JP3341037B2

JP3341037B2 - データ送信方法

Info

Publication number: JP3341037B2
Application number: JP54039597A
Authority: JP
Inventors: アルノルド、イェルグ
Original assignee: IP2H AG
Current assignee: IP2H AG
Priority date: 1996-05-14
Filing date: 1997-05-14
Publication date: 2002-11-05
Anticipated expiration: 2017-05-14
Also published as: CA2253793A1; JPH11514175A; AU2951097A; RU2189118C2; TR199802293T2; PL329839A1; ES2179341T3; HK1018863A1; PT898818E; EP0898818A1; DK0898818T3; CA2253793C; ATE221282T1; DE19720236A1; EP0898818B1; BR9709318A; PL183088B1; CN1147080C; DE19780449D2; US6539002B1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、デジタルで符号化された無線信号形式でデ
ータを送信する方法に係り、特に、無線信号がプロトコ
ル部と情報部とで構成されたデータ送信方法に関する。

ここで論ずるタイプの複数の方法が実際に多年にわた
り知られている。これらの既知の方法は、例えば、Ｃ、
D1、D2、及びＥプラス移動体無線ネットワークにおいて
適用されている。例として挙げられる移動体無線ネット
ワークは、典型的には、固定無線設備と、移動体無線ネ
ット内での無線送信用交換処理を行う外部無線ネットワ
ーク管理と、を備えている。このような送信処理では、
例えば、中央処理コンピュータのような外部オペレータ
サイトにより制御、すなわち、個々の無線端末装置の外
部で制御される。従って、無線ネットワークの移動体無
線装置及び、例えば、基地無線局やこれらの無線ネット
の個々の固定無線ネットセルである送信中継局のような
固定無線設備は、外部から影響を受ける。

デジタル符号化無線信号形式によるデータの既知の無
線ネットワークでの従来の送信では、各送信毎に送信さ
れるデータは、送信中継局で取得、すなわち、受信さ
れ、最初にデータ処理の範囲内で処理され、この処理の
後にのみデータが更に転送又は送信される。この処理の
ために、無線信号は、情報部に加えて例えば送信プロト
コル形式のプロトコル部を含む。このような処理は、受
信した無線信号のエラー検査及びエラー訂正を含んでも
よい。

特に、長い無線経路の場合、データ送信には多くの送
信中継局が必要である。各送信中継局では、プロトコル
に関して無線信号の処理が連続的に発生する。従って、
無線信号の送信速度又は送信期間は、個々の中継局での
処理時間の合計により定まる。この処理時間に対する正
味の無線信号伝搬速度や無線信号グループ遅延時間は明
らかに重要ではないと考えられる。データ送信の多くの
用途では、特に音声送信中には、そのような中継局での
送信遅延が送信品質に非常に悪影響を及ぼす。

従って、本発明は、上述したタイプの方法に特有の課
題に基づくものであり、高品質データ送信を可能とする
ものである。

上記課題は、請求の範囲第１項の特徴を備える本発明
の方法により解決される。従って、ここで論述される方
法は、送信中継局での情報部の送信が、送信中継局での
プロトコル部の処理の前、処理中又は処理と同時に開始
されるように実行される。

本発明により、デジタル符号化無線信号形式でのデー
タ送信では、最初にプロトコルを処理し続いてデータを
送信するという既知のシーケンスを変更することによ
り、大幅な時間利得を得ることができるということが判
明した。このため、送信中継局において情報部の送信は
プロトコル部の処理の前、処理中又は処理と同時に開始
される。データ送信、特に音声送信での本発明による情
報部送信及びプロトコル部処理のシーケンス選択により
得られる時間利得は、著しい品質改良となる。送信中継
局での連続的な無線信号の相対的により高速な送信によ
って、送信期間は正味の無線信号伝搬時間に近づくよう
に低減される。

本発明の方法は、中央無線ネット管理を備える既知の
移動体無線ネットワーク内で適用されるのみならず、例
えば、ドイツ国特許出願第19535021.9号に開示されてい
るような、個別移動体無線端末装置及び移動体無線中継
局を備え、移動体無線端末装置が移動体無線中継局とし
て及びその逆に働く、分散中継局無線ネットにも適用さ
れる。本発明の方法を実施するために、移動体無線端末
装置や移動体無線中継局は、電子プロセッサ及びメモリ
を備え、これらのデバイスにより端末加入者インターフ
ェースの動作及び中継局の動作が制御される。

高速データ送信の観点からは、データの送信に必要な
無線接続がデータの送信前に既に確立されていれば特に
有利である。そのために、無線接続の確立とデータ送信
自体との分離が実現される。このように無線接続の確立
によって送信処理は時間遅延を伴わずに実行される。

従来の方法では、送信されるデータの識別とアドレス
指定のために必要とされるデータ処理は、送信されるデ
ータパケットに含まれる送信プロトコルデータを読み出
すことにより実行される。従来の送信方法では、これら
のデータは専ら時間に関して符号化される。デジタルパ
ルスの時間シーケンスと時間の進行性のタイプ及び様式
により、書き込み、又はデータを得る。

プロトコル部の処理の前、処理中、又は処理と同時に
行われる情報部の特に簡単な送信では、時間に関する符
号化に加えて、無線信号の周波数の符号化が行われても
よい。そのような送信では、周波数の符号化は送信され
るデータの識別及びアドレス指定に用いてもよい。送信
されるデータの識別及びアドレス指定を含むこのプロト
コル部は、特に簡単にかつ情報部と実質的に同時に送信
されてもよい。従って、送信される情報の識別及びアド
レス指定をする個別の送信中継局は周波数コードを検査
し処理するのみで、完全なプロトコル処理を実行する必
要がないので、送信中継局を介する無線信号の送信で
は、ほぼ正味の無線伝搬速度で行われる。完全なプロト
コル処理を行おうとすれば、大幅に送信速度を低下させ
る。

特に有利な方法としては、送信されるデータを個々の
周波数で構成される周波数タプル（周波数の要素の集
合、Frequenztupel）に符号化してもよい。ここで、周
波数タプルはｎ個のタプルとしてもよい。

必要に応じて、周波数タプルを構成する離散的（個別
の）周波数は、ゼロとすることができ、又は、周波数タ
プル内の二つ若しくは幾つかの周波数は等しくすること
ができる。

特に簡単な方法では、周波数として無線搬送波周波数
を無線信号用に使用することができる。

送信中継局の非同期動作の間、−例えば、無線接続の
確立や無線経路の確立の範囲内では−特に多数の中継局
を使用するときには、中継局遅延が、信号送信の範囲内
で信号送信時間の大部分を占める。本発明の方法−“Fi
rst Talk Then Think"−F3T方式−により、結果として
生じる無線信号の全体のグループ時間遅延をほぼ正味の
無線信号伝搬時間まで低減させることができる。データ
パケット送信後に、各中継局は到来する受信したデータ
パケットを同時に位相ずれを伴って再度送信し、送信プ
ロトコル処理及び転送又はエラー検査及びエラー訂正の
各々の適用範囲内において、必要な信号処理を行う。

送信中継局近辺でのクロストーク（混線）を防止する
ために、符号化及び／又は符号化形式、すなわち、無線
搬送波周波数（単数又は複数）の変調処理及び／又は周
波数のキーイング処理は、異なる無線接続位相に無線接
続期間中に変更することができる。このように要求によ
り、振幅変調と周波数変調又は周波数キーイングとの間
で変更する能力が与えられる。符号化の変更は実質的に
周波数符号化を含んでもよい。従って、送信中継局で
は、例えば異なる複数の送信発振器が、アイドル状態で
それぞれ所定周波数チャネル上で共に作動している。こ
れらの送信発振器は、対応する変調処理又は暗号化に応
じて、到来デジタル無線信号からの受信パワーにより直
接中継送信アンテナへ電子的に切り換えられる。そこ
で、同時に送信される信号は周波数に関して交差され
る。

高価で複雑なエラー検査及びエラー訂正を避けるため
に、データ送信は干渉（混信）しないようにビット毎に
行われる。各データビットに対して一つの周波数タプル
が割り当てられる。送信中継局では、受信の後、データ
ビットが周波数に関して交差されるか又はキーイングに
よりシフトされ、遅延なく更に転送される。この場合に
は、周波数符号化又は周波数符号をデータの識別及びア
ドレス指定のために使用してもよい。更に、送信チャネ
ルの識別のために周波数符号化又は周波数符号の使用も
想定され得る。周波数符号化又は周波数符号は、更に、
送信するデータの暗号化にも使用してもよい。

直接送信にも拘わらず、ノイズ除去の観点から、所定
の信号干渉がなお存在する。デジタル無線信号の個々の
パルス期間に適合した時間に関する統合処理の後に周波
数タプルの切換えが行われる場合には、無線信号でのよ
り狭い干渉ピークを除去することができる。このとき、
デジタル無線信号には誤った信号送信を生じない。

このデータ送信のための上記直接送信モードでは、切
り換えられた信号無線経路で定義された直接アドレス指
定された目標送信中継局だけがF3Tモードで動作され
る。無線接続の端末加入者はF3Tモードでは動作されな
い。このため、取得した無線信号の直接送信完了後に無
線信号が内部で処理される。無視できないエラーを認識
し次第、エラーのない信号の送信が改めて実行される。

最初にエラー無線信号が転送され、エラー訂正後更に
引き続きエラーのない信号が付加的に送信されるので、
この送信の繰り返しにより、F3Tモードでの動作中に無
線ネットワークで無線活動の増加が起こる。更に、F3T
モードで動作する非同期中継局は、既存の無線経路を介
して画定された当該無線交信の部分ではない検査されて
いない可能性がある無線信号も送信している。このた
め、当該無線接続の外部からの他の無線接続の無線信号
が確立された無線接続と潜在的にクロストークし得る。

既に述べたように、端末加入者はF3Tモードでは動作
しない。従って、プロトコル処理の適用範囲内の端末加
入者は、送信されたデータパケットのデジタル無線符号
シーケンスの目標アドレスをチェックするので、無線接
続の端末加入者同士間ではデータ送信自体によるクロス
トークは重要ではない。

しかしながら、クロストークは無線負荷を増加させ、
無線ネットでの無線ネット容量及び無線衝突問題を含ん
でいるので、避けるべきである。

この結果、周波数タプルに符号化されたデータは、所
定の周波数チャネル（複数）や指定の時間間隔で受信中
継局に同時に送信され、従って、ある意味でこの確立さ
れた無線接続の無線接続ドア（複数）を開く。マルチ周
波数処理は、専ら無線信号の干渉の影響を抑制するため
に、例えば、周波数シフトキーイング（周波数変位方
式）のようなデジタル符号化データを送信するために今
まで用いられてきた。

更に詳述すれば、クロストークを避けるために周波数
タプルの個々の周波数パルスが送信中継局及び／又はデ
ータ受信機に予め決定可能なタイムウインドー内の予め
決定可能な時間シーケンスで予期すなわち受信され得
る。同様に、周波数タプルの個々の周波数パルスが送信
中継局及び／又はデータ受信機により予め決定可能な時
間範囲内で同時に予期すなわち受信される。このため、
中継局はある程度同期化される（「スロッテドF3T処
理」）。

無線捕獲手順の間、中継局の指定のタイムウインドー
は専らF3Tモードで動作するように取り決められる。他
の接続している無線経路からの外部データパケットはF3
Tモードの送信タイムウインドーからは除外され得る。
それらは、連続的に最初に検査され、適正であれば、そ
れ以上は転送されない。

すべての中継局が、例えば、内部無線クロックを介し
て受信できる単一時間基準により共通の同期クロックを
作ることができる。この場合、送信される無線信号が中
継局によって最初にチェックされその後送信されるだけ
なので、エラー同期化は信号送信だけを遅延させる。

指定無線接続のために選択された送信中継局及び／又
はデータ受信機はそれぞれ予め決定された又は予め設定
可能な受信周波数チャネルで周波数符号化データの到着
を予期すなわち受信することによりF3Tモードでのクロ
ストークに対して他の又は更なる抑制を行うことができ
る。予期された周波数タプル、すなわち、無線信号の周
波数タプルの周波数に関する予測値は予め設定可能な処
理により無線信号送信中に新たな受信のために変更する
ことができる。同様に、周波数タプルの周波数も予め設
定可能な処理により変更することができる。この場合
に、一方で受信端末が考慮され、他方で送信端末が考慮
される。

特に有効な変更処理としては循環処理が可能である。
これはいわゆる周波数ジャンプ循環処理により達成する
ことができる。この周波数ジャンプ循環処理では、高度
に指定され予期される連続的な周波数により搬送される
単一パルスを有する到来無線信号にのみ一つの中継局は
応答する。最初は如何なる周波数をもとることができる
送信周波数は、定義された循環処理により連続する無線
交信に変更される。

このため、中継局及びデータ受信機に関連する周波数
テーブルにより変更処理が実行される。そのようなテー
ブルは、マイクロプロセッサを介して中継局及び／又は
データ受信機に適用される。

要求により、変更処理は送信中継局の予め設定可能な
数又は送信中継局の指定のグループの各中継局に対して
同一とすることができる。あるいは、周波数選択サイク
ルも全ての中継局において同一とすることができる。中
継局が指定の無線周波数で最初の無線送信を受信した場
合には、中継局は、多分テーブル形式で与えられたサイ
クルに従って高度に指定された無線周波数でのこの送信
方向からの次の送信を予期する。循環処理は、無線交信
の更なるシーケンスにおいて、利用可能な両送信方向、
すなわち、送信機から受信機及びその逆の方向、の全て
の無線経路における全無線周波数の組み合わせを決定す
る。この組合せは、無線接続での引き続く送信毎に確実
に変更される。

更に、指定数の中継局又は指定グループの中継局の各
中継局のために予め決定された周波数タプルは、他の周
波数タプル選択処理又は周波数タプル選択処理の他の循
環範囲又は循環部分から作り出すことができる。受信デ
ータを渡す中継局は周波数タプルを交換して受信した無
線信号を渡すことができる。ここで、特に簡単な方法に
よれば、周波数タプルの変更処理は同一中継局グループ
の送信及び受信用に同じにすることができる。

当該無線接続以外で発生する予期された周波数を有す
る無線信号によって、中継局が侵害される同時発生確率
ｗ（中継局クロストーク確率）は、送信パワー適合度の
下の固定無線活動では、ｗ＝n⁺/m² で低減する。ここで、ｍは利用された送信帯域における
無線周波数チャネルの数、n⁺は送信可能な最寄り中継局
の数である。これは、ｍ個の目をもつサイコロを二人が
投げたときに同じ目が出る確率である。

更にこの確率は２周波数処理又はマルチ周波数処理に
より減少させることができる。ここで、中継局は無線周
波数ペア又は周波数タプルに対して動作する。これは、
無線信号の周波数変調又は周波数シフトキーキングによ
り簡単に適用することができる。無線信号の復調は同時
復調の範囲内で行われる。無線周波数ペアに対して動作
する場合には、送信では、使用される無線周波数は無線
チャネルの使用可能な無線周波数の中から任意に又は決
定論的に対とすることができる。無線接続のクロストー
クの同時発生確率W₂の上限は： W₂＝3np（2/m（ｍ−１））^２ここで、ｍは使用可能な無線周波数チャネルの数、ｎは
無線経路における中継局の数、ｐは中継局の並列送信の
確率の数である。デカルトグリッドのモデル（das Mode
ll eines kartesischen Gitters）が使用された。

当該無線接続を生じさせる無線接続確立からの無線呼
び出しによるクロストークは、更なる変調の区別化を通
じて避けることができる。前に述べたように、無線接続
確立は、F3Tモードでは行われないが、振幅変調又は振
幅キーイング信号によって行われる。これは、周波数ｖ
＝０の周波数ペアの周波数変調又は周波数シフトキーイ
ングに相当する。そのような周波数ペアは、同時復調の
ため中継局によりF3Tモードでは無視され、それ故クロ
ーストークは発生しない。

このように、クロストークは、交差する点で、周波数
選択サイクルの同じ周波数タプルで局部的に動作する、
割り込まれた、交差又は接続する無線経路の場合にのみ
発生し得る。送信パワー適合度でｍ＝256個の二重周波
数チャネル、無線経路にある100の中継局及び各個別の
中継局が４つの並行送信能力がある場合に、変調が区別
化された循環F3Tモードでの無線接続のクロストークの
確率は、W₂＝1.1×10^-6よりも小さい。

デジタル無線信号の正のデータビットに対してのみ送
信パワーがここでは生成されるので、無線接続確立の範
囲内での上述した振幅キーイングは、無線中継局におい
て更にエネルギー節約の利点がある。他方、割込無線接
続におけるデータパケットは実質的には干渉しない周波
数変調で送信される。

無線経路を最適化する場合には、例えば中継局の数が
増減するときには、周波数循環を再度適合化させなけれ
ばならない。個々の中継局は次のデータパケットのため
に周波数タプルの選択を指定する無線プロトコルで送信
された変数に従って方位を定めることができる。

本発明の方法では、送信中継局は、データ受信機のた
めに、関連する送信プロトコルやコントロールプロトコ
ル又はコントロール命令の送信とは別の時間に有用なデ
ータ、すなわち、情報部を送信することができる。ここ
で、特に、送信されるデータの、例えば目標アドレス変
更、エラー検査又は訂正のようなデータ処理は送信中継
局ではデータの送信とは別の時間になされる。

特に簡単で有効なエラー検査又はエラー訂正の観点か
らは、各送信方向におけるデータの送信は双方の無線接
続において先の送信中継局により監視され又は検査さ
れ、そしてエラーが発生次第、訂正され得る。更にその
ようなエラー検査の詳細は、本発明による方法の実施例
の記載の範囲内において提供される。

本発明の方法によれば、無線中継局ネットにおける中
継遅延を最小時間まで低下させることができるので、無
線中継局ネットにおける無線接続で数百の中継局を相互
に接続することができる。それによって、通信目的のた
めに広いエリアをカバーする大規模な中継局無線ネット
が実現され、その中継局無線ネットでは少なくとも従来
のケーブルネットワーク又は光ファイバーネットワーク
で実現されていると同等に高速の送信速度でデータ送信
を達成することができる。

デジタル符号化無線信号形式でデータを送信する本発
明の方法を更によく理解するために、以下実施例と関連
してその方法について詳述する。

本発明の方法は、無線接続内において又は多分多数の
無線中継局の無線接続チェーン内において、有用な情報
を高速かつ干渉なしに送信する方法である。無線接続
（ルーチング）の確立は本発明及び以下の実施例の主題
ではない。無線接続は閉じられておりかつ在するものと
する。

無線中継局を介する多重送信の場合には、次の問題及
び要求が存在する。

1.各中継局はリレーホップ（Relais−Hop）と呼ばれる
送信処理での時間遅延を発生し、例えば、音声送信のよ
うなリアルタイム送信を実行可能にするためには、これ
を最小としなければならない。

2.無線送信における干渉による送信エラーは多重送信で
は強度に蓄積される。これらの送信エラーは除去される
か訂正されなければならない。

多重送信又はマルチホップ送信でのこれらの問題は、
本発明により解決される。

中継送信又は中継応答時間を最小にするために、長い
送信データセット（ストリング）の時間を消費する中間
記憶装置並びにデータ送信前の内部エラー解析及びエラ
ー訂正は排除されなければならない。これは、デジタル
データ送信の適用範囲内において単一パルス又は単一ビ
ット送信により実現される。その場合における中間記憶
装置の時間消費は、一つの送信無線パルスだけで構成さ
れるので、最小となる。従って、中継局を介する送信に
おいてエラー分析及びエラー訂正を省略することができ
る。

単一パルス送信は更に種々の利点がある。送信される
単一ビットは送信中に無線信号干渉によって除去される
ことはない。このことは、多くの無線送信機パルスを有
し、複雑なパルスパターンを示すデータストリングとは
対照的である。そのようなパターンは干渉により実質的
に変形され妨げられるおそれがある。

更に、デジタルデータビットを送信した各送信中継局
は、次の送信中継局が行うこのビットのデータ内容の再
送信をチェックするので、エラー送信は防止される。２
つの関係する送信中継局は共通の無線範囲にあるので、
このことが可能となる。

当該次の送信中継局によりエラーが発生し再送信され
た場合には、このエラーは監視している最初の送信中継
局（当該次の送信中継局にデータビットを送信した送信
中継局）によって検出され、その後再送信される続くエ
ラービットによりマークされる。従って、次の送信中継
局は、エラーでありそれらを無視できるものとして、エ
ラー、すなわち、エラービットに続くビットを検出する
ことができる。この処理はエラー送信及び送信中継局を
介しての無線接続チェーン内におけるエラー蓄積を排除
する。

上述した１及び２の問題を解決するために、このよう
に単一ビット送信が使用される。しかしながら、全てが
同一搬送波周波数で送られる個々の同一無線送信機パル
スはデジタルデータ送信ではデータの区別化を生じさせ
ることができない。データ送信内でのデータ区別化のた
めには、例えばバイナリーデータビット、コントロール
ビット、エラービット、ダミービット、同期ビット等の
識別されたデータビットを表示できるように、無線送信
機パルスの更なる特性が引き出されなければならない。

このことは、例えば無線送信機パルス又は無線送信機
パルスのグループのパルスの高さ又はパルスの幅を異な
らせた、異なるパルスフォームにより実現することがで
きる。このような例としては、個々のデータシンボル用
に長短パルスのパルスシーケンスを用いたモールス無線
送信が知られている。

更に、この目的のために、例えば、前の無線送信機パ
ルス又は前のパルスグループの同期パルスのような時間
的事象に関する同一無線送信機パルスの絶対的又は相対
的時間位置が用いられる。例として、単純なバイナリー
パルスコード変調送信が知られている。

最後に、この目的のために、無線送信機パルスの搬送
波周波数の区別化が選択される。ここで、異なるデジタ
ルデータビットは無線送信機パルスの異なる無線周波数
又は周波数位相位置によって特徴づけられる。その例と
して、電話のデュアルトーンマルチ周波数シグナリング
が知られている。

しかし、上述した処理の既知の適用においては、時間
的にシーケンシャルな少なくとも２以上の単一パルスに
よる時間的パルスシーケンス（ストリング）は、例えば
論理バイナリビットのようなデータユニットとして指定
の時間間隔で常に使用される。数個の無線送信機パルス
は一つのデータユニットを形成するので、それらは他の
データユニットと区別するために時間的に区別されなけ
ればならない。このため、これは、同期化により、すな
わち、例えば、指定の無線送信機パルス又は無線送信機
パルスグループ又は、各々のデータビット（同期化ビッ
ト）のような時間事象に対する指定の時間的関係によ
り、行われる。

これとは対照的に本発明では、実際に、個々の無線送
信機パルスが完全なデータユニット又は論理データビッ
トとして用いられる。これらの完全データユニット又は
論理データビットの無線送信機パルスグループ又はビッ
トグループ内での絶対的時間位置はデータ送信には重要
ではない。無線送信機パルスの同期化は本発明では省略
される。

データの区別化又はビットの区別化は、周波数符号化
の範囲内において区別されたコードによりデータ送信内
で行われる。各送信中継局はこのため記憶した搬送波周
波数テーブル及び記憶した周波数選択処理を有する。使
用される種々の搬送波周波数の定義されたシーケンスの
テーブル及びこのテーブルから選択され使用される送信
周波数の選択ルールの両者が、送信中継局の指定のグル
ープの全ての送信中継局に同じく適用される。

これは、送信中継局での電子記憶装置及びマイクロプ
ロセッサの適用により技術的に実現される。これらの電
子記憶装置及びマイクロプロセッサでは、必要な周波数
テーブル及び選択処理が変更可能に及びプログラム可能
に記憶され処理や選択が実行される。

送信中継局から送信中継局への多重送信の間、送信さ
れる無線信号パルスは、中継局における無線受信の後、
直ちに又は同時に再送信を可能とされるように、周波数
の観点から交差されなければならない。周波数交差は、
中継局の送信出力段間にある多分高い送信出力パワーが
同一周波数チャネルの多分まだ（同時に）開いたままの
受信入力段階とクロストークすることを防止し、中継局
をオバードライブさせ又は中継局を破壊さえさせ得るこ
とを防止する。

この周波数変換における論理データは、異なるデータ
ビットが選択されるように、送信中継局間で取り決めら
れた開始信号周波数で始まる高度に指定された周波数で
送信機から直ちに送信される。

この周波数変換を説明するために、本明細書の最後に
添付したテーブルを参照する。

有用なデータの送信は３つの指定搬送波周波数からな
る開始送信パルスタプルの送信で始まる。これらの搬送
波周波数は中継局から中継局への送信において常にラン
ダムに又は決定論的に変更される。更なる送信用にスタ
ート信号の周波数テーブルのホームポジションを定義す
るために、スタート信号の搬送波周波数が各送信中継局
に同時に提供される。各送信中継局並びに発信源送信機
及び目標受信機は、その目標送信中継局により更に転送
されるスタート信号も位置合わせする。従って、それら
は更なる進行においてそれらの目標送信中継局の無線送
信をチェックすることができる。

そのスタート信号を受信し渡した送信中継局は、有用
なデータの送信を待つ。送信中継局は予め決定された搬
送波周波数を有する異なるかも知れない無線送信機パル
スの一つを予期する。予め決定された無線信号だけに対
してだけ送信中継局は指定の無線受信チャネルを開いた
ままにする。周波数タプルがとりうる搬送波周波数の組
数は、データ送信に必要とされる異なるデータビットの
数と同じである。例えば、データ送信のために２つのバ
イナリロジックビット及び１つのコントロールビットが
必要な場合には、無線送信機パルス用に３つの異なる周
波数タプルの組が使用される。

送信中継局は指定の送信周波数で予め定められた受信
チャネルの一つで最初の有用なデータビットを受信す
る。どの受信チャネルが開かれたままなのかが、例えば
指定の選択処理等の指定の選択ルールにより定義され
る。この選択ルールは各参加無線ネット加入者に知らさ
れている。それはプログラム可能な形式で上述したメモ
リ及びマイクロプロセッサにより送信中継局で実行され
る。

この選択ルールは、それぞれ例として、次の通りであ
る。受信周波数がホームポジションから指定の方向に数
えて実行周波数テーブル上の２番目、３番目及び７番目
の位置に位置するこれらの入力チャネルだけが受信のた
めに開いたままの状態とされる。信号が周波数位置−２
の受信チャネルで受信される場合には、データビット
「論理０」が存在する。受信が周波数位置３で行われる
場合にはデータビット「論理１」が存在し、受信が周波
数位置７で行われる場合には「コントロールビット」が
存在する。

送信中継局はこのように受信した無線信号をデータビ
ットに割り当てることができこれを更に転送することが
できる。送信中継局は送信処理を認識し、送信するデー
タビット用にテーブルで定義された選択ルールで決定さ
れた内部周波数テーブル上の多くの位置で交差された周
波数で無線信号を送信する。周波数交差のためのホーム
ポジションとしては、送信中継局がランダムに又は決定
論的に定義されたスタート信号の周波数タプルの位置が
使用される。次の送信中継局又は受信機はこのホームポ
ジションを基準にΔ＝３、Δ＝−２、Δ＝７の３つのと
りうる周波数タプルの位置において送信中継局からの無
線信号を予期する。

周波数テーブルにおける搬送波周波数の異なる位置を
通して送信パルス又は受信パルスのデータを暗号化又は
再構築するこの処理は、同時に暗号化処理それ自体とし
て使用することができる。上述したように、この利点は
周波数交差が無線技術の観点から特に好ましいというこ
とである。簡単な方法による周波数交差処理により暗号
化のための追加処理手順を実行する必要なく送信データ
の十分な暗号化を達成することができる。これは送信処
理の実現化においてハートウエア費用を相当削減する。

周波数テーブル及び位置シフトルールが第三者に知ら
れない限り、正味の無線受信からは暗号化に関する情報
を得ることはできない。この無線通信において使用され
る全てのデータビットは完全的に対称的に発生する。す
なわち、周波数テーブルにより循環が起こり、異なるデ
ータビットに対して同一周波数及び同一タイプのシーケ
ンシャルな無線信号パルスが発生するので、どのデータ
ビットが存在するのかを検出することは不可能である。

たとえ送信のテキストが知られていたとしても、テキ
スト文字の数と無線送信機パルスの数との間に固定可能
な関係が与えられる必要がないので、テキスト文字へそ
れらの時間的送信シーケンスで無線送信機パルスを割り
当てることはできない。これは、中継送信局がデータビ
ットの送信後に確率論的決定によりこのデータビットに
引き続き情報の観点からは無意味であるが常設される
「ダミービット」を送信することにより、又は次のデー
タビットを送信することにより達成することができる。
この点では、エラービットはダミービットが有すると同
じ暗号化効果を有する。

無線中継ネットワークでは目標中継局近傍に多分多数
の中継局及び相当数の無線交信が存在している。各無線
接続には２つの中継局間で送る方向及び戻る方向に少な
くとも２つの異なる周波数チャネルが常に別々に取り決
められなければならないので、このことは周波数チャネ
ル又は周波数帯域幅への高い要請となる。

これに加え、近接する全ての中継局は、互いに独立し
て、どの周波数チャネルを使用するか取り決めることが
できる。このため、空間的に非常に接近する２つの独立
した無線接続では、同じ周波数チャネルが使用されると
いう危険が存在する。これが２つの無線接続間でのクロ
ストークとなり得る。

この同一チャネルによる干渉を抑制するために、同一
チャネル干渉の確率を最小限にするようにできるだけ多
くの周波数チャネルラスタが広げられなければならな
い。これは、２つの中継局間で、実際に、異なる周波数
を有する幾つかの無線送信機パルスがデータビットとし
て交換されることによって達成される。使用される数に
よって、これらの無線周波数は無線周波数タプルを形成
する。このため、中継局は指定の無線送信単一パルスの
到着を予期するのではなく、むしろ異なる搬送波周波数
による無線送信機パルスのタプルを予期する。

周波数タプルの離散的（個別の）無線送信機パルス
は、同時に又は指定の時間間隔で送信することができ
る。受信機は、反対に、時間的に同時に又は指定の時間
間隔で単一パルスを予期する。多数の周波数の組合せ又
は異なる周波数タプルを生成することができるので、こ
の同時復調により無線接続間のクロストークは大幅に抑
制できる。

無線ネットで高度にかつ増加する干渉抑制が要求され
る直交単一周波数の必要数は、無線ネットにおける送信
用に周波数チャネル又は周波数帯域幅の必要数が比較的
抑制されので、あまり増加はしない。要求された周波数
チャネルの数及び周波数タプルのランク並びに無線送信
機パルス期間及び同時復調に使用されるタイムウインド
ーは、無線ネットワークのためにコンピュータシミュレ
ーションで決定され最適化される。

要するに、上述した送信方法の適用においては、最初
に、識別されたデータビットが指定の選択処理の支援で
周波数タプルテーブルでの位置変更を通して定義され
た、同時復調の個々のデータビットの周波数並列送信が
受信機に適用される。周波数テーブル並びに選択処理が
各無線ネット中継局でプログラム可能に実行される。こ
の送信方法は最高速スピードでかつ高い干渉セキュリテ
ィで多中継局無線ネットワークにおけるデータ送信を保
証する。周波数タプルによる周波数符号化の適用範囲内
での無線信号は、情報部とプロトコル部とで構成され、
プロトコル部は周波数テーブルと共働するスタート信号
の適用範囲内において論理データビット０又は１の訂正
送信を行う。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 1/00 H04B 7/15

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】無線ネット内で送信中継局の支援により、
デジタルで符号化された無線信号形式でデータを送信す
る方法であって、前記無線信号は情報部とプロトコル部
とを含み、前記送信中継局は前記プロトコル部の処理手
段を含むデータ送信方法において、前記無線信号の情報部の送信は、前記送信中継局におけ
る前記無線信号のプロトコル部の処理の前、処理中又は
処理と同時に開始し、データ送信はビット毎に行われ、
各データビットには周波数タプルが割り当てられる、ことを特徴とするデータ送信方法。
【請求項２】前記データ送信に必要な無線接続は前記送
信の前に確立されていることを特徴とする請求の範囲第
１項に記載の方法。
【請求項３】前記周波数タプルはｎ個のタプルであるこ
と特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の方
法。
【請求項４】前記周波数タプルの離散的周波数はゼロに
等しいことを特徴とする請求の範囲第１項又は第３項の
いずれか１項に記載の方法。
【請求項５】前記周波数タプル内の２以上の周波数は同
一であることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第４項
のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】前記周波数タプルの周波数として前記無線
信号の無線搬送波周波数が使用されることを特徴とする
請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか１項に記載の方
法。
【請求項７】前記デジタルで符号化された無線信号形式
及び／又は前記無線搬送波周波数のキーイング処理が異
なる無線接続段階における無線接続の期間中に変更可能
なことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の方法。
【請求項８】前記符号化の変更は、前記各データビット
に割り当てられた周波数タプルの周波数を変更すること
により実行されることを特徴とする請求の範囲第７項に
記載の方法。
【請求項９】前記送信中継局における受信後の各データ
ビットは周波数に関し交差され、直ちに再送信されるこ
とを特徴とする請求項第１項乃至第８項のいずれか１項
に記載の方法。
【請求項１０】前記各データビットへの周波数タプルの
割当は、前記データの識別及びアドレス指定のために使
用されることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第９項
のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】前記各データビットへの周波数タプルの
割当は、送信チャネルの識別のために使用されることを
特徴とする請求の範囲第１項乃至第10項のいずれか１項
に記載の方法。
【請求項１２】前記各データビットへの周波数タプルの
割当は、送信されるデータの暗号化に使用されることを
特徴とする請求の範囲第１項乃至第11項のいずれか１項
に記載の方法。
【請求項１３】前記周波数タプルの離散的周波数パルス
は前記送信中継局及び／又はデータ受信機で予め設定可
能なタイムウインドー内の予め設定可能な時間シーケン
スで予期されることを特徴とする請求の範囲第１項乃至
第12項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】前記周波数タプルの離散的周波数タプル
は前記送信中継局及び／又はデータ受信機で予め設定可
能な時間範囲において同時に予期されることを特徴とす
る請求の範囲第１項乃至第13項のいずれか１項に記載の
方法。
【請求項１５】指定の無線接続のために選択された１又
は数個の前記送信中継局及び／又はデータ受信機は予め
設定可能な周波数チャネルで前記各データビットへ割り
当てられた周波数タプルの着信を予期することを特徴と
する請求の範囲第１項乃至第14項のいずれか１項に記載
の方法。
【請求項１６】前記着信が予期された周波数タプルは、
予め設定可能な処理に従って前記無線信号の送信中に周
波数タプルが変更されたことを特徴とする請求の範囲第
15項に記載の方法。
【請求項１７】前記周波数タプルの周波数は予め設定可
能な処理に従って変更されることを特徴とする請求の範
囲第１項乃至第16項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】前記変更処理は循環処理であることを特
徴とする請求の範囲第16項又は第17項に記載の方法。
【請求項１９】前記変更処理は前記中継局及び前記デー
タ受信機に割り当てられた周波数テーブルにより実行さ
れることを特徴とする請求の範囲第16項乃至第18項のい
ずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】前記変更処理は送信中継局又は送信中継
局の指定のグループの予め設定可能な数の各送信中継局
で同じであることを特徴とする請求の範囲第16項乃至第
19項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】指定数の中継局又は中継局の指定のグル
ープの各中継局のために予め決定された周波数タプルは
他の周波数タプル選択処理又は周波数タプル選択処理の
他の循環範囲により発生することを特徴とする請求の範
囲第16項乃至第20項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】受信したデータを再送信する前記中継局
は、周波数タプルを変更し、受信した無線信号を再送信
することを特徴とする請求の範囲第16項乃至第21項のい
ずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】送信用及び受信用の前記周波数タプルの
変更処理が関連する中継グループで同一であることを特
徴とする請求の範囲第16項乃至第22項のいずれか１項に
記載の方法。
【請求項２４】前記送信中継局は、データ受信機に、前
記情報部を、関連する送信プロトコルやコントロールプ
ロトコル又はコントロール命令とは別の時間に送信する
ことを特徴とする請求の範囲第１項乃至第23項のいずれ
か１項に記載の方法。
【請求項２５】送信されるデータの、例えば、目標アド
レス変更、エラー検査又はエラー訂正等のデータ処理
は、前記データ送信とは別の時間に前記送信中継局で実
行されることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第24項
に記載の方法。
【請求項２６】各送信方向におけるデータ送信は相互無
線接続による前の送信中継局でチェックされ、エラー発
生次第訂正されることを特徴とする請求の範囲第１項乃
至第25項のいずれか１項に記載の方法。