔで受信する。ホ
ッピング・テーブルは、ヘッダＡＨの周波数パターン情
報に基づいて更新されることにより現状態を保持する。
ホッピング・パターンに対する動的な変化は、ベース・
ステーションにより各ヘッダで運ばれ、遠隔ステーショ
ンの周波数テーブルを更新するために用いられる。この
方法がうまくいかない唯一のケースとしては、４つの連
続する失われた周波数シーケンスの直後に周波数が変更
される状況が相当する。それにもかかわらず、もし続く
周波数が記憶された周波数と一致するならば、再び同期
が保証される。
【００３５】周波数ホッピングが図１０に示すように複
数のフレームを含む場合の実施例は、」上記のホッピン
グ同期を得るために直接的な方法で一般化することがで
きる。
数のフレームを含む場合の実施例は、」上記のホッピン
グ同期を得るために直接的な方法で一般化することがで
きる。
【００３６】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【００３７】（１）ベース・ステーションと複数の遠隔
ステーションを有し、異なる搬送周波数へ変化する周波
数ホッピングのシーケンスを用いて該ベース・ステーシ
ョンが該遠隔ステーションに対して情報を伝送する周波
数ホッピングのための技術を備えるマルチセルラ通信ネ
ットワーク・システムにおいて、該伝送の間の同期のた
めに連続的なフレームを発生し、獲得しかつ追尾するた
めの方法であって、１．前記ベース・ステーションの各
々から前記遠隔ステーションへ伝送されるべきデータ・
フレームであって、ヘッダ部分とデータ転送部分とを有
する該データ・フレームを発生するステップと、２．周
波数ホッピング制御情報を前記フレームのヘッダ部分へ
含めるステップと、３．異なる搬送周波数へ変化する周
波数ホッピングのシーケンスを用いて前記ベース・ステ
ーションから前記遠隔ステーションへ複数の前記フレー
ムを伝送するステップとを含むマルチセルラ通信ネット
ワーク・システムにおける同期のための方法。 （２）周波数ホッピング制御情報を前記フレーム・ヘッ
ダ部分へ含める前記ステップ２が、前記ネットワーク内
の前記ベース・ステーションのアドレスを含めるステッ
プと、用いられている前記周波数ホッピングの残り時間
を含めるステップと、前記フレームのフレーム長を含め
るステップと、前記変化する周波数ホッピングにおいて
用いられる次のホッピング周波数のリストを含めるステ
ップとを有する上記（１）に記載の方法。 （３）遠隔ステーションが、フレーム長に等しい一定の
期間の間、異なるベース・ステーションから伝送される
情報のフレームを異なる周波数で繰返し受信し、そして
受信された該異なるベース・ステーションの中から選択
されたベース・ステーションの周波数ホッピング・シー
ケンスへロックすることでホーム・ベースを選択するこ
とにより、該遠隔ステーションが、前記ステップ３にお
いてベース・ステーションから伝送される複数のフレー
ムを獲得するための技術を実施するステップ４をさらに
含む上記（２）に記載の方法。 （４）前記遠隔ステーションが、前記異なるベース・ス
テーションから伝送された前記フレームのインジケータ
をモニタしかつ記録し、該インジケータが、該異なるベ
ース・ステーションからの受信された信号強度標示（Ｒ
ＳＳＩ）、ヘッダ観測速度（ＨＯＲ）及びロード・ファ
クタ（ＬＦ）であり、かつ前記選択されたホーム・ベー
スが該インジケータの基準に従い選択されたものである
上記（３）に記載の方法。 （５）前記獲得するステップにおいてホーム・ベースを
選択した後、前記方法が周波数ホッピング・シーケンス
追尾技術を実施し、該周波数ホッピング・シーケンス追
尾技術が、次の周波数ホッピングを含む前記周波数ホッ
ピング・シーケンスを獲得し、該選択されたホーム・ベ
ースから伝送された該次の周波数ホッピングのヘッダ情
報を探索し、該ヘッダ情報を見出したならば前記遠隔ス
テーションがＳＹＮＣ状態（同期状態）の動作に入り、
予め設定された周波数ホッピングの数の後該ヘッダ情報
を見出せなかったならば、該遠隔ステーションがＯＵＴ
ＯＦ ＳＹＮＣ状態（非同期状態）の動作に入るステッ
プを有する同期技術を含む上記（４）に記載の方法。 （６）前記遠隔ステーションが前記周波数ホッピング・
シーケンス追尾技術における前記ＯＵＴ ＯＦ ＳＹＮＣ
状態にあるとき、選択された試行回数によっても前記Ｓ
ＹＮＣ状態の動作が得られなければ、該遠隔ステーショ
ンは、フレーム長と等しいか又はフレーム長よりも長い
所定の期間の間、所定の周波数に切り替り、そして前記
ネットワークの一連の他のベース・ステーションから伝
送されるフレームのヘッダ情報をモニタして別のベース
・ステーションを新しいホーム・ベースとして選択する
上記（５）に記載の方法。 （７）前記周波数ホッピング・シーケンスに別々の周波
数を記憶し、デフォールト周波数と称される特定の周波
数に対し前記遠隔ステーションにて受信し、前記ベース
・ステーションから伝送される前記フレーム・ヘッダの
周波数ホッピング・シーケンス・データの変更に基づい
てメモリ・テーブルを更新することにより、周波数ホッ
ピング・テーブルが初期化されかつ該メモリ・テーブル
に記憶されるフォールト・トレラント周波数ホッピング
同期のための技術をさらに含む上記（６）に記載の方
法。
ステーションを有し、異なる搬送周波数へ変化する周波
数ホッピングのシーケンスを用いて該ベース・ステーシ
ョンが該遠隔ステーションに対して情報を伝送する周波
数ホッピングのための技術を備えるマルチセルラ通信ネ
ットワーク・システムにおいて、該伝送の間の同期のた
めに連続的なフレームを発生し、獲得しかつ追尾するた
めの方法であって、１．前記ベース・ステーションの各
々から前記遠隔ステーションへ伝送されるべきデータ・
フレームであって、ヘッダ部分とデータ転送部分とを有
する該データ・フレームを発生するステップと、２．周
波数ホッピング制御情報を前記フレームのヘッダ部分へ
含めるステップと、３．異なる搬送周波数へ変化する周
波数ホッピングのシーケンスを用いて前記ベース・ステ
ーションから前記遠隔ステーションへ複数の前記フレー
ムを伝送するステップとを含むマルチセルラ通信ネット
ワーク・システムにおける同期のための方法。 （２）周波数ホッピング制御情報を前記フレーム・ヘッ
ダ部分へ含める前記ステップ２が、前記ネットワーク内
の前記ベース・ステーションのアドレスを含めるステッ
プと、用いられている前記周波数ホッピングの残り時間
を含めるステップと、前記フレームのフレーム長を含め
るステップと、前記変化する周波数ホッピングにおいて
用いられる次のホッピング周波数のリストを含めるステ
ップとを有する上記（１）に記載の方法。 （３）遠隔ステーションが、フレーム長に等しい一定の
期間の間、異なるベース・ステーションから伝送される
情報のフレームを異なる周波数で繰返し受信し、そして
受信された該異なるベース・ステーションの中から選択
されたベース・ステーションの周波数ホッピング・シー
ケンスへロックすることでホーム・ベースを選択するこ
とにより、該遠隔ステーションが、前記ステップ３にお
いてベース・ステーションから伝送される複数のフレー
ムを獲得するための技術を実施するステップ４をさらに
含む上記（２）に記載の方法。 （４）前記遠隔ステーションが、前記異なるベース・ス
テーションから伝送された前記フレームのインジケータ
をモニタしかつ記録し、該インジケータが、該異なるベ
ース・ステーションからの受信された信号強度標示（Ｒ
ＳＳＩ）、ヘッダ観測速度（ＨＯＲ）及びロード・ファ
クタ（ＬＦ）であり、かつ前記選択されたホーム・ベー
スが該インジケータの基準に従い選択されたものである
上記（３）に記載の方法。 （５）前記獲得するステップにおいてホーム・ベースを
選択した後、前記方法が周波数ホッピング・シーケンス
追尾技術を実施し、該周波数ホッピング・シーケンス追
尾技術が、次の周波数ホッピングを含む前記周波数ホッ
ピング・シーケンスを獲得し、該選択されたホーム・ベ
ースから伝送された該次の周波数ホッピングのヘッダ情
報を探索し、該ヘッダ情報を見出したならば前記遠隔ス
テーションがＳＹＮＣ状態（同期状態）の動作に入り、
予め設定された周波数ホッピングの数の後該ヘッダ情報
を見出せなかったならば、該遠隔ステーションがＯＵＴ
ＯＦ ＳＹＮＣ状態（非同期状態）の動作に入るステッ
プを有する同期技術を含む上記（４）に記載の方法。 （６）前記遠隔ステーションが前記周波数ホッピング・
シーケンス追尾技術における前記ＯＵＴ ＯＦ ＳＹＮＣ
状態にあるとき、選択された試行回数によっても前記Ｓ
ＹＮＣ状態の動作が得られなければ、該遠隔ステーショ
ンは、フレーム長と等しいか又はフレーム長よりも長い
所定の期間の間、所定の周波数に切り替り、そして前記
ネットワークの一連の他のベース・ステーションから伝
送されるフレームのヘッダ情報をモニタして別のベース
・ステーションを新しいホーム・ベースとして選択する
上記（５）に記載の方法。 （７）前記周波数ホッピング・シーケンスに別々の周波
数を記憶し、デフォールト周波数と称される特定の周波
数に対し前記遠隔ステーションにて受信し、前記ベース
・ステーションから伝送される前記フレーム・ヘッダの
周波数ホッピング・シーケンス・データの変更に基づい
てメモリ・テーブルを更新することにより、周波数ホッ
ピング・テーブルが初期化されかつ該メモリ・テーブル
に記憶されるフォールト・トレラント周波数ホッピング
同期のための技術をさらに含む上記（６）に記載の方
法。
【００３８】
【発明の効果】以上述べてきたことは、ベース・ステー
ションとの同期においてホッピングを望む遠隔ステーシ
ョンの組へ、ベース・ステーションから周波数ホッピン
グ制御情報を周期的に同報通信するための方法である。
この方法は、さらに、新しく到着した遠隔ステーション
（すなわち、電源オンされたばかりの遠隔ステーショ
ン）が周波数ホッピング情報を獲得することを可能と
し、そしてベース・ステーションからの同報通信制御ヘ
ッダ・メッセージが劣悪な伝搬条件のために断続的に失
われるような場合であっても、周波数ホッピング情報の
信頼性のある連続的な追尾を可能にするものである。
ションとの同期においてホッピングを望む遠隔ステーシ
ョンの組へ、ベース・ステーションから周波数ホッピン
グ制御情報を周期的に同報通信するための方法である。
この方法は、さらに、新しく到着した遠隔ステーション
（すなわち、電源オンされたばかりの遠隔ステーショ
ン）が周波数ホッピング情報を獲得することを可能と
し、そしてベース・ステーションからの同報通信制御ヘ
ッダ・メッセージが劣悪な伝搬条件のために断続的に失
われるような場合であっても、周波数ホッピング情報の
信頼性のある連続的な追尾を可能にするものである。
【図１】本発明が実施された典型的な無線デジタル・デ
ータ通信システムを示す外観図である。
ータ通信システムを示す外観図である。
【図２】従来技術である移動ステーション及びベース・
ステーションの基本的構成要素を示した図１のシステム
のブロック図である。
ステーションの基本的構成要素を示した図１のシステム
のブロック図である。
【図３】本発明の好適例の実施において用いた無線シス
テムのブロック図である。
テムのブロック図である。
【図４】本発明による通信システムにおいて用いた周波
数ホッピングのタイム・フレームの概略図である。
数ホッピングのタイム・フレームの概略図である。
【図５】図４のタイム・フレームのヘッダに含まれる情
報の概略図である。
報の概略図である。
【図６】本発明の同期技術におけるモニタ及び選択状態
で用いられたステップの流れ図である。
で用いられたステップの流れ図である。
【図７】本発明の同期技術における追尾状態で用いられ
たステップの流れ図である。
たステップの流れ図である。
【図８】本発明による同期技術におけるホッピング・パ
ターンへのロック及びホッピング・パターンの追尾のた
めに用いられるステップの流れ図である。
ターンへのロック及びホッピング・パターンの追尾のた
めに用いられるステップの流れ図である。
【図９】本発明の原理による、周波数ホッピング同期を
維持するためのメモリ・テーブルを基にする手法の流れ
図である。
維持するためのメモリ・テーブルを基にする手法の流れ
図である。
【図１０】複数フレームをもつ周波数ホッピングを示し
た図である。
た図である。
１０、１２、１４、１６ 遠隔ステーション ２６、２８ ベース・ステーション ２４ ＬＡＮ ４２ アンテナ ４４ トランシーバ・アダプタ ４６、４８ ソフトウェア ５０ コンピュータ ５２ バス・インターフェース ５４ ＲＦトランシーバ ５６ マイクロプロセッサ・システム ６０ システム・インターフェース ６２ マイクロプロセッサ ６４ メモリ・バス ６６ プログラム記憶装置 ６８ データ記憶装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チア−チ・フアング 台湾、フシンチュ、フォーティファイ ブ・レイン・ワンハンドレッドアンドフ ィフティファイブ・シン−ピン・ロー ド、サード・フロア（番地無し) (72)発明者 イラン・ケスラ アメリカ合衆国10463、ニューヨーク州、 ブロンクス、アパートメント・フォーハ ンドレッドアンドワン、ネザーランド・ アベニュー 2600 (72)発明者 カダスア・サブラマンヤ・ナタラジャン アメリカ合衆国10546、ニューヨーク州、 ミルウッド、オーバブルーク・ドライブ 25 (56)参考文献 特開 平５−191378（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】複数のベース・ステーション及び複数の遠
隔ステーションを有し、異なる搬送周波数の周波数ホッ
ピングのシーケンスを用いて前記ベース・ステーション
が前記遠隔ステーションに情報を伝送するマルチセルラ
通信ネットワーク・システムにおいて、前記ベース・ス
テーションから伝送される連続的なデータ・フレームで
フォールト・トレラント周波数ホッピング同期を達成す
るために、ヘッダ部およびデータ転送部を有し、前記遠隔ステーシ
ョンへ伝送されるべきデータ・フレームを前記ベース・
ステーションで生成 するステップと、ネットワーク内における前記ベース・ステーションのア
ドレス、現在の周波数ホッピングの残りの持続時間、前
記フレームのフレーム長、及び前記周波数ホッピングの
シーケンスで使用されるべき後続のホッピング周波数の
リストを含む周波数ホッピング制御情報を前記ヘッダ部
に組み込む ステップと、異なる搬送周波数の周波数ホッピングのシーケンスを用
いて前記データ・フレームを前記ベース・ステーション
から前記遠隔ステーションへ 伝送するステップと、 非同期状態になった遠隔ステーションにおいて、少なく
ともフレームの長さに等しい時間にわたって所与の周波
数に切り替えて前記周波数ホッピング制御情報をモニタ
し、所定回数の試行でも同期状態が得られなければ、新
たなホーム・ベースを選択するステップと 、を含むフォールト・トレラント周波数ホッピング同期に
よる通信方法 。 - 【請求項２】遠隔ステーションが、フレーム長に等しい
一定の期間の間、異なるベース・ステーションから伝送
される情報のフレームを異なる周波数で繰返し受信し、
該異なるベース・ステーションの中から選択されたベー
ス・ステーションの周波数ホッピング・シーケンスへロ
ックすることでホーム・ベースを選択するステップをさ
らに含む請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】前記ホーム・ベースを選択した遠隔ステー
ションは、前記ホーム・ベースから 伝送されてくるフレ
ームから前記ホッピング周波数のリストを取り出し、該
リストに基づいて前記ホーム・ベースからのヘッダ部の
情報を探索し、該ヘッダ部の情報を見出したならば同期
状態に入り、所定数の周波数ホッピングの後でも該ヘッ
ダ部の情報を見出せなかったならば非同期状態に入る、
請求項２に記載の方法。
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| US142555 | 1993-10-22 |
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