JP3202755B2 - マルチモード・ワイヤレス光通信を可能にする耐久的な方法及び装置 - Google Patents
マルチモード・ワイヤレス光通信を可能にする耐久的な方法及び装置Info
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- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
- H04L7/04—Speed or phase control by synchronisation signals
- H04L7/041—Speed or phase control by synchronisation signals using special codes as synchronising signal
- H04L7/042—Detectors therefor, e.g. correlators, state machines
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
- H04B10/114—Indoor or close-range type systems
- H04B10/1141—One-way transmission
-
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04B10/1149—Arrangements for indoor wireless networking of information
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/0001—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
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- H04L7/041—Speed or phase control by synchronisation signals using special codes as synchronising signal
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、マルチモード・ワイヤレス光通信システ
ム、及びそのような通信システムにおいて種々なモード
で動作する異なる種類の装置相互間の通信又は通信の共
存に関するものである。
ム、及びそのような通信システムにおいて種々なモード
で動作する異なる種類の装置相互間の通信又は通信の共
存に関するものである。
背景技術 事務、管理、製造等のすべての分野においてワークス
テーション及びハーソナル・コンピュータ(例えば、デ
スクトップ・コンピュータ又は携帯用コンピュータ)の
数の急速な増大と共に、これらのシステムの融通性のあ
る且つ簡単な相互接続に対する要求も増大している。キ
ーボード、コンピュータ・マウス、プリンタ、プロッ
タ、ファクシミリ機械、スキャナ、ディスプレイ、モデ
ム等のような周辺装置の結合及び相互接続に関する限
り、同様の要求が存在する。電気的な相互接続機器の使
用は、互いにコミュニケートするシステムの数の増加に
伴って問題となり、しかも、多くの場合、システムのロ
ケーション又はサブシステムの構成が頻繁に変更されな
ければならない。従って、そのようなシステムのための
電気的な相互接続機器を排除すること、及びその代わり
にワイヤレス通信を使用することによって融通性を得る
ことが望ましい。
テーション及びハーソナル・コンピュータ(例えば、デ
スクトップ・コンピュータ又は携帯用コンピュータ)の
数の急速な増大と共に、これらのシステムの融通性のあ
る且つ簡単な相互接続に対する要求も増大している。キ
ーボード、コンピュータ・マウス、プリンタ、プロッ
タ、ファクシミリ機械、スキャナ、ディスプレイ、モデ
ム等のような周辺装置の結合及び相互接続に関する限
り、同様の要求が存在する。電気的な相互接続機器の使
用は、互いにコミュニケートするシステムの数の増加に
伴って問題となり、しかも、多くの場合、システムのロ
ケーション又はサブシステムの構成が頻繁に変更されな
ければならない。従って、そのようなシステムのための
電気的な相互接続機器を排除すること、及びその代わり
にワイヤレス通信を使用することによって融通性を得る
ことが望ましい。
システム及び装置の間のディジタル・データのワイヤ
レス転送のために光信号を使用することは、ここ数年の
間に多くの関心を得ており、商業的製品における応用を
導いている。その一例は、電子的家電装置の光学的リモ
ート・コントロールである。別の例としては、オフィス
環境における情報システム相互間の通信である。光通信
システムでは、送信システム及び受信システムの間で転
送されるべきディジタル・データは、送信システムの光
源、特に、赤外線(IR)光源によって照射される変調さ
れた光学的信号に変換され、そして、受信システムによ
って受信されて電気的信号に変換され、しかる後、ディ
ジタル・データに変換される。それらの光学的信号は受
信システムの光学的レシーバに直接的に伝播されてもよ
く、或いは、表面の反射又は散乱のようなプロセスによ
って伝播の方向を変更した後、レシーバに間接的に達す
るようにしてもよい。現在では、前者の場合、1乃至3
メートル程度の距離で近接し且つ適正に揃えられた光学
的トランスミッタ及びレシーバの間でデータ転送が生じ
るポータブル・コンピュータ及び周辺装置において実現
されている。後者の場合は、相互に数メートルも離れた
トランスミッタ及びレシーバの間における光信号の乱れ
のない直接伝送が、直接パスにおける回避し得ない摂動
のために実用的でないか或いは不可能でさえあるという
オフィス環境における応用の代表的なものである。高度
の融通性を得るための1つの既知の方法は、光学的信号
を送信システムから、それらが反射され又は広範囲に散
乱されるオフィスの天井又は壁に照射することである。
従って、その照射はトランスミッタの周囲における或る
一定の領域に分散される。天井から散らされた光信号の
分布は、考察されている特定の環境に特有の数多くの詳
細事項に依存する。しかし、この関連における本質は、
伝送範囲、即ち、送信システムと受信システムとの間の
距離が、以後、伝送範囲と呼ばれる或る最終的な値に制
限されることである。それは、送信された照射のエネル
ギ・フラックスが伝播の距離の増加と共に減少し、受信
感度が最小の信号/雑音比によって制限されるためであ
る。光源の性能及び露光に対する安全要件によって制限
された光パワーのレベルで動作する代表的な既知のシス
テムは、1Mbpsのデータ速度に対して数メートルの伝送
範囲を示した。
レス転送のために光信号を使用することは、ここ数年の
間に多くの関心を得ており、商業的製品における応用を
導いている。その一例は、電子的家電装置の光学的リモ
ート・コントロールである。別の例としては、オフィス
環境における情報システム相互間の通信である。光通信
システムでは、送信システム及び受信システムの間で転
送されるべきディジタル・データは、送信システムの光
源、特に、赤外線(IR)光源によって照射される変調さ
れた光学的信号に変換され、そして、受信システムによ
って受信されて電気的信号に変換され、しかる後、ディ
ジタル・データに変換される。それらの光学的信号は受
信システムの光学的レシーバに直接的に伝播されてもよ
く、或いは、表面の反射又は散乱のようなプロセスによ
って伝播の方向を変更した後、レシーバに間接的に達す
るようにしてもよい。現在では、前者の場合、1乃至3
メートル程度の距離で近接し且つ適正に揃えられた光学
的トランスミッタ及びレシーバの間でデータ転送が生じ
るポータブル・コンピュータ及び周辺装置において実現
されている。後者の場合は、相互に数メートルも離れた
トランスミッタ及びレシーバの間における光信号の乱れ
のない直接伝送が、直接パスにおける回避し得ない摂動
のために実用的でないか或いは不可能でさえあるという
オフィス環境における応用の代表的なものである。高度
の融通性を得るための1つの既知の方法は、光学的信号
を送信システムから、それらが反射され又は広範囲に散
乱されるオフィスの天井又は壁に照射することである。
従って、その照射はトランスミッタの周囲における或る
一定の領域に分散される。天井から散らされた光信号の
分布は、考察されている特定の環境に特有の数多くの詳
細事項に依存する。しかし、この関連における本質は、
伝送範囲、即ち、送信システムと受信システムとの間の
距離が、以後、伝送範囲と呼ばれる或る最終的な値に制
限されることである。それは、送信された照射のエネル
ギ・フラックスが伝播の距離の増加と共に減少し、受信
感度が最小の信号/雑音比によって制限されるためであ
る。光源の性能及び露光に対する安全要件によって制限
された光パワーのレベルで動作する代表的な既知のシス
テムは、1Mbpsのデータ速度に対して数メートルの伝送
範囲を示した。
後者の例は、ワイヤレス光通信の基本的特徴を表して
おり、ワイヤレス通信の他に競合する方法、例えば、無
線(RF)伝送とは対照的にそれが有利に適用される応用
分野を表している。ワイヤレス光通信は、狭い範囲のデ
ータ伝送を可能にし、一方、RF伝送は、潜在的に広い範
囲のデータ伝送を可能にする。更に、壁及び天井のよう
なオフィスの一般的な境界は、光に対して透明ではない
がRF波に対しては一般に透明であるために、オフィス環
境におけるワイヤレス光通信は局所化される。それは、
RF伝送よりも光学的照射に基づくワイヤレス通信システ
ムの方が種々の通信システム相互間で起こり得る干渉を
制御し易く、しかも、データ・セキュリティを達成する
ための簡単な方法を可能にする理由である。RF伝送は通
信規制及び免許によって制限され、一方、ワイヤレス光
通信システムは制限されない。
おり、ワイヤレス通信の他に競合する方法、例えば、無
線(RF)伝送とは対照的にそれが有利に適用される応用
分野を表している。ワイヤレス光通信は、狭い範囲のデ
ータ伝送を可能にし、一方、RF伝送は、潜在的に広い範
囲のデータ伝送を可能にする。更に、壁及び天井のよう
なオフィスの一般的な境界は、光に対して透明ではない
がRF波に対しては一般に透明であるために、オフィス環
境におけるワイヤレス光通信は局所化される。それは、
RF伝送よりも光学的照射に基づくワイヤレス通信システ
ムの方が種々の通信システム相互間で起こり得る干渉を
制御し易く、しかも、データ・セキュリティを達成する
ための簡単な方法を可能にする理由である。RF伝送は通
信規制及び免許によって制限され、一方、ワイヤレス光
通信システムは制限されない。
ワイヤレス光通信システムの極めて重要なパフォーマ
ンス・パラメータは、達成可能なデータ速度及びデータ
を交換するシステム相互間の距離である。オフィス環境
では、単一の光学的トランスミッタの伝送範囲を越える
距離を通してデータを伝送することが必要であることが
ある。しかし、単一の光学的トランスミッタの伝送範囲
は、例えば、光学的レピータを導入することによってワ
イヤレス通信の概念の範囲内で拡大可能である。そのよ
うな拡張システムの一例は、“Communication System i
n which Data are Transferred Between Terminal Stat
ions and Satellite Stations by Infrared Systems
(データが赤外線システムによって端末ステーションと
サテライト・ステーションとの間で転送される通信シス
テム)”と題した米国特許第4,402,090号において提案
されている。この米国特許には、複数のサテライト・ス
テーション、即ち、通常、大きな部屋の天井に固定され
たステーションを提供するシステムが開示されている。
端末はそれらの伝送範囲内のサテライトと光学的に相互
作用することが可能であり、従って、単一のトランスミ
ッタの伝送範囲を超える距離を通したデータの分配を可
能にする。
ンス・パラメータは、達成可能なデータ速度及びデータ
を交換するシステム相互間の距離である。オフィス環境
では、単一の光学的トランスミッタの伝送範囲を越える
距離を通してデータを伝送することが必要であることが
ある。しかし、単一の光学的トランスミッタの伝送範囲
は、例えば、光学的レピータを導入することによってワ
イヤレス通信の概念の範囲内で拡大可能である。そのよ
うな拡張システムの一例は、“Communication System i
n which Data are Transferred Between Terminal Stat
ions and Satellite Stations by Infrared Systems
(データが赤外線システムによって端末ステーションと
サテライト・ステーションとの間で転送される通信シス
テム)”と題した米国特許第4,402,090号において提案
されている。この米国特許には、複数のサテライト・ス
テーション、即ち、通常、大きな部屋の天井に固定され
たステーションを提供するシステムが開示されている。
端末はそれらの伝送範囲内のサテライトと光学的に相互
作用することが可能であり、従って、単一のトランスミ
ッタの伝送範囲を超える距離を通したデータの分配を可
能にする。
ワイヤレス光通信システムを設計する時、そのシステ
ムが完全に暗い環境で使用するように制限されていない
場合、光学的検出器にいつも到達する昼光又は電灯から
の光のような避け難い環境光に気を付けなければならな
い。環境光(蛍光灯、白熱電灯、太陽光)におけるIRエ
ネルギは光学的レシーバにおいて著しいノイズを導くこ
とがある。従って、環境光はレシーバの信号/雑音比に
影響を与え、従って、伝送範囲にも影響する。環境光の
影響に関する更なる詳細は、1995年10月26日に発行され
た(公開番号WO 95/28777)の未決PCT特許出願PCT/EP
94/01196において概説されている。環境光の出現は主
として統計的であり、制御することが困難であることが
多い。しかも、それはスイッチ・オン/オフされる電灯
又は太陽光に対しては明らかであるように、それの強度
は激しく変化することがある。信号/雑音比、従って、
伝送範囲に統計的に影響する更なる現実的な効果は、レ
シーバ信号に影響を与える光路障害物の発生である。オ
フィス環境では、例えば、移動するユーザが伝送信号の
強度及び避け難い環境光の影響を変化させることがあ
る。
ムが完全に暗い環境で使用するように制限されていない
場合、光学的検出器にいつも到達する昼光又は電灯から
の光のような避け難い環境光に気を付けなければならな
い。環境光(蛍光灯、白熱電灯、太陽光)におけるIRエ
ネルギは光学的レシーバにおいて著しいノイズを導くこ
とがある。従って、環境光はレシーバの信号/雑音比に
影響を与え、従って、伝送範囲にも影響する。環境光の
影響に関する更なる詳細は、1995年10月26日に発行され
た(公開番号WO 95/28777)の未決PCT特許出願PCT/EP
94/01196において概説されている。環境光の出現は主
として統計的であり、制御することが困難であることが
多い。しかも、それはスイッチ・オン/オフされる電灯
又は太陽光に対しては明らかであるように、それの強度
は激しく変化することがある。信号/雑音比、従って、
伝送範囲に統計的に影響する更なる現実的な効果は、レ
シーバ信号に影響を与える光路障害物の発生である。オ
フィス環境では、例えば、移動するユーザが伝送信号の
強度及び避け難い環境光の影響を変化させることがあ
る。
現在の光ベースのワイヤレス通信システムにおいて、
環境光の問題を扱う第1の明白な試みが行われた。通
常、普通の部屋の照明に起因することがある低周波(≦
500KHz)AC信号は、光信号を電気的信号に変換した後に
電気的フィルタでもって抑制されることがある。望まし
くない環境光のスペクトルを制限するために光学的フィ
ルタが使用される。しかし、昼光の主要部分は、ワイヤ
レス通信システムに適した光源の光学的照射とスペクト
ル的には同じ範囲にある。
環境光の問題を扱う第1の明白な試みが行われた。通
常、普通の部屋の照明に起因することがある低周波(≦
500KHz)AC信号は、光信号を電気的信号に変換した後に
電気的フィルタでもって抑制されることがある。望まし
くない環境光のスペクトルを制限するために光学的フィ
ルタが使用される。しかし、昼光の主要部分は、ワイヤ
レス通信システムに適した光源の光学的照射とスペクト
ル的には同じ範囲にある。
前述のPCT特許出願PCT/EP 94/01196及び1995年8月3
1日に発行されたもう1つのPCT特許出願PCT/EP 94/005
77(公開番号を95/23461)に記載されているように、例
えば、商業的に入手可能なシステムの付随した環境光の
ような基本的問題に効率的に対処する赤外線ワイヤレス
通信システムを設けることが可能である。PCT/EP 94/0
1196では、環境光のレベル変化に晒されたワイヤレス光
通信システムの動的な最適化を可能にする方法が提供さ
れる。
1日に発行されたもう1つのPCT特許出願PCT/EP 94/005
77(公開番号を95/23461)に記載されているように、例
えば、商業的に入手可能なシステムの付随した環境光の
ような基本的問題に効率的に対処する赤外線ワイヤレス
通信システムを設けることが可能である。PCT/EP 94/0
1196では、環境光のレベル変化に晒されたワイヤレス光
通信システムの動的な最適化を可能にする方法が提供さ
れる。
ワイヤレス光通信のための別の方法が、この特定の分
野における活動的なプレーヤによって開発され、推進さ
れた。これは、互換性のない種々の光通信方法を導い
た。例えば、第1の製造者のコンピュータを第2の製造
者のプリンタに、ワイヤレス光チャネルによって相互接
続することは、通常、不可能なことである。それは、ほ
とんどの場合、それらが異なるモードで動作し、トラン
スミッタ/レシーバのハードウエアに互換性がないため
である。
野における活動的なプレーヤによって開発され、推進さ
れた。これは、互換性のない種々の光通信方法を導い
た。例えば、第1の製造者のコンピュータを第2の製造
者のプリンタに、ワイヤレス光チャネルによって相互接
続することは、通常、不可能なことである。それは、ほ
とんどの場合、それらが異なるモードで動作し、トラン
スミッタ/レシーバのハードウエアに互換性がないため
である。
その互換性のない部分は、それぞれの企業における独
立した及び相関関係のない開発努力によって生じる。更
に、十分なデータ速度及び距離的な適用範囲を得るため
に、その性質によっては異なる伝送方式(モード)を必
要とする種々の適用業務が存在する。代表的な例は、コ
ンピュータ及び周辺装置に対する高速のデスクトップ・
リンク、拡散照射を使用する固定又は可変データ速度の
ローカル・エリア・ネットワーク(LAN)、遠隔制御シ
ステム、低速のページング機能、並びに、配線ベースの
システム及び、例えば、コードレス電話のようなワイヤ
レス無線周波数(RF)システムへのアクセス・リンクに
関するものである。これらの種類のシステムの特徴が適
用例そのものによって表されることは明らかである。
立した及び相関関係のない開発努力によって生じる。更
に、十分なデータ速度及び距離的な適用範囲を得るため
に、その性質によっては異なる伝送方式(モード)を必
要とする種々の適用業務が存在する。代表的な例は、コ
ンピュータ及び周辺装置に対する高速のデスクトップ・
リンク、拡散照射を使用する固定又は可変データ速度の
ローカル・エリア・ネットワーク(LAN)、遠隔制御シ
ステム、低速のページング機能、並びに、配線ベースの
システム及び、例えば、コードレス電話のようなワイヤ
レス無線周波数(RF)システムへのアクセス・リンクに
関するものである。これらの種類のシステムの特徴が適
用例そのものによって表されることは明らかである。
これは、種々の光通信方式がいつも共存しなければな
らないこと、即ち、マルチモード・システムでもって対
処されなければならないことを意味する。しかし、独立
した相関関係のない開発努力によって生じた差は時間と
共に消えること、或いは、システムのほとんどが相互に
コミュニケートできるように少なくとも標準が定義され
るであろうということが期待される。そのような標準の
一例は、既存のIrDA標準である。この標準を拡張するた
めの作業が進行中である。詳細は、EDN,The Design Mag
azine of the Electronics Industry誌のjuly 1995,pp.
17−22におけるBill Travis氏による“Ease File Trans
fer With IrDA−Protocol Wireless Infrared(IrDAプ
ロトコル・ワイヤレス赤外線による簡単なファイル転
送)”と題した記事に示されている。この記事には、Ir
DA標準によって定義された変調方法も開示されている。
らないこと、即ち、マルチモード・システムでもって対
処されなければならないことを意味する。しかし、独立
した相関関係のない開発努力によって生じた差は時間と
共に消えること、或いは、システムのほとんどが相互に
コミュニケートできるように少なくとも標準が定義され
るであろうということが期待される。そのような標準の
一例は、既存のIrDA標準である。この標準を拡張するた
めの作業が進行中である。詳細は、EDN,The Design Mag
azine of the Electronics Industry誌のjuly 1995,pp.
17−22におけるBill Travis氏による“Ease File Trans
fer With IrDA−Protocol Wireless Infrared(IrDAプ
ロトコル・ワイヤレス赤外線による簡単なファイル転
送)”と題した記事に示されている。この記事には、Ir
DA標準によって定義された変調方法も開示されている。
現在及び将来の光ベースの通信システムの種々の要件
及び要求を調整し、しかも共通の動作環境内での(例え
ば、広い領域のオフィス内での)それらの共存又は互換
性を保証する解決方法は現在のところ得られていない。
及び要求を調整し、しかも共通の動作環境内での(例え
ば、広い領域のオフィス内での)それらの共存又は互換
性を保証する解決方法は現在のところ得られていない。
従って、本発明の目的は、マルチモード・オペレーシ
ョンを可能にするワイヤレス光通信システムを提供する
ことにある。
ョンを可能にするワイヤレス光通信システムを提供する
ことにある。
本発明のもう1つの目的は、ワイヤレス・マルチモー
ド光通信システムのための方法及び装置を提供すること
にある。
ド光通信システムのための方法及び装置を提供すること
にある。
本発明の更にもう1つの目的は、現在の光通信システ
ムの代表的な問題点、即ち、チャネル品質算定、フレー
ム/記号同期化等の問題点を解決することにある。
ムの代表的な問題点、即ち、チャネル品質算定、フレー
ム/記号同期化等の問題点を解決することにある。
本発明の更にもう1つの目的は、極めて悪いチャネル
状態の下でも働くワイヤレス・マルチモード光通信シス
テムのための方法及び装置を提供することにある。
状態の下でも働くワイヤレス・マルチモード光通信シス
テムのための方法及び装置を提供することにある。
発明の開示 本発明はこれらの目的に適合することを意図するもの
である。それは、送信ステーションと、第1変調方法を
使用して変調されたデータを受信することができる第1
受信ステーションと、第2変調方法を使用して変調され
たデータを受信することができる第2受信ステーション
との間のワイヤレス光通信を可能にする方法及び装置を
提供する。この目的で、新規な且つ創作的な耐久性物理
層ヘッダ(robust physical layer header−RPLH)
が使用される。本発明によれば、 1.前記送信ステーションは、周期的パルス・シーケン
ス、即ち、定義された周期を持ったパルス・シーケンス
を形成するフレーム、フレーム当たりのスロットの数
(L)、及び前記受信ステーションの各々にに知られて
いるようなフレーム内容を含むプリアンブルを提供す
る。
である。それは、送信ステーションと、第1変調方法を
使用して変調されたデータを受信することができる第1
受信ステーションと、第2変調方法を使用して変調され
たデータを受信することができる第2受信ステーション
との間のワイヤレス光通信を可能にする方法及び装置を
提供する。この目的で、新規な且つ創作的な耐久性物理
層ヘッダ(robust physical layer header−RPLH)
が使用される。本発明によれば、 1.前記送信ステーションは、周期的パルス・シーケン
ス、即ち、定義された周期を持ったパルス・シーケンス
を形成するフレーム、フレーム当たりのスロットの数
(L)、及び前記受信ステーションの各々にに知られて
いるようなフレーム内容を含むプリアンブルを提供す
る。
2.前記送信ステーションは前記パルス・シーケンスを光
学的に送信する。
学的に送信する。
3.前記受信ステーションの各々は、受信された前記パル
ス・シーケンスに基づいて搬送波検出を遂行する。
ス・シーケンスに基づいて搬送波検出を遂行する。
4.前記受信ステーションの各々は、相対的同期を得るた
めに前記パルス・シーケンスの周期を決定する。
めに前記パルス・シーケンスの周期を決定する。
5.前記受信ステーションの各々は、受信されたパルス・
シーケンスのスロットの位相にそれのクロックを調節
し、着信した前記パルス・シーケンスをシフト・レジス
タを通してクロックする。
シーケンスのスロットの位相にそれのクロックを調節
し、着信した前記パルス・シーケンスをシフト・レジス
タを通してクロックする。
6.前記送信ステーションは、前記プリアンブルの周期に
揃った独特の同期ワードを送信する。
揃った独特の同期ワードを送信する。
7.前記受信ステーションの各々は、前記同期ワードの認
識時に前記送信ステーションとの絶対的同期を得るため
に、前記シフト・レジスタにおける前記パルス・シーケ
ンスを、その受信ステーションに知られている前記独特
の同期ワードと相関させる。
識時に前記送信ステーションとの絶対的同期を得るため
に、前記シフト・レジスタにおける前記パルス・シーケ
ンスを、その受信ステーションに知られている前記独特
の同期ワードと相関させる。
8.前記送信ステーションは、今や、どの変調方法が付属
のデータ/サブシステム・フィールドにおいて使用され
るべきかを、事前定義された長さの制御フィールドにお
いて表示する。従って、それぞれの変調方法をサポート
することができるすべての前記受信ステーションは、こ
のデータ/サブシステム・フィールドにおいてデータが
伝送されるのを待つ。
のデータ/サブシステム・フィールドにおいて使用され
るべきかを、事前定義された長さの制御フィールドにお
いて表示する。従って、それぞれの変調方法をサポート
することができるすべての前記受信ステーションは、こ
のデータ/サブシステム・フィールドにおいてデータが
伝送されるのを待つ。
図面の簡単な説明 第1図は、異なる共存のIRサブシステム(S1−S4)及
び代表的な適用例の選択の表を示す。
び代表的な適用例の選択の表を示す。
第2図は、サブシステムS1、S2、及びS3におけるオペ
レーションのための、本発明によるマルチモード受信ス
テーションの例示的レシーバを示す。
レーションのための、本発明によるマルチモード受信ス
テーションの例示的レシーバを示す。
第3図は、本発明に従って、通信セルにおいてコミュ
ニケートするマルチモード・ステーションの例示的概略
表示である(Sx=サブシステム、SxR=サブシステムSx
のためのレピータ)。
ニケートするマルチモード・ステーションの例示的概略
表示である(Sx=サブシステム、SxR=サブシステムSx
のためのレピータ)。
第4A図は、本発明に従って、耐久性物理層ヘッダを伴
うパケット構造を示す。
うパケット構造を示す。
第4B図は、本発明に従って、耐久性物理層ヘッダの例
示的制御フィールド及びデータ/サブシステム・フィー
ルド(S1システムにおける4−PPM)における例示的変
調方法を示す。
示的制御フィールド及びデータ/サブシステム・フィー
ルド(S1システムにおける4−PPM)における例示的変
調方法を示す。
第5図は、本発明に従って、シングルモード・ワイヤ
レス光通信システムの概略的なブロック図である。
レス光通信システムの概略的なブロック図である。
第6図は、本発明に従って、チャネル品質の算定及び
フレーム/記号の同期化(同期認識)のための機能的ブ
ロック図を示す適応性データ速度(可変速度)システム
の概略的ブロック図を示す。
フレーム/記号の同期化(同期認識)のための機能的ブ
ロック図を示す適応性データ速度(可変速度)システム
の概略的ブロック図を示す。
第7図は、速度低下(RR)=1、2、4、及び8を使
用するシステムのための第6図のマスタ状態機械の簡略
化した状態遷移図を示す。
用するシステムのための第6図のマスタ状態機械の簡略
化した状態遷移図を示す。
第8図は、本発明に従って、標準的なCSMA/CA(搬送
波検知多重アクセス/衝突回避)プロトコルに関連した
速度ネゴシエーション・メガニズムを示す。
波検知多重アクセス/衝突回避)プロトコルに関連した
速度ネゴシエーション・メガニズムを示す。
第9図は、本発明に従って、速度接続性テーブルの例
示的セットを示す。
示的セットを示す。
第10図は、第9図の速度接続性テーブルから取り出さ
れたユーザ・ネットワーク情報を示す。
れたユーザ・ネットワーク情報を示す。
第11図は、本発明によるフレーム/記号同期化のため
の受信ステーションの一部分(第12図における123のパ
ーツ)の概略的ブロック図を示す。
の受信ステーションの一部分(第12図における123のパ
ーツ)の概略的ブロック図を示す。
第12図は、本発明に従って、レシーバの一部分の概略
的ブロック図を示す。
的ブロック図を示す。
第13図は、RR=1、2、4、8乃至RRmaxを使用する
システムのための第12図の機能を含むレシーバの簡略化
した状態遷移図を示す。
システムのための第12図の機能を含むレシーバの簡略化
した状態遷移図を示す。
第14図は、本発明に従って、2つの同期ワードを使用
して構成される4−PPMのための同期ワードの概略的表
示である。
して構成される4−PPMのための同期ワードの概略的表
示である。
発明を実施するための最良の形態 一般に、ワイヤレス光通信のためのシステムは、トラ
ンスミッタとして働く少なくとも1つのステーション及
びレシーバとして働く第2のステーションよりなる。ト
ランスミッタは、光源、例えば、発光ダイオード(LE
D)又はレーザ・ダイオードを含み、レシーバはフォト
ダイオードを含む。「ステーション」という用語は、以
下では、あらゆる種類のコンピュータ、端末、レピー
タ、周辺装置等に対する同義語として使用される。本発
明は、シングルモード通信システムにおける通信のため
にも使用可能であるが、本発明がマルチモード・システ
ムにおける通信に特によく適することに留意して欲し
い。
ンスミッタとして働く少なくとも1つのステーション及
びレシーバとして働く第2のステーションよりなる。ト
ランスミッタは、光源、例えば、発光ダイオード(LE
D)又はレーザ・ダイオードを含み、レシーバはフォト
ダイオードを含む。「ステーション」という用語は、以
下では、あらゆる種類のコンピュータ、端末、レピー
タ、周辺装置等に対する同義語として使用される。本発
明は、シングルモード通信システムにおける通信のため
にも使用可能であるが、本発明がマルチモード・システ
ムにおける通信に特によく適することに留意して欲し
い。
通常、赤外線(IR)がワイヤレス光通信のために使用
される。以下では、「IR通信」という用語が時々使用さ
れるが、本発明は特定の範囲の光スペクトルに限定され
るものではない。
される。以下では、「IR通信」という用語が時々使用さ
れるが、本発明は特定の範囲の光スペクトルに限定され
るものではない。
(1)創作的な耐久性ヘッダ 以下で、創作的ヘッダ(後で更に詳細に説明される)
が提案されるが、それは、正規の通信が最早可能でない
時の条件下でも、同じ通信セル(例えば、オフィス空
間)に設けられたすべてのレシーバによって認識され得
るし、デコードされ得るという意味で耐久性である。更
に、その創作的な耐久性ヘッダは、1つの、しかも、同
じ通信セルにおいて共存する異なるステーション相互間
の通信を可能にする。即ち、異なるモードで動作するス
テーション相互間の通信が可能にされ、調整され、及び
サポートされる。その創作的な耐久性ヘッダは、受信ス
テーションにおけるタイミング獲得、搬送波検出、及び
相対的同期のためのプリアンブルを含む。更に、それ
は、レシーバにおける同期化シーケンスの認識時にトラ
ンスミッタ及びレシーバの絶対的同期を保証するための
独特の同期化シーケンスを含む。更に、それは、同期ワ
ードに続いて伝送される固定長の制御フィールドを含
む。この制御フィールドは、サポートされる又は期待さ
れるユーザのデータ速度、データ・ブロック・サイズ、
変調方法に関する情報、及び他の関連(サブ)システム
情報を受信ステーションに供給するために使用される。
特に、それは、耐久性ヘッダの後に続くべきデータ又は
情報の受信者を識別するために使用される情報(宛先の
リスト)を含むことも可能である。
が提案されるが、それは、正規の通信が最早可能でない
時の条件下でも、同じ通信セル(例えば、オフィス空
間)に設けられたすべてのレシーバによって認識され得
るし、デコードされ得るという意味で耐久性である。更
に、その創作的な耐久性ヘッダは、1つの、しかも、同
じ通信セルにおいて共存する異なるステーション相互間
の通信を可能にする。即ち、異なるモードで動作するス
テーション相互間の通信が可能にされ、調整され、及び
サポートされる。その創作的な耐久性ヘッダは、受信ス
テーションにおけるタイミング獲得、搬送波検出、及び
相対的同期のためのプリアンブルを含む。更に、それ
は、レシーバにおける同期化シーケンスの認識時にトラ
ンスミッタ及びレシーバの絶対的同期を保証するための
独特の同期化シーケンスを含む。更に、それは、同期ワ
ードに続いて伝送される固定長の制御フィールドを含
む。この制御フィールドは、サポートされる又は期待さ
れるユーザのデータ速度、データ・ブロック・サイズ、
変調方法に関する情報、及び他の関連(サブ)システム
情報を受信ステーションに供給するために使用される。
特に、それは、耐久性ヘッダの後に続くべきデータ又は
情報の受信者を識別するために使用される情報(宛先の
リスト)を含むことも可能である。
(2)相異なる伝送方式の互換性/共存性 現在、マルチモード・システムでは、或るモードにお
ける送信ステーションのトランスミッタ(例えば、第1
図におけるサブシステムS1)によって送信される信号
は、他のモードにおける如何なる受信装置のレシーバ
(例えば、サブシステムS2)によっても受信或いは理解
され得ないし、その逆のことも云える。
ける送信ステーションのトランスミッタ(例えば、第1
図におけるサブシステムS1)によって送信される信号
は、他のモードにおける如何なる受信装置のレシーバ
(例えば、サブシステムS2)によっても受信或いは理解
され得ないし、その逆のことも云える。
以下では、共存するシステムの非互換性を克服するた
めに設計された耐久性物理層ヘッダ(RPLH)とも呼ばれ
る新規な耐久性ヘッダを更に詳述する。更に、RPLH構
造、それの使用のために考察された方法、対応するトラ
ンスミッタ及びレシーバ、並びにその結果のマルチモー
ド・ワイヤレス光通信システムを説明する。
めに設計された耐久性物理層ヘッダ(RPLH)とも呼ばれ
る新規な耐久性ヘッダを更に詳述する。更に、RPLH構
造、それの使用のために考察された方法、対応するトラ
ンスミッタ及びレシーバ、並びにその結果のマルチモー
ド・ワイヤレス光通信システムを説明する。
1つの通信セル内の通信に参加するいずれのステーシ
ョンも、データ・パケット又は制御パケットが送信され
るべき場合、RPLHを送信することが重要である。このセ
ルにおける各ステーションは、特定の適用例に従って、
第1図における表に示されるように、サブシステム(S
x)を形成する一組のステーションに属する。或るステ
ーションが複数のタイプのサブシステム通信への参加に
備える場合、それはすべての対応するサブシステムのメ
ンバである。サブシステムS1、S2、及びS3をサポートす
るステーションの本発明によるマルチモード・レシーバ
35の一例が第2図に概略的に示される。それは、アナロ
グ・フロントエンドのパーツを形成する増幅器30及びフ
ォトダイオード36と、例えば、光通信チャネル14を介し
て受信したそれぞれの信号をフィルタするための3つの
帯域フィルタ31−33とを含む。帯域フィルタ31(WBW)
はサブシステムS2の通信のために使用される信号を取り
出すために使用され、フィルタ32(VBW)はサブシステ
ムS1の通信のために使用され、フィルタ33(SBW)はサ
ブシステム33の通信のために使用される。これらのフィ
ルタ31−33の出力側はディジタル処理装置34に接続可能
である。
ョンも、データ・パケット又は制御パケットが送信され
るべき場合、RPLHを送信することが重要である。このセ
ルにおける各ステーションは、特定の適用例に従って、
第1図における表に示されるように、サブシステム(S
x)を形成する一組のステーションに属する。或るステ
ーションが複数のタイプのサブシステム通信への参加に
備える場合、それはすべての対応するサブシステムのメ
ンバである。サブシステムS1、S2、及びS3をサポートす
るステーションの本発明によるマルチモード・レシーバ
35の一例が第2図に概略的に示される。それは、アナロ
グ・フロントエンドのパーツを形成する増幅器30及びフ
ォトダイオード36と、例えば、光通信チャネル14を介し
て受信したそれぞれの信号をフィルタするための3つの
帯域フィルタ31−33とを含む。帯域フィルタ31(WBW)
はサブシステムS2の通信のために使用される信号を取り
出すために使用され、フィルタ32(VBW)はサブシステ
ムS1の通信のために使用され、フィルタ33(SBW)はサ
ブシステム33の通信のために使用される。これらのフィ
ルタ31−33の出力側はディジタル処理装置34に接続可能
である。
第3図におけるステーション41(A)は、例えば、サ
ブシステムS1及びS2に属する。サブシステムS1は、ステ
ーション41、42、43、44、46(A、B、C、D、及び
F)より成り、サブシステムS2はステーション41及び42
(A及びB)より成る。ステーションは、幾つかのサブ
システムに対してレピータ機能を提供することもでき
る。例えば、第3図におけるステーション46(F)はS1
に対するレピータ機能だけを提供する。それはS1Rによ
って表される。ステーション42(B)は、S1、S2、及び
S3において端末として動作することができることに加え
て、S1に対するレピータ機能(S1R)も提供する。通信
セル40のサイズは、参加サブシステムのうちの最も耐久
性のあるサブシステムの最大の達成可能な伝送距離によ
って決定される。通常、これは、最も低いデータ速度で
動作するサブシステム、例えば、ページャ機能を提供す
るサブシステムS4である。
ブシステムS1及びS2に属する。サブシステムS1は、ステ
ーション41、42、43、44、46(A、B、C、D、及び
F)より成り、サブシステムS2はステーション41及び42
(A及びB)より成る。ステーションは、幾つかのサブ
システムに対してレピータ機能を提供することもでき
る。例えば、第3図におけるステーション46(F)はS1
に対するレピータ機能だけを提供する。それはS1Rによ
って表される。ステーション42(B)は、S1、S2、及び
S3において端末として動作することができることに加え
て、S1に対するレピータ機能(S1R)も提供する。通信
セル40のサイズは、参加サブシステムのうちの最も耐久
性のあるサブシステムの最大の達成可能な伝送距離によ
って決定される。通常、これは、最も低いデータ速度で
動作するサブシステム、例えば、ページャ機能を提供す
るサブシステムS4である。
第4A図には、創作的な耐久性ヘッダ(RPLH)50が示さ
れる。RPLH50は、チャネル予約時間方式に基づいたいわ
ゆる仮想搬送波検知(VCS)機構を可能にする。創作的
なヘッダ50は、少なくとも、プリアンブル及び同期ワー
ドをそれぞれ保持したプリアンブル・フィールド52及び
同期フィールド53を含む。更に、それは事前定義された
長さを表す制御フィールド59を含む。この制御フィール
ド59は、1995年10月26日に発行された未決のPCT特許出
願PCT/EP 94/01196に記載されているような適応性(可
変)データ速度システムをサポートする情報を含むこと
ができる。耐久性ヘッドのフィールドに関する更なる詳
細については後で示すことにする。
れる。RPLH50は、チャネル予約時間方式に基づいたいわ
ゆる仮想搬送波検知(VCS)機構を可能にする。創作的
なヘッダ50は、少なくとも、プリアンブル及び同期ワー
ドをそれぞれ保持したプリアンブル・フィールド52及び
同期フィールド53を含む。更に、それは事前定義された
長さを表す制御フィールド59を含む。この制御フィール
ド59は、1995年10月26日に発行された未決のPCT特許出
願PCT/EP 94/01196に記載されているような適応性(可
変)データ速度システムをサポートする情報を含むこと
ができる。耐久性ヘッドのフィールドに関する更なる詳
細については後で示すことにする。
RPLHベースの参加ワークステーション(マルチモード
端末及びレピータ)のネットワークは、最高のネットワ
ーキング機能を有するそのサブシステムに含まれたステ
ーションによって制御される。このワークステーション
のセットは監視ネットワーク(SN)と呼ばれる。第3図
では、SNはステーション41、42、43、44、及び46(A、
B、C、D、及びF)によって形成される。即ち、可変
データ速度ネットワークがこの例におけるSNとして使用
される。ワイヤレス光通信に参加するRPLHベースの通信
セルにおける各ステーションは、少なくとも、SNを形成
するステーションによって使用される変調方式でRPLHを
受信しそして解釈することができるレシーバ・フロント
エンドを備えていなければならない。
端末及びレピータ)のネットワークは、最高のネットワ
ーキング機能を有するそのサブシステムに含まれたステ
ーションによって制御される。このワークステーション
のセットは監視ネットワーク(SN)と呼ばれる。第3図
では、SNはステーション41、42、43、44、及び46(A、
B、C、D、及びF)によって形成される。即ち、可変
データ速度ネットワークがこの例におけるSNとして使用
される。ワイヤレス光通信に参加するRPLHベースの通信
セルにおける各ステーションは、少なくとも、SNを形成
するステーションによって使用される変調方式でRPLHを
受信しそして解釈することができるレシーバ・フロント
エンドを備えていなければならない。
RPLH伝送は、本発明によれば、基本的には2つのフェ
ーズで遂行される。
ーズで遂行される。
フェーズ1:RPLH範囲(通信セル40)内の各ステーショ
ンは、それのフロントエンドをヘッダの受信のために活
動化させられる。データを転送しようとするステーショ
ンは、SNチャネルがアイドル状態になるまで待ち、しか
る後、それは、望ましくは、VCS及びモードのための情
報を含むRPLHを送る。その通信セルにおける他のステー
ションはこのメッセージを聴取し、送信された情報を処
理する。ステーションがサポートすることができる変調
方法がその耐久性ヘッドの制御フィールド59に表示され
る場合、それはVCS情報を記憶し、フェーズ2の間アク
ティブのままである。そうでない場合、それは、受信し
たVCS情報に基づいてそれのタイムアウト・カウンタを
設定し、例えば、パワー・セーブ・モードに進むことが
可能である。VSC情報、即ち、ワイヤレス・チャネルの
ための予約時間が、制御フィールド59を送信することに
よって、送信ステーションにより表されたデータ速度、
ブロック・サイズ、及びモード情報から取り出される。
ンは、それのフロントエンドをヘッダの受信のために活
動化させられる。データを転送しようとするステーショ
ンは、SNチャネルがアイドル状態になるまで待ち、しか
る後、それは、望ましくは、VCS及びモードのための情
報を含むRPLHを送る。その通信セルにおける他のステー
ションはこのメッセージを聴取し、送信された情報を処
理する。ステーションがサポートすることができる変調
方法がその耐久性ヘッドの制御フィールド59に表示され
る場合、それはVCS情報を記憶し、フェーズ2の間アク
ティブのままである。そうでない場合、それは、受信し
たVCS情報に基づいてそれのタイムアウト・カウンタを
設定し、例えば、パワー・セーブ・モードに進むことが
可能である。VSC情報、即ち、ワイヤレス・チャネルの
ための予約時間が、制御フィールド59を送信することに
よって、送信ステーションにより表されたデータ速度、
ブロック・サイズ、及びモード情報から取り出される。
フェーズ2:残りのアクティブ受信ステーションは、そ
れらのレシーバ・フロントエンドをその受信された制御
フィールド59に表示されたモードに切り替え、そしてそ
の情報フィールド59における受信された宛先アドレスを
決定して、メッセージがそれらに対するものであるかど
うかを決定する。アドレスされないステーションはすべ
て、例えば、省電力モードになり、チャネル予約時間が
満了するまで待つ。今や、アドレスされたステーション
は、チャネルが予約される限り、それの所有モードで起
動(送信)ステーションと通信を行うことができる。
れらのレシーバ・フロントエンドをその受信された制御
フィールド59に表示されたモードに切り替え、そしてそ
の情報フィールド59における受信された宛先アドレスを
決定して、メッセージがそれらに対するものであるかど
うかを決定する。アドレスされないステーションはすべ
て、例えば、省電力モードになり、チャネル予約時間が
満了するまで待つ。今や、アドレスされたステーション
は、チャネルが予約される限り、それの所有モードで起
動(送信)ステーションと通信を行うことができる。
上述のように、この概念は、最低の信号/雑音比(SN
R)を予定されたレシーバを含む1つの通信セルのすべ
てのレシーバにおいて信頼し得る搬送波検知を可能にす
るのみならず、それらは、送信されるべきデータ・ブロ
ックによってそのチャネルが占有される長さも知らされ
る。仮想搬送波検知(VCS)として知られたこの原理
は、それがこの耐久性ヘッダ概念と結合して使用される
ように採用され、そして最適化される。
R)を予定されたレシーバを含む1つの通信セルのすべ
てのレシーバにおいて信頼し得る搬送波検知を可能にす
るのみならず、それらは、送信されるべきデータ・ブロ
ックによってそのチャネルが占有される長さも知らされ
る。仮想搬送波検知(VCS)として知られたこの原理
は、それがこの耐久性ヘッダ概念と結合して使用される
ように採用され、そして最適化される。
(3)パルス位置変調(PPM)システムのための耐久性
ヘッダ 耐久性ヘッダの更なる詳細を、1つの例を使って示す
ことにする。第4A図のRPLHは、SNの変調方法に適合した
フォーマットで送信されなければならない。RPLH50は、
RPLHベースの通信セル内の参加するように設計されたす
べてのステーションによってデコード可能でなければな
らない。更に、耐久性ヘッダは、いわゆる隠れ端末の問
題を軽減する助けとならなければならない。即ち、SN
(例えば、SN=S1)自体はデータ交換に対して作用しな
くなり、一方、サブシステムのうちの或るものは作用し
得る状態のままである場合、それぞれのSN変調方法と適
合し、しかもそのような反応の条件の下でさえ作用する
に適したヘッダ構造が定義されるべきである。
ヘッダ 耐久性ヘッダの更なる詳細を、1つの例を使って示す
ことにする。第4A図のRPLHは、SNの変調方法に適合した
フォーマットで送信されなければならない。RPLH50は、
RPLHベースの通信セル内の参加するように設計されたす
べてのステーションによってデコード可能でなければな
らない。更に、耐久性ヘッダは、いわゆる隠れ端末の問
題を軽減する助けとならなければならない。即ち、SN
(例えば、SN=S1)自体はデータ交換に対して作用しな
くなり、一方、サブシステムのうちの或るものは作用し
得る状態のままである場合、それぞれのSN変調方法と適
合し、しかもそのような反応の条件の下でさえ作用する
に適したヘッダ構造が定義されるべきである。
創作的な耐久性ヘッダの実施例: 可変速度システムに対しては、PPMは最高の効率を持
った方式である。従って、PPMベースのシステムのため
のRPLHの構造、関連する特定の問題、及び提案された解
決方法を説明することにする。第4B図には、1つの適合
した制御フィールド59の詳細が示される。以下の説明
は、特定のPPMデータ記号フォーマット(即ち、1つに
記号当たり2つの情報ビットが搬送されるという4−PP
M記号)に基づく通信システムを仮定する。しかし、適
切な調節によって、その方法は、異なるデータ記号フォ
ーマット(例えば、log2(L)情報ビットが搬送される
L−PPM記号)を使用するシステムに対しても同様に有
効である。
った方式である。従って、PPMベースのシステムのため
のRPLHの構造、関連する特定の問題、及び提案された解
決方法を説明することにする。第4B図には、1つの適合
した制御フィールド59の詳細が示される。以下の説明
は、特定のPPMデータ記号フォーマット(即ち、1つに
記号当たり2つの情報ビットが搬送されるという4−PP
M記号)に基づく通信システムを仮定する。しかし、適
切な調節によって、その方法は、異なるデータ記号フォ
ーマット(例えば、log2(L)情報ビットが搬送される
L−PPM記号)を使用するシステムに対しても同様に有
効である。
この実施例では、耐久性ヘッダ・フィールド50、コー
ディング方法、及び送信された記号の数が、4−PPM記
号フォーマットに基づいて可変データ速度システムに与
えられる。第1図のS1サブシステムはSNとして機能す
る。
ディング方法、及び送信された記号の数が、4−PPM記
号フォーマットに基づいて可変データ速度システムに与
えられる。第1図のS1サブシステムはSNとして機能す
る。
1.プリアンブル52: レシーバの相対的同期を得るためにプリアンブル52が
使用される。これを達成するために、周期的パルス・シ
ーケンスであるプリアンブル52が送信される。各フレー
ムを構成するスロットの数を知っている受信ステーショ
ンは、今や、前記パルス・シーケンスを一定の時間後に
決定することができる。更に、受信ステーションは、ク
ロック復元回路(位相ロック・ループ;PLL)を使用して
それのスロット・クロック位相(クロック復元)を調節
する。できるだけ速いスロット・クロック位相調節を導
くパルス・シーケンスを使用することを薦めたい。この
ために、パルス・シーケンス10001000…又は10000010…
を提案する。これらフォーマットのいずれも16−PPM及
び4−PPMフォーマットの両方に対して使用可能であ
る。異なるシーケンスの使用は、プリアンブルのみによ
る簡単な(制御)情報伝送を可能にする。
使用される。これを達成するために、周期的パルス・シ
ーケンスであるプリアンブル52が送信される。各フレー
ムを構成するスロットの数を知っている受信ステーショ
ンは、今や、前記パルス・シーケンスを一定の時間後に
決定することができる。更に、受信ステーションは、ク
ロック復元回路(位相ロック・ループ;PLL)を使用して
それのスロット・クロック位相(クロック復元)を調節
する。できるだけ速いスロット・クロック位相調節を導
くパルス・シーケンスを使用することを薦めたい。この
ために、パルス・シーケンス10001000…又は10000010…
を提案する。これらフォーマットのいずれも16−PPM及
び4−PPMフォーマットの両方に対して使用可能であ
る。異なるシーケンスの使用は、プリアンブルのみによ
る簡単な(制御)情報伝送を可能にする。
2.同期ワード53: 同期ワード53は、プリアンブル・シーケンス52との選
択的な自動相関及び低い相互相関を有するコード化バイ
ナリ・シーケンス(例えば、32ビット・シーケンス)よ
り成るものでよい。この例では、各ビットは、プリアン
ブル・シーケンス52と同じデューティ・サイクルを維持
するために4つのスロットにマップされる。ビットが
「1」である場合、パルスが4−PPM記号の第1スロッ
トにおいて生じる。それが「0」である場合、パルスが
第3スロットに設けられる。同期処理(例えば、相関)
結果を改良するために、受信の間、両方のスロットとも
不可能なビット組合せに関してサーチされる。第6図及
び第7図と関連して更なる詳細を説明する。2つの別個
の同期ワードから構成されるもう1つの同期ワードが第
14図に示される。
択的な自動相関及び低い相互相関を有するコード化バイ
ナリ・シーケンス(例えば、32ビット・シーケンス)よ
り成るものでよい。この例では、各ビットは、プリアン
ブル・シーケンス52と同じデューティ・サイクルを維持
するために4つのスロットにマップされる。ビットが
「1」である場合、パルスが4−PPM記号の第1スロッ
トにおいて生じる。それが「0」である場合、パルスが
第3スロットに設けられる。同期処理(例えば、相関)
結果を改良するために、受信の間、両方のスロットとも
不可能なビット組合せに関してサーチされる。第6図及
び第7図と関連して更なる詳細を説明する。2つの別個
の同期ワードから構成されるもう1つの同期ワードが第
14図に示される。
3.RR(速度低下)54: RRフィールド54は、サブシステムが反復コーディング
を使用する場合、後続のデータ/サブシステム・フィー
ルド51(例えば、データを含むフィールド)の速度低下
パラメータを含むワード(例えば、4ビット)である。
速度低下パラメータは、データ/サブシステム・フィー
ルド51の各パルス位置変調記号が反復される頻度を表
す。他のサブシステムに対しては、それは、例えば、デ
ータ速度インディケータとして働き得るものである。RR
フィールド54は、反復コーディングを持った4−PPMフ
ォーマットでは2つの記号として送信される。
を使用する場合、後続のデータ/サブシステム・フィー
ルド51(例えば、データを含むフィールド)の速度低下
パラメータを含むワード(例えば、4ビット)である。
速度低下パラメータは、データ/サブシステム・フィー
ルド51の各パルス位置変調記号が反復される頻度を表
す。他のサブシステムに対しては、それは、例えば、デ
ータ速度インディケータとして働き得るものである。RR
フィールド54は、反復コーディングを持った4−PPMフ
ォーマットでは2つの記号として送信される。
4.RR*(推奨される速度低下) RR*フィールド55は、(チャネル品質算定をサポート
するサブシステムのための)最後のデータ・ブロックの
受信時に、算定されたチャネル品質(エラー率)から得
られた推奨の速度低下係数RR*を含むワード(例えば、
4ビット)である。それは、RRと同じ方法でコード化可
能である。
するサブシステムのための)最後のデータ・ブロックの
受信時に、算定されたチャネル品質(エラー率)から得
られた推奨の速度低下係数RR*を含むワード(例えば、
4ビット)である。それは、RRと同じ方法でコード化可
能である。
5.BS(ブロック・サイズ)56: ブロック・サイズ・サブフィールド56は、データ/サ
ブシステム・フィールド51において送信されるデータ単
位の数を含む。オーバヘッドを減少させるためには、制
限された数の異なるブロック・サイズだけを定義するこ
とが可能である。例えば、16個の異なるブロック・サイ
ズが、4ビットの対応するマッピングによって区別可能
である。ブロック・サイズ・サブフィールド56がRR記号
と同様にコード化可能である。
ブシステム・フィールド51において送信されるデータ単
位の数を含む。オーバヘッドを減少させるためには、制
限された数の異なるブロック・サイズだけを定義するこ
とが可能である。例えば、16個の異なるブロック・サイ
ズが、4ビットの対応するマッピングによって区別可能
である。ブロック・サイズ・サブフィールド56がRR記号
と同様にコード化可能である。
6.モード57: モード・サブフィールド57は、どの変調方法によって
データ/サブシステム・フィールド51におけるデータが
送信されるか、及びデータ/サブシステム・フィールド
51がレピータを通して送られるかどうかを信号で知らせ
る。モード・ビットの数は、将来のサブシステムを管理
することができるように十分に大きく選択される。それ
らの記号はRR記号と同じ方法でコード化可能である。
データ/サブシステム・フィールド51におけるデータが
送信されるか、及びデータ/サブシステム・フィールド
51がレピータを通して送られるかどうかを信号で知らせ
る。モード・ビットの数は、将来のサブシステムを管理
することができるように十分に大きく選択される。それ
らの記号はRR記号と同じ方法でコード化可能である。
RRフィールド54及びBSフィールド56において送信され
た情報は、データ/サブシステム・フィールド51におけ
るデータの送信が要する時間の長さを決定するために使
用可能である。この情報は、宛先のリスト上にない受信
ステーションにとって重要である。それは、光学的チャ
ネルが占有される時間長、及びそれらが無音のままでい
る時間長を、それらが知る必要があるためである。
た情報は、データ/サブシステム・フィールド51におけ
るデータの送信が要する時間の長さを決定するために使
用可能である。この情報は、宛先のリスト上にない受信
ステーションにとって重要である。それは、光学的チャ
ネルが占有される時間長、及びそれらが無音のままでい
る時間長を、それらが知る必要があるためである。
DC成分又は低周波成分の影響を最小にするためには、
通常、IRレシーバのアナログ・フロントエンドがAC結合
オペレーションのために設計される。従って、変化する
記号デューティ・サイクルは高価な(アナログ)DC復元
を必要とするであろう。更に、トランスミッタのパルス
振幅及び記号デューティ・サイクルが、IR光源に課せら
れた平均電力抑制及びピーク電力抑制に従って選択され
なければならない。後者は、通常、IRスペクトルで放出
する発光ダイオード(LED)又はレーザ・ダイオードの
形式で存在する。
通常、IRレシーバのアナログ・フロントエンドがAC結合
オペレーションのために設計される。従って、変化する
記号デューティ・サイクルは高価な(アナログ)DC復元
を必要とするであろう。更に、トランスミッタのパルス
振幅及び記号デューティ・サイクルが、IR光源に課せら
れた平均電力抑制及びピーク電力抑制に従って選択され
なければならない。後者は、通常、IRスペクトルで放出
する発光ダイオード(LED)又はレーザ・ダイオードの
形式で存在する。
1つの例として提案されたRPLHは、電力抑制に適合す
るために4−PPMと同じデューティ・サイクルを持った
パルス・パターンを使用する。その同じデューティ・サ
イクルは、一般に行われているように異なるデューティ
・サイクルの使用するよりもむしろ同期フィールド53に
おいても実施可能である。更なる作用効果として、DC復
元は、上述のようにRPLHを使用する時には適用される必
要がない。その結果生じるDCシフトが、補償を必要とす
る程度までパフォーマンスに影響を与える場合、第12図
に示される閾値制御の方法を使用することが可能であ
る。
るために4−PPMと同じデューティ・サイクルを持った
パルス・パターンを使用する。その同じデューティ・サ
イクルは、一般に行われているように異なるデューティ
・サイクルの使用するよりもむしろ同期フィールド53に
おいても実施可能である。更なる作用効果として、DC復
元は、上述のようにRPLHを使用する時には適用される必
要がない。その結果生じるDCシフトが、補償を必要とす
る程度までパフォーマンスに影響を与える場合、第12図
に示される閾値制御の方法を使用することが可能であ
る。
使用される伝送方式に従って、最大可能データ速度が
取り出されるようにチャネルの質を決定するアルゴリズ
ムが使用されてもよい。データ/サブシステム・フィー
ルドの始まりが通信セルにおけるすべてのアクティブ受
信ステーションに正確に知られているので、これらのス
テーションは、前記データ/サブシステム・フィールド
51において受信されたデータを分析することによってチ
ャネルの質を決定することができる。例えば、ユーザが
どんな速度でデータを送信することができるかをそのユ
ーザに知らせるように、最大可能データ速度及びその通
信セルにおけるステータスに関する他の情報が表示され
てもよい。
取り出されるようにチャネルの質を決定するアルゴリズ
ムが使用されてもよい。データ/サブシステム・フィー
ルドの始まりが通信セルにおけるすべてのアクティブ受
信ステーションに正確に知られているので、これらのス
テーションは、前記データ/サブシステム・フィールド
51において受信されたデータを分析することによってチ
ャネルの質を決定することができる。例えば、ユーザが
どんな速度でデータを送信することができるかをそのユ
ーザに知らせるように、最大可能データ速度及びその通
信セルにおけるステータスに関する他の情報が表示され
てもよい。
本発明によれば、他の通信方法が機能しない場合、マ
ルチモード通信セルにおけるステーション相互間で情報
を交換するためにそのような耐久性ヘッドを使用するこ
とが可能である。この場合、情報のスループットは非常
に限定されるが、或る情報は依然として送信可能であ
る。
ルチモード通信セルにおけるステーション相互間で情報
を交換するためにそのような耐久性ヘッドを使用するこ
とが可能である。この場合、情報のスループットは非常
に限定されるが、或る情報は依然として送信可能であ
る。
或る場合には、第1の通信セルの情報と第2の干渉通
信セルの情報とを区別するに適したその制御フィールド
59内のアクセス優先順位情報を送信することが有利であ
ることがある。そのような方法は、シングル・セル40に
おける種々の同時にアクティブな通信セル(ピコ・セ
ル)の共存を可能にし、しかも、RPLHに含まれた他のピ
コ・セルからの仮想搬送波検知情報を無視することによ
って各々が全チャネル容量を要請することを可能にす
る。そのようなピコ・セルにおける信号強度は十分に高
くてチャネル捕捉を可能にし、従って、他の遠くのピコ
・セルからの干渉によって損なわれないままであるの
で、これは可能である。ピコ・セルは、2つ又はそれ以
上の移動ステーション又は固定ステーションを含んでも
よく、配線されたネットワーク(LAN)へのアクセスの
ためのステーションを含んでもよい。
信セルの情報とを区別するに適したその制御フィールド
59内のアクセス優先順位情報を送信することが有利であ
ることがある。そのような方法は、シングル・セル40に
おける種々の同時にアクティブな通信セル(ピコ・セ
ル)の共存を可能にし、しかも、RPLHに含まれた他のピ
コ・セルからの仮想搬送波検知情報を無視することによ
って各々が全チャネル容量を要請することを可能にす
る。そのようなピコ・セルにおける信号強度は十分に高
くてチャネル捕捉を可能にし、従って、他の遠くのピコ
・セルからの干渉によって損なわれないままであるの
で、これは可能である。ピコ・セルは、2つ又はそれ以
上の移動ステーション又は固定ステーションを含んでも
よく、配線されたネットワーク(LAN)へのアクセスの
ためのステーションを含んでもよい。
第5図は本発明の第1の実施形態を示す。この実施形
態によれば、ペイロード(バイナリ・データ)又は情報
が光学的チャネル14を通して送られるべき場合にRPLHが
生成される。RPLHはヘッダ・ジェネレータ10によって生
成され、一方、バイナリ・データは、そのバイナリ・デ
ータをPPM記号にマップするために使用される適当なエ
ンコーダによって処理及びエンコードされる。更に、フ
ォワード・エラー訂正方式(図示されてない)が使用さ
れてもよい。
態によれば、ペイロード(バイナリ・データ)又は情報
が光学的チャネル14を通して送られるべき場合にRPLHが
生成される。RPLHはヘッダ・ジェネレータ10によって生
成され、一方、バイナリ・データは、そのバイナリ・デ
ータをPPM記号にマップするために使用される適当なエ
ンコーダによって処理及びエンコードされる。更に、フ
ォワード・エラー訂正方式(図示されてない)が使用さ
れてもよい。
第1の実施形態では、エンコーダはパルス位置変調
(PPM)エンコーダ11である。発光ダイオード(LED)ド
ライバ12に送信されるべき信号をLED17に供給する。LED
ドライバ12は8個までの装置のファンアウトを持っても
よく、例えば、2Wまでの複合光学的ピーク・パワーを生
じる。その光学的チャネルの他方の側には、LED17から
の信号を受信するフォトダイオード18(又はフォトダイ
オードのアレイ)がある。フォトダイオード18の出力
は、例えば、増幅器及び自動利得制御(AGC)回路を含
むレシーバのアナログ・フロントエンド13によって処理
される。望ましくは、アナログ・フロンドエンド13は高
レベルの環境光の存在におけるラッチアップを防ぐよう
に設計されなければならず、AGC回路は70dBを超える大
きなダイナミック・レンジを提供しなければならない。
複雑なマルチビット処理を回避するための軟復調を除い
て、本実施例のフロントエンド13によって供給された振
幅制御されたアナログ信号が、バイナリ値の連続時間出
力信号を発生する閾値装置15(コンパレータ)に印加さ
れる。そこで、その出力信号はディジタル処理装置16に
よって処理される。後者は、少なくとも、RPLHのフィー
ルド52及び53を分析することによって、搬送波検知(搬
送波検出)、スロット・タイミング復元、並びに、相対
的及び絶対的データ記号同期化のような機能を含む。RP
LHの制御フィールド59において送信された情報に従っ
て、ディジタル処理装置16は、ユーザ・データ速度及び
データ・ブロック・サイズの抽出、モータ・デコーディ
ング、及びチャネル品質算定も提供することが可能であ
る。レシーバのディジタル処理装置16の一例が第6図と
関連して示され、説明される。
(PPM)エンコーダ11である。発光ダイオード(LED)ド
ライバ12に送信されるべき信号をLED17に供給する。LED
ドライバ12は8個までの装置のファンアウトを持っても
よく、例えば、2Wまでの複合光学的ピーク・パワーを生
じる。その光学的チャネルの他方の側には、LED17から
の信号を受信するフォトダイオード18(又はフォトダイ
オードのアレイ)がある。フォトダイオード18の出力
は、例えば、増幅器及び自動利得制御(AGC)回路を含
むレシーバのアナログ・フロントエンド13によって処理
される。望ましくは、アナログ・フロンドエンド13は高
レベルの環境光の存在におけるラッチアップを防ぐよう
に設計されなければならず、AGC回路は70dBを超える大
きなダイナミック・レンジを提供しなければならない。
複雑なマルチビット処理を回避するための軟復調を除い
て、本実施例のフロントエンド13によって供給された振
幅制御されたアナログ信号が、バイナリ値の連続時間出
力信号を発生する閾値装置15(コンパレータ)に印加さ
れる。そこで、その出力信号はディジタル処理装置16に
よって処理される。後者は、少なくとも、RPLHのフィー
ルド52及び53を分析することによって、搬送波検知(搬
送波検出)、スロット・タイミング復元、並びに、相対
的及び絶対的データ記号同期化のような機能を含む。RP
LHの制御フィールド59において送信された情報に従っ
て、ディジタル処理装置16は、ユーザ・データ速度及び
データ・ブロック・サイズの抽出、モータ・デコーディ
ング、及びチャネル品質算定も提供することが可能であ
る。レシーバのディジタル処理装置16の一例が第6図と
関連して示され、説明される。
第6図には、レシーバのディジタル処理装置16の実施
例の詳細が示される。コンパレータ15からプリアンブル
・フレームを受信した時、先ず、スロット・クロック
が、可変ループ利得を持った一次ディジタル位相ロック
・ループ(PLL)60及び雑音のあるPPM信号にうまく対処
するための前処理によって復元される。位相算定及びそ
の後の位相調節は、閾値装置15によって分配されたバイ
ナリ値信号のスロット・サンプリングによるn回(例え
ば、n=8)のオーバサンプリングに基づく。PLLルー
プ利得は、マスタ状態機械(MSM)63によって制御され
る。MSM63のオペレーションが第7図に示される。望ま
しくは、利得は、第1位相獲得を得るために及びPLL60
のハングアップ状態の確率を下げるために、プリアンプ
ル受信の開始時に高くセットされる。受信された信号位
相の追跡時にローカル・クロック位相がスリップするの
を防ぐために、本実施形態によると、ループ利得は、搬
送波検知回路による搬送波及びプリアンブル・データの
正しい検出後、低い値に変更される。PLL60は入力信号
の立上がり端を探知し、復元されたスロット・クロック
(例えば、4MHz)がスロット・サンプラ61に対する基準
として働くように十分に遅らされる。45゜のサンプリン
グ・クロックの位相解像度は、パフォーマンス低下のな
いスロット・サンプリングに対しては十分である。それ
らの回路の残りの部分は復元したスロット・クロック
(例えば、4MHz)でもってタイミングを取られる。記号
同期化は2つのステップで達成される。事象のシーケン
スが、第7図に示されたMSM63の簡単な状態図に続く。
搬送波検出に続いて、搬送波検知回路が適正なプリアン
ブル・パターンを求めてサーチし、プリアンブル52の有
効パルス・シーケンスが見つかった時、MSM63に知らせ
る。一方、MSM63は、空間的にコード化された同期ワー
ドの第1スロットに対応するそのプリアンブル位相(プ
リアンブル・パルスの位置)に揃えられたトリガ信号を
供給することによって、同期認識ボックス62内の記号同
期化回路をイネーブルする。ここから、同期認識ボック
ス62のパーツであるフレーム同期化回路は、連続した32
個の記号フレームにおいて見つかった情報をボックス62
内の32ビットのシフト・レジスタに記憶する。その32ビ
ットのシフト・レジスタの出力は相関器に送られる(本
実施例では、同期ワードは32ビットを有するものと仮定
することに注意して欲しい)。同期認識装置62の更なる
詳細は第11図に示される。シフト・レジスタに供給され
た受信パルスシーケンスがレシーバに既に知られている
ものと同じであることがわかった場合、絶対的同期が達
成される。即ち、MSM63は、PPMコード化データ・ブロッ
クに先行した固定長の制御フィールド59の始めが見つか
ったものと仮定する。絶対的同期が達成されたことを表
すために、ボックス62の出力線67に同期フラッグが与え
られる。
例の詳細が示される。コンパレータ15からプリアンブル
・フレームを受信した時、先ず、スロット・クロック
が、可変ループ利得を持った一次ディジタル位相ロック
・ループ(PLL)60及び雑音のあるPPM信号にうまく対処
するための前処理によって復元される。位相算定及びそ
の後の位相調節は、閾値装置15によって分配されたバイ
ナリ値信号のスロット・サンプリングによるn回(例え
ば、n=8)のオーバサンプリングに基づく。PLLルー
プ利得は、マスタ状態機械(MSM)63によって制御され
る。MSM63のオペレーションが第7図に示される。望ま
しくは、利得は、第1位相獲得を得るために及びPLL60
のハングアップ状態の確率を下げるために、プリアンプ
ル受信の開始時に高くセットされる。受信された信号位
相の追跡時にローカル・クロック位相がスリップするの
を防ぐために、本実施形態によると、ループ利得は、搬
送波検知回路による搬送波及びプリアンブル・データの
正しい検出後、低い値に変更される。PLL60は入力信号
の立上がり端を探知し、復元されたスロット・クロック
(例えば、4MHz)がスロット・サンプラ61に対する基準
として働くように十分に遅らされる。45゜のサンプリン
グ・クロックの位相解像度は、パフォーマンス低下のな
いスロット・サンプリングに対しては十分である。それ
らの回路の残りの部分は復元したスロット・クロック
(例えば、4MHz)でもってタイミングを取られる。記号
同期化は2つのステップで達成される。事象のシーケン
スが、第7図に示されたMSM63の簡単な状態図に続く。
搬送波検出に続いて、搬送波検知回路が適正なプリアン
ブル・パターンを求めてサーチし、プリアンブル52の有
効パルス・シーケンスが見つかった時、MSM63に知らせ
る。一方、MSM63は、空間的にコード化された同期ワー
ドの第1スロットに対応するそのプリアンブル位相(プ
リアンブル・パルスの位置)に揃えられたトリガ信号を
供給することによって、同期認識ボックス62内の記号同
期化回路をイネーブルする。ここから、同期認識ボック
ス62のパーツであるフレーム同期化回路は、連続した32
個の記号フレームにおいて見つかった情報をボックス62
内の32ビットのシフト・レジスタに記憶する。その32ビ
ットのシフト・レジスタの出力は相関器に送られる(本
実施例では、同期ワードは32ビットを有するものと仮定
することに注意して欲しい)。同期認識装置62の更なる
詳細は第11図に示される。シフト・レジスタに供給され
た受信パルスシーケンスがレシーバに既に知られている
ものと同じであることがわかった場合、絶対的同期が達
成される。即ち、MSM63は、PPMコード化データ・ブロッ
クに先行した固定長の制御フィールド59の始めが見つか
ったものと仮定する。絶対的同期が達成されたことを表
すために、ボックス62の出力線67に同期フラッグが与え
られる。
同様に、たとえ、受信された同期ワードが部分的には
正しくなくても、絶対的同期を可能にするアルゴリズム
及び適切な同期ワード53を使用することも可能である。
そのような同期ワードの一例が第14図に示され、1つの
適切なレシーバのハードウエアが第11図に示される。例
えば、同期化パルスを期待し得るすべての記号フレーム
期間に対して計算された相関器112の結果が所定の閾値T
hsを超える場合(ボックス113の参照)、MSM63は、制御
フィールド59の始めが見つかったものと仮定することが
できる。そのような同期ワード53は、後で触れるよう
に、更なる情報を保持することも可能である。
正しくなくても、絶対的同期を可能にするアルゴリズム
及び適切な同期ワード53を使用することも可能である。
そのような同期ワードの一例が第14図に示され、1つの
適切なレシーバのハードウエアが第11図に示される。例
えば、同期化パルスを期待し得るすべての記号フレーム
期間に対して計算された相関器112の結果が所定の閾値T
hsを超える場合(ボックス113の参照)、MSM63は、制御
フィールド59の始めが見つかったものと仮定することが
できる。そのような同期ワード53は、後で触れるよう
に、更なる情報を保持することも可能である。
固定長の制御フィールド59の始めが見つかった場合、
データ/サブシステム・フィールドの始めもわかる。デ
ータ/サブシステム・フィールド51がPPMコード化され
るというこの例によれば、次に続くすべての記号がこの
ようにPPM記号として解釈される。第4B図に示されるよ
うに、各フィールド54−57がパルス・アキュムレータ64
においてフレーム方向に累算され(例えば、16回)、適
切な記号評価回路65によって評価される。データ/サブ
システム・フィールド51におけるデータ検出に対して
も、制御フィールド59において受信されたRRに従って、
同じ手順が使用可能である。制御フィールド59に保持さ
れた情報が如何にしてデコードされそして送信されるか
に関して考えられる種々な方法が存在する。従って、レ
シーバは設計されなければならない。
データ/サブシステム・フィールドの始めもわかる。デ
ータ/サブシステム・フィールド51がPPMコード化され
るというこの例によれば、次に続くすべての記号がこの
ようにPPM記号として解釈される。第4B図に示されるよ
うに、各フィールド54−57がパルス・アキュムレータ64
においてフレーム方向に累算され(例えば、16回)、適
切な記号評価回路65によって評価される。データ/サブ
システム・フィールド51におけるデータ検出に対して
も、制御フィールド59において受信されたRRに従って、
同じ手順が使用可能である。制御フィールド59に保持さ
れた情報が如何にしてデコードされそして送信されるか
に関して考えられる種々な方法が存在する。従って、レ
シーバは設計されなければならない。
データ/サブシステム・フィールド51全体が正しく受
信される場合、スループット測定回路をインクレメント
するためのトリガ信号が発生され、パケット成功率カウ
ンタがリセットされる。
信される場合、スループット測定回路をインクレメント
するためのトリガ信号が発生され、パケット成功率カウ
ンタがリセットされる。
チャネル品質算定器66はIRチャネル14に関するエラー
率を監視する。本実施形態では、アナログ回路によるSN
R決定或いはパケット成功率測定方法は、いずれも高価
であるか又は低速であり、従って、十分に適するもので
はない。チャネル品質算定器66はIRチャネルに関するエ
ラー率を監視する。この算定されたエラー率から、将来
のデータ/サブシステム・フィールド51に対する推奨さ
れた速度低下係数(RR*)を決定することができる。送
信ステーションのトランスミッタに対する高速のフィー
ドバック応答のために、送信エラーのカウンティング
は、データ/サブシステム・フィールド・レベルにおい
てよりもむしろPPM記号レベルにおいて行われてもよ
い。明らかに、正しくないPPM記号(即ち、フレーム当
たり0、2、3、‥‥個のパルス)が、すべての受信さ
れた記号を個々に観察することによってカウントされ
る。従って、観察された記号エラーとデータ/サブシス
テム・フィールド51における受信された記号の合計数と
の比は、IRチャネル14に関する瞬間的なエラー率の測定
と見なされる。
率を監視する。本実施形態では、アナログ回路によるSN
R決定或いはパケット成功率測定方法は、いずれも高価
であるか又は低速であり、従って、十分に適するもので
はない。チャネル品質算定器66はIRチャネルに関するエ
ラー率を監視する。この算定されたエラー率から、将来
のデータ/サブシステム・フィールド51に対する推奨さ
れた速度低下係数(RR*)を決定することができる。送
信ステーションのトランスミッタに対する高速のフィー
ドバック応答のために、送信エラーのカウンティング
は、データ/サブシステム・フィールド・レベルにおい
てよりもむしろPPM記号レベルにおいて行われてもよ
い。明らかに、正しくないPPM記号(即ち、フレーム当
たり0、2、3、‥‥個のパルス)が、すべての受信さ
れた記号を個々に観察することによってカウントされ
る。従って、観察された記号エラーとデータ/サブシス
テム・フィールド51における受信された記号の合計数と
の比は、IRチャネル14に関する瞬間的なエラー率の測定
と見なされる。
以下では、速度ネゴシエーションのための方法の例が
示される。本質的にエラーのないパケット伝送を達成す
る最大の可能データ速度(エラーのあるパケットは、普
通のアクセス制御プロトコルのレベルでは反復される)
は短時間のうちに広範囲にわたって変化することがあ
る。
示される。本質的にエラーのないパケット伝送を達成す
る最大の可能データ速度(エラーのあるパケットは、普
通のアクセス制御プロトコルのレベルでは反復される)
は短時間のうちに広範囲にわたって変化することがあ
る。
それらのデータ速度を採用することができるステーシ
ョンは、それらの現在適合しているデータ速度を交換す
る必要がある。反復再伝送を防ぐために、この速度情報
の交換はエラー・フィードバック・メッセージ内で行わ
れてもよい。
ョンは、それらの現在適合しているデータ速度を交換す
る必要がある。反復再伝送を防ぐために、この速度情報
の交換はエラー・フィードバック・メッセージ内で行わ
れてもよい。
提案された速度ネゴシエーション方法によれば、いず
れのステーションも、RPLHの対応するフィールドにおけ
る最後に受信したデータフレームに基づいてその推奨さ
れた速度低下(RR*)パラメータを送信する。送信要求
(Request−To−Send)/送信可(Clear−To−Send)、
即ち、RTS/CTSを使用してCSMA/CA(搬送波検知多重アク
セス/衝突回避)プロトコルにおいて実施し得る方法が
第8図に示される。提案された速度ネゴシエーションは
次のような原理に基づいている。
れのステーションも、RPLHの対応するフィールドにおけ
る最後に受信したデータフレームに基づいてその推奨さ
れた速度低下(RR*)パラメータを送信する。送信要求
(Request−To−Send)/送信可(Clear−To−Send)、
即ち、RTS/CTSを使用してCSMA/CA(搬送波検知多重アク
セス/衝突回避)プロトコルにおいて実施し得る方法が
第8図に示される。提案された速度ネゴシエーションは
次のような原理に基づいている。
− チャネル品質は、L−PPM記号の合計数が128を超え
るすべての受信データ・フレーム及び制御フレームに基
づいて算定される。
るすべての受信データ・フレーム及び制御フレームに基
づいて算定される。
− データ速度、特に、制御フレームに対するデータ速
度は、損傷CTSフレーム或いは肯定応答(ACK)フレーム
によって生じる不必要な再送信を防ぐために慎重に適応
される。衝突が生じた時、及びチャネルSNR(信号/雑
音比)が高い時、再送信が適当である。低いチャネルSN
Rの場合、反復コーディング(即ち、RRが増加する)が
より効果的である。
度は、損傷CTSフレーム或いは肯定応答(ACK)フレーム
によって生じる不必要な再送信を防ぐために慎重に適応
される。衝突が生じた時、及びチャネルSNR(信号/雑
音比)が高い時、再送信が適当である。低いチャネルSN
Rの場合、反復コーディング(即ち、RRが増加する)が
より効果的である。
− 推奨された速度低下記号を送信するために、及びデ
ータ・ブロックの1回の再送信しか必要でないことを保
証するために、必須ACKフレームが導入される。
ータ・ブロックの1回の再送信しか必要でないことを保
証するために、必須ACKフレームが導入される。
− 搬送波検知問題を軽減するために、ネットワーク割
振り方法(IEEE 802.11におけるものと同じ)が使用可
能である。予約情報は、最高の可能な冗長性をもって送
信されなければならない。適応速度送信システムに対し
て、実際のチャネル予約時間が制御フィールド59におけ
る送信された速度記号(RR)及びブロック・サイズ(B
S)によって計算されることを提案したい。
振り方法(IEEE 802.11におけるものと同じ)が使用可
能である。予約情報は、最高の可能な冗長性をもって送
信されなければならない。適応速度送信システムに対し
て、実際のチャネル予約時間が制御フィールド59におけ
る送信された速度記号(RR)及びブロック・サイズ(B
S)によって計算されることを提案したい。
通信セルにおけるネットワーク初期設定(例えば、第
3図参照)は次のように生じ得る。S1の機能を持った1
つのステーションが、すべてのサブシステムに対して定
義された特別制御フレームを送信することによってネッ
トワーク始動を開始する。これは、先ず、S1に対して生
じ、その後、その開始ステーションは、それが他のすべ
てのS1ステーションからの応答を得るまで待機する。開
始ステーションはS2及びS3に対して同じ方法で続行す
る。完了時に、すべての他のステーションが、それぞれ
のサブシステムに対して、その選択されたチャネル・ア
クセス・プロトコルに従って同じ方法を続行する。最終
的に、すべてのステーションが、それらの表明された接
続のリストを、それらのリストにおける各ステーション
に送信する。この方法によって、各ステーションは、初
期チャネル品質情報を含むそのネットワークにおけるす
べての可能な接続のステータス・マップを得る。本願で
は、これらのマップは速度/接続性ステータス・マップ
と呼ばれる。この情報に基づいて、通信セル内の隠れ端
末が識別可能である。更に、ネットワーク初期設定時
に、受信ステーションが知る価値のある重要な情報を送
信することも可能である。制御フィールド59の長さ、制
御フィールド59のサブフィールドに関する詳細等はネッ
トワーク初期設定時に定義可能である。
3図参照)は次のように生じ得る。S1の機能を持った1
つのステーションが、すべてのサブシステムに対して定
義された特別制御フレームを送信することによってネッ
トワーク始動を開始する。これは、先ず、S1に対して生
じ、その後、その開始ステーションは、それが他のすべ
てのS1ステーションからの応答を得るまで待機する。開
始ステーションはS2及びS3に対して同じ方法で続行す
る。完了時に、すべての他のステーションが、それぞれ
のサブシステムに対して、その選択されたチャネル・ア
クセス・プロトコルに従って同じ方法を続行する。最終
的に、すべてのステーションが、それらの表明された接
続のリストを、それらのリストにおける各ステーション
に送信する。この方法によって、各ステーションは、初
期チャネル品質情報を含むそのネットワークにおけるす
べての可能な接続のステータス・マップを得る。本願で
は、これらのマップは速度/接続性ステータス・マップ
と呼ばれる。この情報に基づいて、通信セル内の隠れ端
末が識別可能である。更に、ネットワーク初期設定時
に、受信ステーションが知る価値のある重要な情報を送
信することも可能である。制御フィールド59の長さ、制
御フィールド59のサブフィールドに関する詳細等はネッ
トワーク初期設定時に定義可能である。
ユーザ情報及びネットワーク制御の両方に関して、あ
る種の速度/接続性テーブル(RCT)90−92が各ステー
ションに記憶され、効果的な方法でユーザに表示されな
ければならない。そのような速度/接続性テーブルの情
報は、必要な場合に、アプリケーション・プログラムに
とっても使用可能にされる。第9図における例示的なRC
T90−92は速度/接続性ステータス・マップから構成さ
れる。RCTは、第10図に示されるようなユーザ情報、ネ
ットワーク再構成、及びレピータを介した別の経路指定
のために使用可能である。更に、初期データ速度が知ら
れているので、RCTはネットワーク・スループットの増
加を助ける。例えば、そのデータ速度に適合した或るS1
ステーション、物理的移動したステーション、又は新し
いステーションはそのネットワークと結合しようとする
ので、或る時間後に、RCTはリフェッシュされる必要が
あろう。後者の場合、他の初期設定手順が実行されなけ
ればならない。
る種の速度/接続性テーブル(RCT)90−92が各ステー
ションに記憶され、効果的な方法でユーザに表示されな
ければならない。そのような速度/接続性テーブルの情
報は、必要な場合に、アプリケーション・プログラムに
とっても使用可能にされる。第9図における例示的なRC
T90−92は速度/接続性ステータス・マップから構成さ
れる。RCTは、第10図に示されるようなユーザ情報、ネ
ットワーク再構成、及びレピータを介した別の経路指定
のために使用可能である。更に、初期データ速度が知ら
れているので、RCTはネットワーク・スループットの増
加を助ける。例えば、そのデータ速度に適合した或るS1
ステーション、物理的移動したステーション、又は新し
いステーションはそのネットワークと結合しようとする
ので、或る時間後に、RCTはリフェッシュされる必要が
あろう。後者の場合、他の初期設定手順が実行されなけ
ればならない。
第10図に示されたステーションDに対する表示された
ユーザ・ネットワーク情報の例は、ステーションDがス
テーションBによって受信され得ないこと、即ち、ステ
ーションDがステーションBに対する隠れ端末を表すこ
とを示している。この例では、表示101は、その状況の
調整を勧める対応メッセージを示す。更に、表示例100
は、ステーションD及びAの間の通信が比較的低いデー
タ速度に限定されることを示す。第10図の第2表示101
に示されるように、これは、1.6MBファイル転送が完了
するのに2分を必要とするであろうということを意味す
る。従って、ステーションAにもって近接するようにと
いう忠告がユーザDに表示される。
ユーザ・ネットワーク情報の例は、ステーションDがス
テーションBによって受信され得ないこと、即ち、ステ
ーションDがステーションBに対する隠れ端末を表すこ
とを示している。この例では、表示101は、その状況の
調整を勧める対応メッセージを示す。更に、表示例100
は、ステーションD及びAの間の通信が比較的低いデー
タ速度に限定されることを示す。第10図の第2表示101
に示されるように、これは、1.6MBファイル転送が完了
するのに2分を必要とするであろうということを意味す
る。従って、ステーションAにもって近接するようにと
いう忠告がユーザDに表示される。
高速システムにおける過度なヘッダ・オーバヘッドは
次のように回避可能である。低速の送信(例えば、ペー
ジャ機能S4)を使用するサブシステムにおいて動作する
ステーションは、ずっと低いSNRを必要とし、従って、
選択されたSN(SN=S1)よりも雑音に対するずっと高い
耐久性(20−30dBまでも高い)を示す。反復コーディン
グ・アルゴリズム及び適合した記号同期化方式を使用し
て、低速送信にとって十分に高い耐久性を有するRPLHを
設計することが可能である。しかし、そのようなヘッダ
の必要な長さは、SN及び他の高速サブシステムのパフォ
ーマンスを徹底的に減少させるであろう。改良された耐
久性を得るために使用される長くされた同期ワードを有
するそのようなヘッダの例を第14図と関連して後述す
る。
次のように回避可能である。低速の送信(例えば、ペー
ジャ機能S4)を使用するサブシステムにおいて動作する
ステーションは、ずっと低いSNRを必要とし、従って、
選択されたSN(SN=S1)よりも雑音に対するずっと高い
耐久性(20−30dBまでも高い)を示す。反復コーディン
グ・アルゴリズム及び適合した記号同期化方式を使用し
て、低速送信にとって十分に高い耐久性を有するRPLHを
設計することが可能である。しかし、そのようなヘッダ
の必要な長さは、SN及び他の高速サブシステムのパフォ
ーマンスを徹底的に減少させるであろう。改良された耐
久性を得るために使用される長くされた同期ワードを有
するそのようなヘッダの例を第14図と関連して後述す
る。
実施の複雑性(コスト)に関する調査及び送信効率対
そのシステムの耐久性に関する調査はデュアル・モード
RPLH方式を導く。いわゆる低い速度低下モードRPLH(L
−RPLH)は、SN送信モードにおいて8個までの速度低下
(RR)係数をサポートする。更に高価な高い速度低下モ
ードRPLH(H−RPLH)は、64個の最大RRを持ったSN通信
を可能にする。H−RPLHは、速度低下なし(即ち、RR=
1)で動作するSNリンクに関する受容可能なパケット成
功確率を持続するために必要なSNRよりも最大20dBも低
いSNRにおいて動作するサブシステムをサポートする。S
N(S1)及び高速(S2)送信モードにおけるネットワー
クは通常はL−RPLHを使用し、しかも、それらは、低速
送信(S3)又はリモート制御機能(S4)が通信セル内で
公表される時、H−RPLHを活動化するだけである。この
方式によって、及び耐久性直接搬送波検知回路がH−RP
LHステーションにおいてアクティブであると仮定する
と、近く予定されているL−RPLHトラフィックは、ヘッ
ダ自体が正しくデコードされ得ない場合でも、H−RPLH
範囲内のすべてのステーションに対して公表され得る。
ネットワーク初期設定及びSNステーションに対する初期
チャネル品質がH−RPLHモードで行われる。
そのシステムの耐久性に関する調査はデュアル・モード
RPLH方式を導く。いわゆる低い速度低下モードRPLH(L
−RPLH)は、SN送信モードにおいて8個までの速度低下
(RR)係数をサポートする。更に高価な高い速度低下モ
ードRPLH(H−RPLH)は、64個の最大RRを持ったSN通信
を可能にする。H−RPLHは、速度低下なし(即ち、RR=
1)で動作するSNリンクに関する受容可能なパケット成
功確率を持続するために必要なSNRよりも最大20dBも低
いSNRにおいて動作するサブシステムをサポートする。S
N(S1)及び高速(S2)送信モードにおけるネットワー
クは通常はL−RPLHを使用し、しかも、それらは、低速
送信(S3)又はリモート制御機能(S4)が通信セル内で
公表される時、H−RPLHを活動化するだけである。この
方式によって、及び耐久性直接搬送波検知回路がH−RP
LHステーションにおいてアクティブであると仮定する
と、近く予定されているL−RPLHトラフィックは、ヘッ
ダ自体が正しくデコードされ得ない場合でも、H−RPLH
範囲内のすべてのステーションに対して公表され得る。
ネットワーク初期設定及びSNステーションに対する初期
チャネル品質がH−RPLHモードで行われる。
高い信頼性(耐久性)を得るために、受信ステーショ
ンは、パルス平均化手順でもって受信プリアンブルの周
期的パターンを分析することによって、ヘッダ・モード
(L−RPLH又はH−RPLH)を決定してもよい(これは本
発明によるプリアンブルの主要な用途ではないことに注
意して欲しい)。例えば、受信したプリアンブル・スト
リームを16回又はそれ以上の回数の平均化を行うこと
は、0dBのSNR(データ・フィールド51の信頼し得るモー
ド検出のために、64というRRが必要とされる)まで下げ
た信頼し得るモード検出を可能にする。例えば、8スロ
ットの周期(2つの4−PPM記号の長さ)を持ったプリ
アンブル・パルス・シーケンス10001000は、ヘッダ・モ
ードがH−RPLHであることを知らせるために使用可能で
あり、又、8スロットの周期を有するプリアンブル・パ
ルス・シーケンス10000010は、ヘッダがL−RPLHである
ことを知らせることが可能である。ヘッダ・モード検出
のためにレシーバ側において使用された同じ回路が耐久
性直接搬送波検知の検出のためにも使用可能である。
ンは、パルス平均化手順でもって受信プリアンブルの周
期的パターンを分析することによって、ヘッダ・モード
(L−RPLH又はH−RPLH)を決定してもよい(これは本
発明によるプリアンブルの主要な用途ではないことに注
意して欲しい)。例えば、受信したプリアンブル・スト
リームを16回又はそれ以上の回数の平均化を行うこと
は、0dBのSNR(データ・フィールド51の信頼し得るモー
ド検出のために、64というRRが必要とされる)まで下げ
た信頼し得るモード検出を可能にする。例えば、8スロ
ットの周期(2つの4−PPM記号の長さ)を持ったプリ
アンブル・パルス・シーケンス10001000は、ヘッダ・モ
ードがH−RPLHであることを知らせるために使用可能で
あり、又、8スロットの周期を有するプリアンブル・パ
ルス・シーケンス10000010は、ヘッダがL−RPLHである
ことを知らせることが可能である。ヘッダ・モード検出
のためにレシーバ側において使用された同じ回路が耐久
性直接搬送波検知の検出のためにも使用可能である。
制御フィールド59の始め及び次に続く(できれば、反
復コード化された)データ/サブシステム・フィールド
51の始めを決定するためには、フレーム同期化が必要で
ある。それは、PPMコード化伝送が使用される場合、PPM
記号境界の推定のための基準でもある。これらの目的の
ために、特別のパルス・パターン53がプリアンブル52の
直接に送信されてもよい(第4A図参照)。一般的な解決
方法は不当なPPM記号(例えば、1記号当たり複数のパ
ルス)を使用して同期ワード53を一意的に検出可能にす
るか、或いは、相関回路によって適当なバイナリ・シー
ケンス(望ましい相関特性を示す)を検出する。しか
し、H−RPLH条件の下で働く単一の同期ワード53は過度
に長くなければならず、それに対応する長い相関回路を
必要とすることがある。更なる問題点は、IR光源によっ
て課せられた平均電力制御(デューティ・サイクル)に
適応するために、及び受信したDCレベルにおいて連続性
を維持するために、同期ワード53がその選択されたPPM
フォーマット内に組み込まれなければならないことであ
る。
復コード化された)データ/サブシステム・フィールド
51の始めを決定するためには、フレーム同期化が必要で
ある。それは、PPMコード化伝送が使用される場合、PPM
記号境界の推定のための基準でもある。これらの目的の
ために、特別のパルス・パターン53がプリアンブル52の
直接に送信されてもよい(第4A図参照)。一般的な解決
方法は不当なPPM記号(例えば、1記号当たり複数のパ
ルス)を使用して同期ワード53を一意的に検出可能にす
るか、或いは、相関回路によって適当なバイナリ・シー
ケンス(望ましい相関特性を示す)を検出する。しか
し、H−RPLH条件の下で働く単一の同期ワード53は過度
に長くなければならず、それに対応する長い相関回路を
必要とすることがある。更なる問題点は、IR光源によっ
て課せられた平均電力制御(デューティ・サイクル)に
適応するために、及び受信したDCレベルにおいて連続性
を維持するために、同期ワード53がその選択されたPPM
フォーマット内に組み込まれなければならないことであ
る。
デューティ・サイクル維持する方法は、DCレベル・シ
フトを回避し、第11図に関連して説明するH−RPLH条件
の下で必要な相関器長を減少させる。適当な長い同期ワ
ードを構成するためには、長い単一の同期ワード53を使
用するよりも、むしろ、2つの比較的短い同期ワードが
使用可能である。第1の同期ワードは、対応する第1相
関器110が第2の指定された同期ワードに対応する出力
を理想的に、即ち、ノイズのない状態で生じさせるよう
な方法でその選択されたPPM記号フォーマット内に組み
込まれる。そこで、この第1相関器110の出力は、対応
する第2相関器112に対する入力として使用される。第
2相関器112は、閾値オペレーション113をそれの出力に
加えた後、記号/フレーム同期化情報を供給する。この
方法は、同期検出のためのハードウエア費用を著しく減
少させる。更に、この方法は、デュアルモード・ヘッダ
伝送方法(L−RPLH、又はH−RPLH)と互換性がある。
フトを回避し、第11図に関連して説明するH−RPLH条件
の下で必要な相関器長を減少させる。適当な長い同期ワ
ードを構成するためには、長い単一の同期ワード53を使
用するよりも、むしろ、2つの比較的短い同期ワードが
使用可能である。第1の同期ワードは、対応する第1相
関器110が第2の指定された同期ワードに対応する出力
を理想的に、即ち、ノイズのない状態で生じさせるよう
な方法でその選択されたPPM記号フォーマット内に組み
込まれる。そこで、この第1相関器110の出力は、対応
する第2相関器112に対する入力として使用される。第
2相関器112は、閾値オペレーション113をそれの出力に
加えた後、記号/フレーム同期化情報を供給する。この
方法は、同期検出のためのハードウエア費用を著しく減
少させる。更に、この方法は、デュアルモード・ヘッダ
伝送方法(L−RPLH、又はH−RPLH)と互換性がある。
後述する2ステージ同期化方式は、更なる情報がその
同期化情報と結合して搬送されるように拡張可能であ
る。例えば、第2同期ワードは、2つの異なる第2ステ
ージ相関器がその結果として生じた4つの複合同期化シ
ーケンスを区別することができるように、4つの異なる
方法(即ち、例えば、B1={+1、+1、−1、+1、
−1}、B2={−1、+1、−1、+1、+1}、B3=
{−1、−1、+1、−1、+1}、B4={+1、−
1、+1、−1、−1})で使用される(本願では、第
2同期ワードのすべてのバージョンが相補的バージョン
を有するものと仮定する)。第1相関器の出力における
その結果生じた4つのシーケンスは良好な自動相関及び
交差相関特性を持たなければならない。この方式は、同
期化情報と結合して2ビットの情報を搬送することがで
きる。同様に、その方式は、例えば、更なる情報ビット
を搬送するためには第1同期ワードを含むことによって
汎用化可能である。
同期化情報と結合して搬送されるように拡張可能であ
る。例えば、第2同期ワードは、2つの異なる第2ステ
ージ相関器がその結果として生じた4つの複合同期化シ
ーケンスを区別することができるように、4つの異なる
方法(即ち、例えば、B1={+1、+1、−1、+1、
−1}、B2={−1、+1、−1、+1、+1}、B3=
{−1、−1、+1、−1、+1}、B4={+1、−
1、+1、−1、−1})で使用される(本願では、第
2同期ワードのすべてのバージョンが相補的バージョン
を有するものと仮定する)。第1相関器の出力における
その結果生じた4つのシーケンスは良好な自動相関及び
交差相関特性を持たなければならない。この方式は、同
期化情報と結合して2ビットの情報を搬送することがで
きる。同様に、その方式は、例えば、更なる情報ビット
を搬送するためには第1同期ワードを含むことによって
汎用化可能である。
以下では、可能な2ステージ同期化方式及び低いSNR
のための記号/フレーム同期化に関する更なる詳細を示
す。第11図は、上記のフレームのための2ステージ相関
方式及び低いSNRの場合の記号同期化を示す。この例で
は、第1相関器110は、バイナリ値の第1同期ワードに
応答するように設計される。第1相関器110の出力は回
路111によって3進値化(+1、0、−1)され、第2
相関器112に入力を供給する。第2相関器の出力は回路1
13によって再び2進値化(0、+1)され、PPMシステ
ムのスロット・クロックによって制御される記憶素子11
4に供給される。出力67における信号「同期フラッグ(S
ync_flag)」は同期化情報を表す。
のための記号/フレーム同期化に関する更なる詳細を示
す。第11図は、上記のフレームのための2ステージ相関
方式及び低いSNRの場合の記号同期化を示す。この例で
は、第1相関器110は、バイナリ値の第1同期ワードに
応答するように設計される。第1相関器110の出力は回
路111によって3進値化(+1、0、−1)され、第2
相関器112に入力を供給する。第2相関器の出力は回路1
13によって再び2進値化(0、+1)され、PPMシステ
ムのスロット・クロックによって制御される記憶素子11
4に供給される。出力67における信号「同期フラッグ(S
ync_flag)」は同期化情報を表す。
本発明によるレシーバの実施形態及び対応する状態図
が第12図及び第13図に示される。このレシーバは、高速
の(中位の乃至高いSNRで)及び耐久性の(低いSNRで)
搬送波検出機能を提供するという望ましい特性を有す
る。第12図に示されるように、2つの閾値検出器121及
び124がある。後者の検出器は高速の搬送波検出のため
のものであり、一方、第1の検出器は耐久性ヘッダ検出
器123及びデータ検出器122のためのものである。耐久性
ヘッダ検出器123は、高速搬送波検出器125によって供給
される信号「高速搬送波フラッグ(Fast_Carrier_fla
g)」を表明するために、搬送波表明と呼ばれる機能ブ
ロック126に信号「プリアンブル・フラッグ「Preamble_
flag)」を供給する。その「高速搬送波フラッグ」信号
は、中位乃至良好のSNRで高速搬送波検出を行うけれど
も、「プリアンブル・フラッグ」信号は低いSNRで搬送
波検出のための低速信号を供給する。それら2つの信号
(高速搬送波フラッグ、プリアンブル・フラッグ)は結
合されて、搬送波の耐久性及び高速の検出を行う。ボッ
クス126は、これら2つの信号から信号「搬送波フラッ
グ(Carrier_flag)」(搬送波検出の成功を表す)を発
生する。「高速搬送波フラッグ)信号が生じた後の或る
時間内に「ブリアンブル・フラッグ」信号が生じない場
合、誤り警報が宣言され、「高速搬送波フラッグ」(及
び「搬送波フラッグ」)が信号「高速搬送波リセット
(Fast_Carrier_reset)」によってリセットされる。
が第12図及び第13図に示される。このレシーバは、高速
の(中位の乃至高いSNRで)及び耐久性の(低いSNRで)
搬送波検出機能を提供するという望ましい特性を有す
る。第12図に示されるように、2つの閾値検出器121及
び124がある。後者の検出器は高速の搬送波検出のため
のものであり、一方、第1の検出器は耐久性ヘッダ検出
器123及びデータ検出器122のためのものである。耐久性
ヘッダ検出器123は、高速搬送波検出器125によって供給
される信号「高速搬送波フラッグ(Fast_Carrier_fla
g)」を表明するために、搬送波表明と呼ばれる機能ブ
ロック126に信号「プリアンブル・フラッグ「Preamble_
flag)」を供給する。その「高速搬送波フラッグ」信号
は、中位乃至良好のSNRで高速搬送波検出を行うけれど
も、「プリアンブル・フラッグ」信号は低いSNRで搬送
波検出のための低速信号を供給する。それら2つの信号
(高速搬送波フラッグ、プリアンブル・フラッグ)は結
合されて、搬送波の耐久性及び高速の検出を行う。ボッ
クス126は、これら2つの信号から信号「搬送波フラッ
グ(Carrier_flag)」(搬送波検出の成功を表す)を発
生する。「高速搬送波フラッグ)信号が生じた後の或る
時間内に「ブリアンブル・フラッグ」信号が生じない場
合、誤り警報が宣言され、「高速搬送波フラッグ」(及
び「搬送波フラッグ」)が信号「高速搬送波リセット
(Fast_Carrier_reset)」によってリセットされる。
耐久性ヘッダ検出器123は、信号「ヘッダ・フラッグ
(Header_flag)」、「ブロック・サイズ(Block_siz
e)」、「同期フラッグ(Sync_flag)」、「RR」、「L
(モード(mode))」、及び、制御フィールド59におい
て送信されたフィールド次第では他の信号をレシーバの
他の機能(図示されてない)に供給する。
(Header_flag)」、「ブロック・サイズ(Block_siz
e)」、「同期フラッグ(Sync_flag)」、「RR」、「L
(モード(mode))」、及び、制御フィールド59におい
て送信されたフィールド次第では他の信号をレシーバの
他の機能(図示されてない)に供給する。
耐久性ヘッダ50における制御フィールド59の受信後の
RRの内容はチャネル品質(SNR)を表すので、この情報
は、変調方法に関する情報と共に、データ/サブシステ
ム・フィールド51の受信時にコンパレータ121の閾値v
Th2を最適な値に調節するために使用可能である(検出
器123から閾値制御120へのNビット・フィードバッ
ク)。コンパレータ124の閾値vTh1は、最適な高速搬送
波検出のために選択される。
RRの内容はチャネル品質(SNR)を表すので、この情報
は、変調方法に関する情報と共に、データ/サブシステ
ム・フィールド51の受信時にコンパレータ121の閾値v
Th2を最適な値に調節するために使用可能である(検出
器123から閾値制御120へのNビット・フィードバッ
ク)。コンパレータ124の閾値vTh1は、最適な高速搬送
波検出のために選択される。
第14図には、2つの短い同期ワード(シーケンス1及
びシーケンス2)から構成された1つの同期ワードが示
される。この図は、本発明によるPPMトランスミッタが
第1ワード(S)及び第2ワード(B)からそのような
長い同期ワードを構成する方法を示す。更に、その同期
ワードが4−PPM記号フレーム内で送信される順序が示
される。2つの短い同期ワードから構成されるこの長い
同期ワード及び同様の同期ワードは、送信チャネルの品
質が劣っている場合の使用に適している。従って、記号
/フレーム同期化の方法は実際に耐久性ヘッダの設計を
可能にするように十分適する。同期ワードの一部分しか
正しく受信されない場合でも、(相関検出を通して)正
しい同期化が可能である。
びシーケンス2)から構成された1つの同期ワードが示
される。この図は、本発明によるPPMトランスミッタが
第1ワード(S)及び第2ワード(B)からそのような
長い同期ワードを構成する方法を示す。更に、その同期
ワードが4−PPM記号フレーム内で送信される順序が示
される。2つの短い同期ワードから構成されるこの長い
同期ワード及び同様の同期ワードは、送信チャネルの品
質が劣っている場合の使用に適している。従って、記号
/フレーム同期化の方法は実際に耐久性ヘッダの設計を
可能にするように十分適する。同期ワードの一部分しか
正しく受信されない場合でも、(相関検出を通して)正
しい同期化が可能である。
本発明によれば、ユーザはデータ/サブシステム・フ
ィールド51における暗号化されたデータを自由に送信す
るが、耐久性ヘッダ50は、すべてのステーションが何れ
かの参加ステーションから受信した時にそれを理解でき
るように暗号化されてはならない。データ/サブシステ
ム・フィールドがどのように見えなければならないかと
いうことに関して制限がないので、発明の概念はデータ
/サブシステム・フィールド51における送信された情報
の暗号化を可能にする。
ィールド51における暗号化されたデータを自由に送信す
るが、耐久性ヘッダ50は、すべてのステーションが何れ
かの参加ステーションから受信した時にそれを理解でき
るように暗号化されてはならない。データ/サブシステ
ム・フィールドがどのように見えなければならないかと
いうことに関して制限がないので、発明の概念はデータ
/サブシステム・フィールド51における送信された情報
の暗号化を可能にする。
しかし、次に続くデータ/サブシステム・フィールド
が暗号化モードで送信されること(一般には、暗号化は
物理層の上で処理される)を、宛先ステーション(受信
ステーション)及び恐らく他のステーションに表示する
ために使用可能なサブフィールド(アクセス優先順位情
報又はモード・フィールドに関して同じサブフィール
ド)を制御フィールド59内に含むことを意味あるものに
することが可能である。
が暗号化モードで送信されること(一般には、暗号化は
物理層の上で処理される)を、宛先ステーション(受信
ステーション)及び恐らく他のステーションに表示する
ために使用可能なサブフィールド(アクセス優先順位情
報又はモード・フィールドに関して同じサブフィール
ド)を制御フィールド59内に含むことを意味あるものに
することが可能である。
更に一般的には、それがそこにあること(位置及び長
さを含む)をすべてのステーションが知っているが、そ
れの内容の意味がステーションのサブセットに知られて
いるだけであるという「汎用」サブフィールドを制御フ
ィールド59において特定することも可能である。そのよ
うな汎用サブフィールドを耐久性ヘッダ50の制御フィー
ルド59内に含むことは、耐久性ヘッダの概念がそれの主
たる意図に妥協することなく個々の或る程度の自由を許
容すること、即ち、それがすべてによって、特に、非常
に劣ったチャネル条件の下で理解され得ることを表して
いる。
さを含む)をすべてのステーションが知っているが、そ
れの内容の意味がステーションのサブセットに知られて
いるだけであるという「汎用」サブフィールドを制御フ
ィールド59において特定することも可能である。そのよ
うな汎用サブフィールドを耐久性ヘッダ50の制御フィー
ルド59内に含むことは、耐久性ヘッダの概念がそれの主
たる意図に妥協することなく個々の或る程度の自由を許
容すること、即ち、それがすべてによって、特に、非常
に劣ったチャネル条件の下で理解され得ることを表して
いる。
以下で、本発明の種々の実施形態の例を概説すること
にする。
にする。
1.本発明によるハードウエアは、例えば、コンピュータ
・カードに集積化可能である。そのコンピュータ・カー
ドは、コンピュータの筐体内に実装することによってコ
ンピュータ・バスに接続されるか、或いはその筐体に設
けられたスロットに(例えば、パーソナル・コンピュー
タ・メモリ・カード国際協会(PCMCIA)カードの形で)
プラグ・イン可能である。
・カードに集積化可能である。そのコンピュータ・カー
ドは、コンピュータの筐体内に実装することによってコ
ンピュータ・バスに接続されるか、或いはその筐体に設
けられたスロットに(例えば、パーソナル・コンピュー
タ・メモリ・カード国際協会(PCMCIA)カードの形で)
プラグ・イン可能である。
2.同様に、このトランスミッタ/レシーバは、コンピュ
ータに接続されるべき別の筐体に設けられてもよい。
ータに接続されるべき別の筐体に設けられてもよい。
3.更に、本発明によるトランスミッタ/レシーバは周辺
装置(例えば、プリンタ)に統合化されてもよい。場合
によっては、例えば、プリンタのような周辺装置は、通
常は、データを受信するだけであるので、軽量バージョ
ンが十分である。通常、印刷ジョブをリクエストしたス
テーションには、或る限定された量の情報しか返送され
ない。そのような場合、耐久性物理層ヘッダ及びそのヘ
ッダの制御フィールドにおいて何らかの情報を送信する
だけで十分である。
装置(例えば、プリンタ)に統合化されてもよい。場合
によっては、例えば、プリンタのような周辺装置は、通
常は、データを受信するだけであるので、軽量バージョ
ンが十分である。通常、印刷ジョブをリクエストしたス
テーションには、或る限定された量の情報しか返送され
ない。そのような場合、耐久性物理層ヘッダ及びそのヘ
ッダの制御フィールドにおいて何らかの情報を送信する
だけで十分である。
4.本発明の方法は、ディジタル信号プロセッサ又は他の
特別目的のハードウエア・エンジンにおける実行のため
にマイクロコードの形でも実施可能である。
特別目的のハードウエア・エンジンにおける実行のため
にマイクロコードの形でも実施可能である。
フロントページの続き (72)発明者 ヒルト、ウオルター スイス国ヴェッツビル、ヒンダーヴァイ ドシュトラーセ 29 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 12/28
Claims (38)
- 【請求項1】送信ステーションと、第1変調方法を使用
して変調されたデータを受信できる第1受信ステーショ
ンと、第2変調方法を使用して変調されたデータを受信
できる第2受信ステーションとの間のワイヤレス光通信
を可能にする方法にして、 (a)前記送信ステーションは、定義された周期を有す
る周期的なパルス・シーケンスを形成するフレームと、
フレーム当たりのスロットの数(L)と、前記両受信ス
テーションに知られているフレーム内容とを含むプリア
ンブル(52)を供給し、 (b)前記送信ステーションは前記パルス・シーケンス
を光学的に送信し、 (c)前記両受信ステーションは受信された前記パルス
・シーケンスに基づいて搬送波検出を遂行し、 (d)前記両受信ステーションの各々は相対的同期を得
るために前記パルス・シーケンスの周期を決定し、 (e)前記両受信ステーションの各々は前記受信された
パルス・シーケンスのスロットの位相にそれのクロック
を調節し、着信した前記パルス・シーケンスをシフト・
レジスタを通してクロックし、 (f)前記送信ステーションは前記両受信ステーション
に知られていて前記周期に揃えられた独特の同期ワード
(53)を送信し、 (g)前記両受信ステーションの各々は前記同期ワード
(53)の認識時に前記送信ステーションとの絶対的な同
期を得るために前記シフト・レジスタにおける前記パル
ス・シーケンスをそれに知られた前記独特の同期ワード
と相関させ、 (h)前記送信ステーションは第1変調方法又は第2変
調方法のどちらがデータ/サブシステム・フィールド
(51)におけるデータの送信のために使用されるかを、
事前定義された長さ及び構造の制御フィールド(59)に
おいて表示し、従って、それぞれの変調方法をサポート
することができるすべての受信ステーションが前記デー
タを待つ 方法。 - 【請求項2】種々の変調方法をサポートすることができ
る受信ステーションは前記制御フィールド(59)におい
て表示されたそれぞれの変調方法にそれのレシーバを切
り替える請求の範囲第1項に記載の方法。 - 【請求項3】前記制御フィールド(59)又は前記データ
/サブシステム・フィールド(51)は前記データのため
の宛先のリストを含む請求の範囲第1項に記載の方法。 - 【請求項4】送信のための変調方法としてパルス位置変
調(PPM)が使用される請求の範囲第1項に記載の方
法。 - 【請求項5】前記制御フィールド(59)は前記データ/
サブシステム・フィールド(51)の各パルス位置変調
(PPM)記号が反復される頻度を受信ステーションに表
示する速度低下フィールド(RR;54)を含む請求の範囲
第4項に記載の方法。 - 【請求項6】前記制御フィールド(59)は通信に最もよ
く適したデータ速度をネゴシエートするために使用され
る推奨の速度低下(RR*)を送信するための推奨の速度
低下フィールド(RR*;55)を含む請求の範囲第1項に
記載の方法。 - 【請求項7】前記推奨の速度低下(RR*)は送信ステー
ションと両受信ステーションとの間の通信中に生じた実
際のエラー率を考慮した事前定義のルールに基づいて決
定される請求の範囲第6項に記載の方法。 - 【請求項8】前記制御フィールド(59)は前記データ/
サブシステム・フィールド(51)において送信されるデ
ータ単位の数を表すブロック・サイズ・フィールド(B
S;56)を含む請求の範囲第1項に記載の方法。 - 【請求項9】前記制御フィールド(59)はどの変調方法
を使用するかを、即ち、サブシステム形成するどのステ
ーション・セットをアドレスするかを前記受信ステーシ
ョンに表示するために使用される前記情報を保持するモ
ード・フィールド(57)を含む請求の範囲第1項に記載
の方法。 - 【請求項10】前記変調方法は、 − 4スロット・パルス位置変調(4−PPM)、 − 16スロット・パルス位置変調(16−PPM)、又は − IrDA標準において定義された変調方法 の何れかである請求の範囲第9項に記載の方法。
- 【請求項11】前記制御フィールド(59)は受信ステー
ションに、前記データが該受信ステーションによって送
られるべきかどうか(レピータ機能)を知らせる情報を
含む請求の範囲第1項に記載の方法。 - 【請求項12】前記制御フィールド(59)は前記データ
の送信がこの送信の間受信ステーションを無音のままに
することを補償するために如何に長い時間を必要とする
かを決定するために、いずれの受信ステーションもアド
レスされないようにするか又は前記制御フィールド(5
9)において表示された変調方式をサポートできないよ
うにする情報を含む請求の範囲第1項に記載の方法。 - 【請求項13】前記両受信ステーションの各々は障害の
ある光通信によって生じた潜在的エラーが存在する場合
でも前記同期ワード(53)を認識するためのアルゴリズ
ムを使用する請求の範囲第1項又は第4項に記載の方
法。 - 【請求項14】前記同期ワード(53)は前記受信ステー
ションにおける認識が2つのステージに分離されるよう
に2つの同期ワードより成る請求の範囲第13項に記載の
方法。 - 【請求項15】受信ステーション又は送信ステーション
は前記データが送信されるべきデータ速度を決定する請
求の範囲第1項に記載の方法。 - 【請求項16】受信ステーションは送信ステーションと
受信ステーションとの間の通信チャネルの現在の品質を
考慮して前記データの送信のために使用されるべき推奨
のデータ速度を決定し、前記推奨のデータ速度は前記制
御フィールド(59)が終了する正確な時間、従って、前
記データ/サブシステムが開始する正確な時間を知るこ
とに基づいて決定される請求の範囲第1項に記載の方
法。 - 【請求項17】前記データ速度又は推奨のデータ速度は
アプリケーション・プログラム又はエンド・ユーザにと
って使用可能にされる請求の範囲第15項又は第16項に記
載の方法。 - 【請求項18】前記制御フィールド(59)は通信セル
(40)における少なくとも2つの共存する通信サブセル
(ピコ・セル)を許容するアクセス優先順位情報を含む
請求の範囲第1項に記載の方法。 - 【請求項19】前記制御フィールド(59)は前記データ
の暗号化をサポートする情報を含む請求の範囲第1項に
記載の方法。 - 【請求項20】送信ステーションと、第1変調方法を使
用して変調されたデータを受信できる第1受信ステーシ
ョンと、第2変調方法を使用して変調されたデータを受
信できる第2受信ステーションとの間のワイヤレス光通
信のためのマルチモード・パケット(50,51)の生成方
法において、 − 送信されるべきデータを保持するパルス位置変調
(PPM)データ/サブシステム・フィールド(51)を生
成し、 − すべての受信ステーションによってデコードされ得
る先行の耐久性物理層ヘッダ(RPLE;50)を生成し、 前記耐久性物理層ヘッダ(RPLH;50)は、 (a)定義された周期を有する周期的なパルス・シーケ
ンスを形成するフレームと、フレーム当たりのスロット
数と、前記両受信ステーションに知られているフレーム
内容とを有するプリアンブル(52)、 (b)前記両受信ステーションに知られている独特の同
期ワード(53)、 (c)前記データを送信するためにどの変調方法が使用
されるかを表すモード情報、及び前記データ/サブシス
テム・フィールド(51)の各パルス位置変調(PPM)記
号が反復される頻度を前記受信ステーションに表示する
速度低下フィールド(RR;54)を含む事前定義された長
さ及び構造の制御フィールド(59) を含むマルチモード・パケットの生成方法。 - 【請求項21】前記制御フィールド(59)又は前記デー
タ/サブシステム・フィールド(51)は前記データに対
する宛先のリストを含む請求の範囲第20項に記載のマル
チモード・パケットの生成方法。 - 【請求項22】前記制御フィールド(59)は通信に最も
よく適したデータ速度をネゴシエートするために使用さ
れる推奨の速度低下(RR*)を送信するための推奨の速
度低下フィールド(RR*;55)を含む請求の範囲第20項
に記載のマルチモード・パケットの生成方法。 - 【請求項23】前記制御フィールド(59)は前記データ
/サブシステム・フィールド(51)において送信される
データ単位の数を表すブロック・サイズ・フィールド
(BS;56)を含む請求の範囲第20項に記載のマルチモー
ド・パケットの生成方法。 - 【請求項24】前記制御フィールド(59)は受信ステー
ションに、前記データが該受信ステーションによって送
られるかどうか(レピータ機能)を知させる情報を含む
請求の範囲第20項に記載のマルチモード・パケットの生
成方法。 - 【請求項25】前記制御フィールド(59)は前記データ
の送信がこの送信の間受信ステーションを無音のままに
することを補償するために如何に長い時間を必要とする
かを決定するために、いずれの受信ステーションもアド
レスされないようにするか又は前記制御フィールド(5
9)において表示された変調方式をサポートできないよ
うにする情報を含む請求の範囲第20項に記載のマルチモ
ード・パケットの生成方法。 - 【請求項26】前記制御フィールド(59)は前記データ
の暗号化をサポートする情報を含む請求の範囲第20項に
記載のマルチモード・パケットの生成方法。 - 【請求項27】第1変調方法を使用してデータを受信で
きる第1受信ステーション及び第2変調方法を使用して
データを受信できる第2受信ステーションとのワイヤレ
ス光通信のためのトランスミッタにして、前記通信はす
べての受信ステーションによってデコードされ得る耐久
性物理層ヘッダ(RPLH;50)を使用して開始され、 (a)前記耐久性物理層ヘッダ(RPLH;50)の一部分で
あって、定義された周期を有する周期的なパルス・シー
ケンスを形成するフレームと、フレーム当たりのスロッ
ト数と、前記両受信ステーションに知られているフレー
ム内容とを有するプリアンブル(52)を供給するための
ヘッダ・ジェネレータと、 (b)前記耐久性物理層ヘッダ(RPLH;50)の一部分で
あって、前記両送信ステーションに知られている独特の
同期ワード(53)を供給するための手段と、 (c)前記耐久性物理層ヘッダ(RPLH;50)の一部分で
あり、固定長の且つ既知の構造の制御フィールド(59)
を供給するための手段であって、前記制御フィールド
(59)はデータの送信のために使用されるそれぞれの変
調方法を表す手段と、 (d)前記送信されるべきデータを変調するための手段
と、 (e)前記パルス・シーケンスに続いて、前記パルス・
シーケンスに揃えられた前記独特の同期ワード(53)、
前記制御フィールド(59)、及び前記変調されたデータ
を送信するための手段と、 を含むトランスミッタ。 - 【請求項28】前記送信されるべきデータに対する宛先
のリストを供給するための手段を更に含み、前記宛先の
リストは前記制御フィールド(59)又はデータ/サブシ
ステム・フィールド(51)内に設けられる請求の範囲第
27項に記載のトランスミッタ。 - 【請求項29】データを送信するために、前に受信した
推奨の速度低下(RR*)を使用してデータ・フィールド
(DSF)を発生し、通信に最もよく適したデータ速度を
ネゴシエートするために使用されるそれ自体の推奨の速
度低下(RR*)を前記制御フィールドにおいて送信する
ための手段を更に含む請求の範囲第27項に記載のトラン
スミッタ。 - 【請求項30】前記送信されるべきデータの数/サイズ
を表すための手段を更に含む請求の範囲第27項に記載の
トランスミッタ。 - 【請求項31】受信ステーションに、前記データが該受
信ステーションによって送られるべきかどうか(レピー
タ機能)を知させるための手段を更に含む請求の範囲第
27項に記載のトランスミッタ。 - 【請求項32】マルチモード通信セルにおけるすべての
レシーバによってデコードされ得る耐久性物理層ヘッダ
(RPLH;50)であって、 定義された周期を有する周期的パルス・シーケンスを形
成するフレーム、フレーム当たりのスロットの数、及び
前記レシーバに知られているフレーム内容を有するプリ
アンブル(52)と、 レシーバに知られた独特の同期ワード(53)と、 データの送信のために使用されるそれぞれの変調方法を
表す固定長の且つ既知の構造の制御フィールド(59)と を含む耐久性物理層ヘッダ(RPLH;50)を送信する送信
ステーションとの前記マルチモード通信セルにおけるワ
イヤレス光通信のためのレシーバにして、 (a)相対的同期を得るために、フレーム当たりのスロ
ットの数及び前記レシーバに知られているフレーム内容
に基づいて前記パルス・シーケンスの周期を決定するた
めの手段と、 (b)前記パルス・シーケンスに基づいて搬送波検出す
るための手段と、 (c)前記レシーバのクロックを、受信された前記パル
ス・シーケンスのスロットの位相に調節するための手段
と、 (d)前記独特の同期ワード(53)によって定義された
長さを有するシフト・レジスタを通して、前記受信され
たパルス・シーケンスをクロックするための手段と、 (e)前記シフト・レジスタにおける前記パルス・シー
ケンスを前記レシーバに知られている独特の同期ワード
と相関させて、前記独特の同期ワード(53)の認識時に
前記送信ステーションとの絶対的な同期を得るための手
段と、 (f)前記データの送信のために使用されるそれぞれの
変調方法を前記レシーバがサポートすることができるか
どうかを前記制御フィールド(59)から決定するための
手段と、 (g)前記レシーバが前記データに対する正しい受信者
であるかどうかを、受信された情報から決定するための
手段と、 (h)前記制御フィールドの終了直後に前記レシーバが
前記データを受信することを可能にするための手段と、 を含むレシーバ。 - 【請求項33】1つ、又は2つ、又はそれ以上の変調方
法の間で切り替えるための手段を更に含む請求の範囲第
32項に記載のレシーバ。 - 【請求項34】前記絶対的な同期を得るための手段は2
つの同期ワードを使用して生成された同期ワード(53)
が2つのステージにおいて認識されるように、第1相関
器及び第2相関器を含む請求の範囲第32項に記載のレシ
ーバ。 - 【請求項35】前記データの送信に最もよく適したデー
タ速度をネゴシエートするために使用される、チャネル
品質算定から得られた推奨の速度低下(RR*)を決定す
るための手段を更に含む請求の範囲第32項に記載のレシ
ーバ。 - 【請求項36】前記制御フィールド(59)において送信
された情報を分析して、期待されるべき前記データの数
/サイズを決定するための手段を更に含む請求の範囲第
32項に記載のレシーバ。 - 【請求項37】再送信が必要とされること(レピータ機
能)を受信された情報が表す場合に前記データを再送信
するための手段を更に含む請求の範囲第32項に記載のレ
シーバ。 - 【請求項38】請求の範囲第27項乃至第31項の何れかの
記載の少なくとも1つのトランスミッタ及び請求の範囲
第32項乃至第37項の何れかに記載の少なくとも1つのレ
シーバを含むマルチモード・ワイヤレス光通信システ
ム。
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---|---|
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WO (1) | WO1997025788A1 (ja) |
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