JP4319538B2 - ブロードキャストおよびローカルキャスト通信を行うためのシステムおよび装置 - Google Patents

ブロードキャストおよびローカルキャスト通信を行うためのシステムおよび装置 Download PDF

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Description

ますます移動性のある社会になるのに従い、モバイルコンピューティングデバイスは普及と成長の時勢を迎えている。携帯電話、無線ＰＤＡ、ワイヤレス型のラップトップ機、およびその他のモバイル通信機器は、主流を占める顧客に目立って浸透しつつある。しかし、真に十分なカバーエリアを持ち、安価、小型で電池効率のよい無線通信システムがないことにより、この成長の制約となり、顧客の満足度の限界となっている。セルラー方式のデータ送信電話技術を利用した解決法は、到底電力効率がよいとは言えず、（相対的な）コストとサイズの負担のために実用には向かない。同様に、それら問題を解決しようとする他の試みも同様に適さないことが判明している。例えば、いくつかの団体が、周波数変調（ＦＭ）副搬送波を介して情報を受信するモバイル機器の利用を試みた。ＦＭ副搬送波（「ＳＣＡ」（Ｓｕｂｓｉｄｉａｒｙ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ）とも称される）は、ＦＭ局の利用可能な変調帯域幅内のＦＭステレオより上の利用可能な周波数を利用する。副搬送波は、通例、ラジオ局がリースし、ＦＣＣあるいはその他の国による規制を受けている。
ＦＭ副搬送波システムの例としては、Ｄａｔａ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（ＤＢＣ）が所有し、維持管理しているＱＵＯＴＲＥＫシステムがあり、ハンドヘルド型のモバイル機器に株価情報を配信している。しかし、ＱＵＯＴＲＥＫシステムは、株価情報の受信に限られた専用システムである。このシステムには、他にも様々な制限があり、モバイルコンピューティングデバイスとして使用するには適していない。同様に、セイコー株式会社は、手首に装着するデバイスにショートメッセージを送信するＦＭ副搬送波システムを実現した。しかし、このシステムに使用されたハードウェアおよび通信方式は比較的原始的なものであり、結果としてメッセージの伝送に過度の冗長性が必要であった。これらの欠点およびその他の欠点により、このセイコーのシステムは許容できるものではなかった。同様に、ある種のページングシステムには、ＲＤＳ（Ｒａｄｉｏ Ｄａｔａ Ｓｙｓｔｅｍ）やＭＢＳ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）システムなどのＦＭ副搬送波を利用したものがある。しかし、それらのシステムでは、限られたデータレートでブロードキャスト方式によりショートメッセージを伝送するものである。残念ながら、許容できるモバイル機器のソリューションは、当業界で達せられていない。
本発明は、広い地域で多くのモバイルデバイスにデータをブロードキャストすることができるワイドエリアモードと、局所的な地域でデータを伝送することができるローカルエリアモードの２つの無線通信モードを含むモバイルデバイスを提供する。ひとつの実施形態においては、ブロードキャストモードを使用して、例えばＦＭラジオ局の帯域幅の未使用部分などの、周波数変調（ＦＭ）副搬送波システムを介してデータをブロードキャストする。さらに、ローカルキャストモードを使用して、例えば事務所内または企業の構内などで、比較的短距離にわたって情報を伝送する。例えば特別構成の腕時計のようなモバイルデバイスにより、ブロードキャストモードまたはローカルキャストモードのどちらかでこうした伝送を受信する。別の実施形態においては、モバイルデバイスは、独立したページングまたはメッセージングの加入者ユニットとして動作することもできるし、あるいはセルラー電話などのモバイル電話装置の中に組み込まれてもよい。利点として、モバイルデバイスは、ワイドエリア伝送システム（セルラーネットワークのような）またはローカルエリア伝送システム（赤外線通信リンクのような）のどちらかの使用に限られることなく、むしろ両方の利益を享受する。ユーザは、ローカルエリア伝送システムを利用して、ユーザのパーソナルコンピュータまたは別のモバイルデバイスから情報を受信することができる。ユーザはまた、ワイドエリア伝送システムを利用して、株価情報などのように、例えば放送媒体を介して伝送される可能性のある、より一般的に興味のある情報を受信することもできる。ローカルキャストモードは、通常のブロードキャストが受信できないか、または受信状態の悪いエリアにおいて情報伝送を提供もしくは向上するためにも役立つ。
ひとつの態様においては、本発明は、ブロードキャストモードおよびローカルキャストモードの両方において無線伝送を受信するように構成されたモバイルデバイスを提供する。モバイルデバイスは、ＦＭ副搬送波の通信リンクを介してブロードキャストデータを受信するように構成される。ブロードキャストデータは、時間的に分散しており、モバイルデバイスがブロードキャストデータを正確に受信できるように同期情報を含む。モバイルデバイスは、ＦＭ帯域の局所的に未使用の部分を介して、ローカルキャスト送信機によって送信されたローカルキャストデータを受信するように構成される。このようにして、モバイルデバイスは、同じラジオ用の電子装置を利用して、ブロードキャストおよびローカルキャストの両方のモードで通信し、それによってサイズと電力消費量を低減する。
別の態様においては、モバイルデバイスは、ローカルキャスト通信リンクを介して、他のモバイルデバイスとの間で情報を送信および受信することによってピアツーピアの形態で通信するように構成される。モバイルデバイスは、局所的に未使用のＦＭ帯域において情報を送受信する。このようにして、追加的な通信構成要素または回路構成の必要なく、ＩＲＤＡ赤外線を介して通信しているモバイルデバイスおよびラップトップまたはパーソナルコンピュータのそれと同様の方法で２つまたはそれ以上のモバイルデバイス間で情報を共有することができる。
また別の態様においては、本発明は、局所的に未使用部分のＦＭ帯域においてローカルエリアにわたってデータを伝送するように構成されたローカルキャスト送信機を提供する。ローカルキャスト送信機は、パーソナルコンピュータなどに接続することができ、モバイルデバイスとの間でデータを送信および受信するように構成することができる。
さらに別の態様においては、本発明は、モバイルデバイスが通信システムとデュアルモードの通信状態にあるシステムを提供する。第１の（ブロードキャスト）モードでは、情報を予め決められたスケジュールで広いエリアにわたってブロードキャストする。モバイルデバイスは、この予め決められたスケジュールに基づいてブロードキャスト情報を受信するようにスケジュールすることができる。もっと狭いエリアに対して第２の（ローカルキャスト）モードで他の情報を追加的に送信することもできる。モバイルデバイスは、ローカルキャストモードを介して情報を送受信するようにさらに構成される。
本発明について、移動体通信デバイスを含む通信システムとの関連において説明する。ここに記載した実施形態においては、モバイルデバイスは、今日一般に使われているような手首に装着する腕時計であるが、下記でより詳細に説明するように、「ブロードキャスト」モードおよび「ローカルキャスト」モードの両方において通信するように特別に構成された腕時計であるという点が異なる。これら２つのモードにおいて通信することのできる機能は、以下の詳細な説明を一読すると明らかになるように、既存のパーソナル通信デバイスに対して多くの利点を提供する。同様に、本発明の趣旨から逸れることなく、ここに記載した実施形態からの些少な逸脱についても明らかになるであろう。
図１は、本発明の教示にあずかる見本としての通信システム１００の機能ブロック図である。この開示した通信システム１００は、３つの主要な動作構成要素を含み、これらは腕時計１０１、ブロードキャスト送信機１０３、およびローカルキャスト送信機１０５である。図１に図示したように、ブロードキャスト送信機１０３は、ＦＭ副搬送波を介して、腕時計１０１およびコンピュータ１０５を含む、いくつかのモバイルまたは固定のデバイスにブロードキャスト信号（例、ブロードキャスト信号１０９）を伝送する。コンピュータ１１５は、ローカルキャスト送信機１０５に取り付けることもでき、コンピュータ１１５の直ぐ近くのモバイルデバイスにローカルキャスト信号（例、ローカルキャスト信号１１１）を伝送する。ローカルキャスト送信機は、例えば、イーサネット（登録商標）接続を通して直接インターネットに接続するように構成することもできる。腕時計１０１、ブロードキャスト送信機１０３、およびローカルキャスト送信機１０５については、図２〜４と共に下記でより詳細にそれぞれ説明する。
開示した通信システム１００は、３つの主要な動作モードを有し、これらは副搬送波ブロードキャストモード（「ブロードキャスト」）、ローカルキャストモード（「ローカルキャスト」）、ピアツーピアモード（「ピアツーピア」）である。説明のためにここで紹介したが、これらモードそれぞれの動作については、後ほど詳細に説明する。腕時計１０１の通常の動作は、ＦＭ副搬送波（例、ブロードキャスト信号１０９）経由でデータ放送（データブロードキャスト）を受信することである。ローカルの直接ＦＭ「ローカルキャスト」受信モードも利用することができる（例、ローカルキャスト信号１１１）。腕時計はまた、ローカルキャスト信号１１７によって図示したように半二重の双方向のメッセージングモードで、近くの腕時計１２１や、他のモバイルデバイス１１９や、あるいは固定のコンピュータシステムとでさえ、一対一で通信するように設定することもできる。最後に、ローカルキャストセッションの期間中にアプリケーションデータを腕時計に転送することができる。なお、ここでは腕時計型のシステムの関連で説明したけれども、本出願の教示は、例えばポータブルコンピュータ、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄａｔａ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、セルラー電話などのような他の多くのモバイルデバイスに対しても同等の適用性を有することが明らかとなるであろう。腕時計の使用は、以下の議論を簡単にするための単なる例証目的のためであり、「モバイルデバイス」と互換性をもって使用することができる。
図２を参照して、腕時計１０１は、４つの部分構成要素から構成されており、これらは手首ループの腕時計バンドアンテナ２０５、アナログ無線部２０７、デジタルトランシーバ２０９、およびマイクロコンピュータ組立部（「ＭＣＵ」）２１１である。この実施形態においては、アンテナ２０５は、腕時計バンドのループアンテナおよび個別のアナログチューニング素子を含む。アンテナ２０５は、腕時計ストラップに埋め込まれた導電性ループとすることができる。この実施形態においては、導電性ループは、小さなループアンテナである。手首に装着するモバイルデバイスには、アンテナの選択感度（または「Ｑ」）が、信号（例、ＦＭ帯域周波数）の波長に対するアンテナのサイズ（例、おおよそ手首バンドの長さ）の比率が比較的悪いので理想的ではない可能性がある。この理由のため、アンテナは、可変チューニング素子（例、バラクタ）に接続することがあり、例えばスケジュール化されたメッセージ受信毎や、時間スケジュールに基づいてなどのように、定期的に再チューニングされる。
アンテナは、トランシーバ２０９に接続し、トランシーバ２０９によって制御される。ＭＣＵ２１１と無線構成要素との間の処理のやりとりは、ＭＣＵ−デジタルトランシーバインターフェイスを介して仲介される。腕時計の構成要素は、腕時計サイズの筐体に収容され、バッテリ電源で動作する。
ひとつの実施形態においては、ＭＣＵ２１１には、３２ビットの汎用ＣＰＵ、ＲＡＭおよびフラッシュメモリ、ＬＣＤディスプレイ、ならびにボタンや回転ベゼルを含むがこれらに限定されないユーザインターフェイス用ハードウェアが含まれる。さらに、電源およびクロック回路も含まれる。ＭＣＵの機能は、オペレーティングシステム、アプリケーション、プレゼンテーション、コネクション、およびデータ選択活動の実行を含む、ＯＳＩのレベル２より上の機能を制御すること、ならびに物理レベルにおけるユーザ入出力デバイスを駆動することである。ＭＣＵは、トランシーバ２０９を通して腕時計の残りの部分にインターフェイスする。
トランシーバ２０９は、一般に２つの構成要素を含み、これらはトランシーバの制御、スケジューリング、および後処理タスクを行うデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）２２１と、デジタル無線部を含み、システムタイミングの機能およびリアルタイムイベントのディスパッチを行うリアルタイムデバイス（ＲＴＤ）２２３である。ひとつの実施形態においては、ＲＴＤ２２３は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）に加えて個別のアナログ無線２０７とすることができる。代替の実施形態においては、ＲＴＤの機能は、ＤＳＰ２２１とＭＣＵ２１１との間に分配され、別個のＲＴＤデバイスの必要性をなくす。あるいはまた、ＤＳＰは、要求されるタスクを果たすためにＤＳＰコアに加えて十分なＲＡＭとしてもよく、ＭＣＵおよびそのメモリおよび周辺部品と共に単一のデバイスに埋め込まれてもよい。ＤＳＰ機能はまた、例えばＡＲＭ７プロセッサファミリなどの適切なＣＰＵがあれば、適当なＣＰＵ命令を通して実現することもできる。
ＤＳＰ２２１は、ＭＣＵ２１１に接続され、トランシーバタスクは、ＭＣＵ２１１によってコマンドされる。ＭＣＵ２１１は、副搬送波リンク上のイベントの実際のタイミングについて把握していないことがあるので、ＭＣＵのコマンドのＤＳＰ２２１による相当な解釈が必要になることがある。換言すると、ＭＣＵ２１１は、通信ネットワークを介してブロードキャストされていると知られている選択データを取り出すように（ユーザとのやりとりまたは制御を通じて）命令されるかもしれない。ＭＣＵ２１１は、識別され、選択されたデータを、例えばルックアップテーブルまたは同様の機能の使用を通じて、特定のパケット番号または識別子に解決するように構成される。ＭＣＵ２１１は、この情報をＤＳＰ２２１に受け渡し、ＤＳＰが次に、特定のパケット番号または識別子を、受信機がスケジュールされて受信し始める、実際のタイミングに解決する。
ＤＳＰの主要なタスクのひとつは、ブロードキャストモードまたはローカルキャストモードのどちらかで受信されるデータを処理することである。この処理には、副搬送波の位相復元、ボーレートの復元および／またはトラッキング、フェーディング効果の補償、復調、デインタリーブ、チャンネル状態の推定および軟判定畳み込み（ビタビ）誤り訂正が含まれる。パケットの後処理は、パケット全体を受信したときに生じる。これは、ローカルモードの場合、捕捉の直後に生じるものの、副搬送波のパケットは、通常はひとつのフレームにわたって、時間的に離分したセグメントで捕捉される。これらの捕捉したセグメントは、ＤＳＰ２２１のメモリに格納される。
ＤＳＰ２２１の制御タスクの中には、リクエストされた副搬送波のパケット番号を、パケットを含むブロードキャストセグメントの正確なセットに翻訳すること、各セグメントの受信をスケジューリングすること、このスケジューリングを他のリクエストされたパケットからの他のセグメントでインタリーブすること、これらのタスクを遂行するためにＲＴＤ２２３に対して低レベルのコマンドを形成することがある。また、クロックのずれおよび様々な局の間のフレームオフセットを調整するためにＲＴＤのローカルクロックに関して各アクティブブロードキャスト局のタイミングを追跡する。ＤＳＰ２２１はまた、ＭＣＵ２１１によってリクエストされるように、実際のブロードキャスト局と可能性のあるブロードキャスト局それぞれのタイミングを調査し、捕捉する責を担う。
ＲＴＤ２２３のタスクは、２重にある。そのデジタル部は、システムクロックをＭＣＵ２１１およびＤＳＰ２２１に提供する水晶発振器を含む、システムのタイムベースを収容する。タイムベースは、送信および受信動作のためのボーおよびサンプルタイミング、無線動作の開始／停止制御を提供し、ＭＣＵ２１１およびＤＳＰ２２１へのクロックの一時停止の期間も制御する。その他のタスクは、当然、無線動作である。
ＲＴＤ２２３の無線動作には、副搬送波およびローカル両モードの受信と、ローカルモードの送信が含まれる。これらのタスクは、相当数の共通要素を使用する。無線部２０７は、副搬送波のセグメントまたはローカルモードのパケットのいずれかを受信し、受信され、フィルタされ、ベースバンドに変換されたアナログ／デジタル変換サンプルをローカルのＲＡＭに格納する。ローカルモードで送信するとき、このＲＡＭは、ＤＳＰ２２１により予め算出された送信サンプルで満たされ、次に、これらのサンプルは、ＲＴＤ２２３によって使用されて、ローカルモードの送信のためにＦＳＫ信号を生成する。
ＭＣＵ２１１およびＤＳＰ２２１へのクロックは、データ捕捉の期間に自動的に中断され、その後直ぐに再開される。ウォームアップイベントがトリガすると、おおよそ捕捉の１ｍＳ前に、警告のインタラプトがＭＣＵ２１１に送られる。
（モバイルデバイス／腕時計受信機の動作）
副搬送波ブロードキャストモードにおいて、腕時計トランシーバ２０９は、受信のみのモードになっている。ブロードキャストパケットを受信するようにＭＣＵによってコマンドさると、ＤＳＰは、指示された局に関するトラッキング情報を参照する。この局に関して情報が存在しなければ、受信リクエストは、中断され、エラーがＭＣＵに返される。この情報を使用して、ＤＳＰは、パケットを構成する１６セグメントの予期される到着時間を判定する。セグメント受信コマンドのリストが生成され、ＤＳＰメモリに格納される。
ＤＳＰのディスパッチ機能が、係属中の受信セグメントのリストを監視する。このリストは、いくつかの係属中のパケットリクエストのセグメントを含んでもよい。ある所定のセグメントの捕捉の時間が近づくに従い、ディスパッチ機能は、一連のコマンドをＲＴＤに受け渡す。これらのコマンドには、周波数、アンテナチューニングパラメータ、捕捉の期間、および開始時間が含まれる。ＤＳＰは、この時点でスリープ状態に入ることができる。ＲＴＤのハードウェア時間コンパレータは、次に、シーケンス中の各コマンドをトリガする。通例では、これらのコマンドは、「ウォームアップ」、「捕捉」および「停止」である。ウォームアップコマンドが発行されると同時に、ＭＣＵは、クロックが停止されるであろうことを通知される。ウォームアッププロセスは、おおよそ１ｍＳかかる。捕捉コマンドが実行すると、クロックは停止し、捕捉が停止コマンドで終了すると再開する。
ＤＳＰは、コマンドが完了するとインタラプトされ、直ぐに捕捉したデータを取り出す。これには、リクエストされた隣接するセグメントがある場合、いくつかのセグメントからのデータが含まれることがある。セグメントデータは次に、一組の信号サンプルとして格納される。データのソースビット毎に４バイトと、さらにオーバヘッド、あるいはセグメント毎に約３００バイトを必要とする。ひとつの実施例では、ＲＴＤは、２５６０バイトの内部記憶領域を有しているので、これにより連続セグメントの受信は８セグメントに制限されるであろう。これは、最初に思われるほどの制限にはならない。というのは、ハッシュ関数が、送信に先立って論理パケット（それ故、論理セグメント）を隣接するセグメントから分けるためである。このように、パケットは単に偶然に連続するだけであり、それらは内容に関連があるからではない。
パケットの最後のセグメントを受信すると、ＤＳＰは受信したセグメントを集めて、一組の受信信号サンプルとして取り出されるデータの後処理を始める。動作の一般的な流れは、タイミング復元、データ復調、そして畳み込みデコーディング（誤り訂正）（ひとつの実施形態では、ビタビアルゴリズムを用いて）となる。このプロセスには、パケットにつき数ミリ秒かかるかもしれない。結果として得られるデータパケットは、次に、受信状態の情報と一緒に、ＤＳＰメモリの受信ブロックに配置され、ＭＣＵは、新たなパケットが利用可能であることを通知される。
（ブロードキャストモードにおける伝送）
開示した実施形態においては、ブロードキャストデータは、データ伝送ネットワークセンタ（図１１の１１０１参照）にて、通常待ち時間のデータあるいは「通常フレームデータ」と、「高速フレームデータ」の２つのグループに分類される。データセンタは、衛星または同様の手段により、ブロードキャストのフレームレートと同期して、フレームデータをブロードキャスト信号発生器に受け渡す。データは、ブロックで受け渡されてもよい。一例を挙げれば、通常フレームデータは、高速フレームセクションに続いて、送ることができる。後に、図５および図７に示したように、次の高速フレームセクションが、任意の爾後の高速フレームセクションに続いて、送られる。このプロセスは、各フレームにおいて繰り返される。
ブロードキャストモードをより深く検討して、図３は、例証となるブロードキャスト送信機１０３（「局の信号発生器」または単に「信号発生器」とも称される）を示す。ブロードキャスト送信機１０３は、副搬送波チャンネルの伝送装置であり、伝送しているＦＭ局にある。これは衛星または他の専用の高速回線を経由してフォーマットされたデータを受信し、伝送のためにデータをエンコードし、エンコードしたデータをＦＭ副搬送波のベースバンド信号に変換し、この波形を無線局のブロードキャスト設備へ受け渡す。
ブロードキャスト送信機１０３は、その時々で、２つのデータ配列を有し、管理している。一方は、出力ＦＭ副搬送波のフレームイメージ５０１（図５参照および下記に説明）であり、これは出力ボークロックに従ってバイト単位でハードウェア変調機能に受け渡される。他方のデータ配列は、衛星入力バッファであり、これは衛星リンクインターフェイス３１９によってもたらされるＨＤＬＣブロックのデータペイロードによって満たされる。このインターフェイスは、これらに限られないが、ＲＳ−４２２、ＲＳ−２３２、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ−１３９４、またはイーサネット（登録商標）インターフェイスなど、任意数の従来型プロトコルで実現することができる。ＨＤＬＣフレームの描画を図６に示す。当業者は、ＨＤＬＣを標準化された、ビット指向の、交換および非交換型のプロトコルである高レベルデータリンク制御（Ｈｉｇｈ−Ｌｅｖｅｌ Ｄａｔａ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）と認識するであろう。ＨＤＬＣのひとつの説明は、少なくともＩＳＯ標準のＩＳＯ３３０９およびＩＳＯ４３３５において見出すことができる。図１１のハイレベル図に示したように、データは、データセンタ１１０１（「ヘッドエンド」）から衛星１１０３を経由して、各ブロードキャスト送信機１１０７へ流れる。このデータは、一組のＨＤＬＣのポイントツーマルチポイント手順に従ってＨＤＬＣブロックで送られる。これらのブロックは、個別の副搬送波パケットに対応するデータペイロードを有する。信号発生器１１０５は、その発生器、またはその発生器がメンバである何らかのグループにアドレスされたブロックのみを受け入れる。信号発生器は、次いで、これらのブロックからのデータを発生器が現在構築しているフレームの中に配置する。ひとつの実施形態においては、ＨＤＬＣフォーマットを修正して、アドレスが階層的な様態で割り当てられる４バイトのアドレスフィールドが作成される。このようにして、低位のバイトにおいて０ｘｆｆや０ｘｆｅなどのワイルドカード値を配置することによって、連続的により小さなグループが選択可能となり、利点として衛星の帯域を低減し、すべての局の信号発生器を扱うために単にひとつのチャンネルだけで済む。
副搬送波フレームのＥＣＣエンコーディングの特質により、ある所定の出力フレームに向けられた入力データは、副搬送波フレームの伝送が始まる数秒前に利用可能にすべきである。ひとつの例外は、「高速パケット」データであり、当該パケットは、それが属するフレームの４分の１だけ先行する必要があるだけである。
図３に戻って、ブロードキャスト送信機１０３は、一般に次の要素を含む。即ち、制御プロセッサ３０１、正確なタイムベース、シリアル入出力コントローラ３０５、エンコーディングエンジン３０９、そして副搬送波信号発生器３１３である。当業者は、制御プロセッサ（３０１）が、これらに限られないが、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、プログラマブルロジックアレイ、プログラマブルゲートアレイ、またはＡＳＩＣなどの従来のプロセッシングデバイスを利用することで実現できるということを認めるであろう。
制御プロセッサ３０１は、システム状態を維持管理し、アップリンクからの定期的なコマンドおよび制御情報を受け入れ、定期的な報告を作成し、ローカルのタイムベースを計算し、調整してアップリンクのホストに関するタイミングのずれを考慮し、ブロードキャスト送信機との動作モードを制御する。制御プロセッサはまた、ローカルのコマンドおよび設定についてダイレクトＲＳ−２３２（ＤＣＥ）制御ポート３１５を提供する。この制御ポート３１５もまた、これらに限られないが、ＲＳ−４２２、ＵＳＢ、またはイーサネット（登録商標）インターフェイスなど、任意数の従来型プロトコルで実現することができる。
信号発生器の正確なタイムベースは、１ｐｐｍの発振器を含み、これはアップリンクホストにあるマスタのタイムベースに、０．０１ｐｐｍの分解能で、トラックするためにトリムすることができる。公称上、正時に、各信号発生器は、伝送遅延を調整後、およそ１００ミリ秒の精度で、正しい現在時刻を知らされることになる。伝送遅延は、既知で、固定の経路に基づいてもよいし（好ましい）、ＮＴＰプロトコルハンドシェイクから計算することもできる。
シリアル入出力コントローラ３０５は、通信インターフェイス、例えば、ＲＳ−４２２シリアルインターフェイス３１９、を経由して（衛星トランシーバのような）アップリンクデバイスと通信する。データフォーマットは、ＨＤＬＣとすることができる。ＳＲＡＭ３２１は、入力バッファリングのためにシリアル入出力コントローラ３０５に取り付けられる。
エンコーディングエンジン３０９は、アップリンクから受信したフレームを取り込み、物理的にフレーム内にあるパケットをハッシュして配置し、これらをエンコーディングおよび時間ダイバーシティの段階を通して処理し、伝送のための出力イメージを生み出す。この構成要素は、ＦＰＧＡとすることもできる。ＳＲＡＭ３２３は、作業領域用にエンコーディングエンジン３０９に取り付けられる。
副搬送波信号発生器３１３は、副搬送波変調器、送信フィルタ、増幅機能を提供する。この発生器は、エンコーディングエンジンの出力データイメージをボーレートで引き出す。副搬送波信号発生器３１３は、ＦＰＧＡ、ラージサンプルＲＯＭ（ｌａｒｇｅ ｓａｍｐｌｅ ＲＯＭ）、ひとつの実施形態においては、デジタルアナログ変換器およびアナログ出力フィルタを含む副搬送波信号発生器に実装することができる。
図１２を参照すると、ひとつの実施形態においては、フレームエンコーディングは、現在の出力の４分の１フレームに残っているデータが減ってある閾値を過ぎることによってトリガ１２０３される。ひとつの例では、この閾値は、（４分の１の通常フレームと次の「高速フレーム」すべてのデータが入っている）次の４分の１フレームの伝送の開始に先立って、フレーム毎に４回生じる。ひとつの実施形態での閾値イベントは、２秒のデータが現行セクションに残っていることである。すべてのエンコーディングエンジンのプロセッシングは、この期間に起こらなければならない。出力タイミングについての起動時の初期条件は、ヘッドエンドからのフレーム完了メッセージの受信である。
信号発生器は、パケットをインタリーブして（あるいは、同義として「ハッシュして」）、連続した「オンエア」パケットとして相当量の関連した情報がモバイルデバイス受信機に到来するのを防止する。これは、いくつかの実施形態においては、必要となることがあり、なぜなら、受信機のハードウェアが連続したパケットの受信に対して限界を有することがあるからである。データが連続したパケットとして信号発生器に与えられると推測される。論理的なパケット順が、モバイルデバイスの受信機出力において再現され、それゆえ、このハッシングプロセスは、データセンタおよび腕時計にトランスペアレントである。エンコーディングを開始した時点で、エンコーディングエンジンは、入出力ブロックのストレージＳＲＡＭからハッシュしたパケットの順番でパケットを読み出す１２０５。入出力ブロックのＳＲＡＭへのアクセスは、タイムスライスベースで入出力ブロックと共有される。入出力ブロックＳＲＡＭにおいて完了とマークされていないパケットは１２０７、読み出すときに、空またはヌルとみなされ、代替パターンが代用される１２０９。
各パケットは、そのインタリーブされた順番で読み出されるので、データと白色化パターンとの間で排他的論理和を行う１２１１データ白色器を通して受け渡される。白色化パターンは、ひとつの実施形態においては、表と処理中のパケットのパケット番号との関数とすることができる。白色化したデータは次に、畳み込みエンコーダに受け渡される１２１３。ひとつの実施例においては、１／２レート、拘束長９、テールバイティング（ｔａｉｌ ｂｉｔｉｎｇ）、畳み込みエンコーダを使用することができる。この種のエンコーダは、各入力ビットにつき２つの出力ビットを生み出し、各入力ビットの情報内容をいくつかの後続の出力ビットペアにわたって拡散し、最後の入力ビットはテールバイティングの様態で最初の入力ビットに結合される。各入力ビットにつきビットのペアからなるエンコーダの出力は、次いで、２つのストリームとして、２つの別個のビットインタリーブモジュール１２１５に受け渡される。ビットインタリーブモジュールは、パケット番号とビットインデックスを使用して、エンコードされたビットストリームを出力フレームイメージＳＲＡＭの中のセグメントに配置する１２１７。ひとつの実施例においては、ビットインタリーバは、ひとつのビットポジションを別のものに入れ換える単純なモジュラ加算器であり、関連するエンコーダ出力ビットができるだけ同じ出力セグメントに属さないように構成される。ひとつの方法は、１６セグメントを通してエンコーダビットを線形に回転することであり、このようにするとエンコーダの１７番目のビット出力が２番目のビットとして最初のセグメントに入るようになり、１８番目のビット出力が２番目のビットとして２番目のセグメントにはいるようになり、以下同様となる。このプロセスについても図１０に示した。
２つの出力ストリームは、その後、各ストリームからの１ビットが各出力シンボルの２ビットを与える状態で接合される１２１９。この方法で作成された２０４８シンボルは、次に、６４シンボルずつの１６セグメントに分割される（図１２の１２２１参照）。セグメントヘッダが生成され１２２３、これにより受信側のモバイルデバイスが素早くセグメントの境界を識別し、現在のフレーム内の配置を特定することができる。こうした分散と分布により、時間のダイバーシティを通してフェーディングの防護となる。受信機は、１つまたは複数のセグメントがひどく損なわれたり、または失われたりしても、残りのセグメントが最小の損害であるとすると、全体のメッセージを再構築することができる。このフェーディング防護は、高速フレームパケットについては減るが、依然として、セグメント間で２〜３秒の分離による効果はある。冗長性のある畳み込みエンコーディングはまた、顕著なフェーディングがない状態においては、相当なガウス雑音の防護を提供する。ビタビアルゴリズムは、極めて雑音が多いか、または極めてフェーディングした状況においては、機能しなくなる可能性があるので、ひとつの実施形態においては、ＣＲＣ−１６の誤りチェックをアプリケーションデータに使う場合がある。
データの変調は、送信クロックタイミングの下でシンボル単位で行われる。これには、該当するセクションの最初のシンボルが変調器によって必要とされる時間に先立って、フレームのデータセクションが伝送のために準備ができている必要がある。最初の高速フレームおよび通常のデータフレームのデータは、フレーム５０１の始まりにおいて準備ができていなければならない（図５）。後続の高速フレームは、それらフレームの４分値（their quartile of the frame）が変調器（図３、３１３に示す）に入る時間に先立って、処理され、挿入されなければならない。初期のフレーム（通常フレームと最初の高速フレームが入っている）が構築され次第、伝送のために変調器に対して利用可能になる。ひとつの実施形態において、ブロードキャストモードは、ＦＭベースバンド内の６７，６４７Ｈｚを中心としたＦＭ副搬送波を使用し、データは、ＱＰＳＫを用いて変調される。
ここで図４を参照すると、例示としてのローカルキャスト送信機１０５が示されている。ローカルキャスト送信機１０５は、局所的に未使用のＦＭ周波数を使用して、データを局所的にモバイルデバイス１０１（図１）にブロードキャストする。ローカルキャスト送信機は、ＦＭブロードキャストチャンネルの通常のオーディオ部分の低電力の局所的な使用を許可しているＦＣＣパート１５の規定の下で動作する。この実施形態においては、ローカルキャスト送信機は、１５メートル前後の地域にわたって信号を伝送するために使われる。ローカルキャスト送信機は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）やＲＳ−２３２シリアルなどの通信インターフェイス４１３を経由して、ＰＣまたはその他のデータソースに接続し、伝送のためにデータをエンコードし、埋め込まれたＦＭ送信機およびアンテナ組立部を介してエンコードしたデータを直接伝送する。ローカルキャスト送信機は、小さなプラスティックのケースに封入されることもある。
ローカルキャスト機について２つの異なる実施例を実現することができる。一方においては、ローカルキャスト送信機が、１つまたは複数の近くのモバイルデバイスに対して、局所的な、一方向の、データのブロードキャストを提供する。このブロードキャストは、１つまたは２つのオンエアチャンネルを複製するか、１つまたは２つのローカルコンテンツチャンネル、あるいはそれら２つの組み合わせを提供することができる。これらのモードで動作しているとき、データのフォーマットおよびスピードは、オンエアチャンネルのそれと同一である。スピードは、所望のレンジにもよるが、特別のアプリケーションモードにおいては高くなるように構成することもできる。
第２のローカルキャスト機の実施例では、局所的な双方向のデータ通信能力が提供され、これは上述したブロードキャストの一方向モードに加えて、ローカルキャスト機から腕時計もしくはモバイルデバイスに、そしてまたデバイスからローカルキャスト機にデータを伝送することができるアプリケーションモードを提供する。このモードは、ブロードキャスト模擬モードとも呼ばれ、伝統的なハンドシェーキング技術に基づく双方向のデータトラフィックについての用途に特化した決定法を提供する。
ひとつの実施形態においては、下記でより十全に説明するように、ローカルキャスト送信機には、ＰＣまたは同様のデバイスへのＵＳＢインターフェイス、制御機能、２つのエンコーダ、パケットアセンブラ、ＦＣＣパート１５の直接ＦＭ変調器、およびアンテナが含まれる。アンテナと個別のアナログフィルタを除いて、これらの構成要素は、モノリシックの標準セルＡＳＩＣに実装することができる。従って、ひとつの実施形態においては、ローカルキャスト送信機は、ＡＳＩＣ、フィルタ網、水晶、およびアンテナのような回路素子、および１つまたは複数のコネクタから構成することができる。
インターフェイス４０１は、ローカルキャスト送信機をそのデータソースへ接続する。インターフェイス４０１は、これらに限られないが、ＵＳＢ、ＲＳ−２３２、またはＩＥＥＥ−１３９４などの任意数の標準インターフェイスプロトコルで実現することができる。ひとつの実施形態においては、これはローカルキャスト機用ＩＣの中に一体化されているＩＰブロックとして実現される。データソースは、データのパケットをこのリンクを介して伝送する。ひとつの実施形態においては、これらのパケットは、６４バイトのデータを収容し、代替の実施形態においては、転送されるパケットは、４バイトのヘッダ情報を含めて、６８または１３２バイトの長さとすることができる。このリンクの厳密なフォーマッティングは、ＩＰの特性による。
制御機能４０３は、データソースから伝送データパケットを収集し、ハンドシェーキングを行う。この制御機能は、所望の送信周波数、モード、および信号電力をセットする。
エンコーディング機能４０５（これにはシステム情報エンコーダとオプションのデータエンコーダが含まれる）は、伝送のためのデータをベースバンド（オーディオ）のサンプルとしてフォーマット設定する。この機能は、システム情報ブロックのための畳み込みエンコーダと、パケットデータのためのオプションの畳み込みエンコーダを有している。ＵＳＢからパケットを収集すると、ローカルキャスト送信機１０５は、データエンコーダを経由してそのパケットを処理する。このエンコーダのパケットデータ部分は、データの白色化が、パケット番号に係わりなく、固定パターンを使うことを除いては、副搬送波信号発生器１０３にあるデータエンコーダと同一である。このプロセスにより、６４バイトの未加工の入力データから１２８バイトのエンコード済みデータを生成する。「ターボ」または高速で、短距離のモードの場合、このエンコーディングは、エンコーディング機能４０５に示したようにバイパスされ、エンコードされていない１２８バイトが変調器機能に直接受け渡される。
処理ロジック４０７は、同期のために相関情報を付加し（下記に説明）、ひとつの実施形態においては、エンコードしたシステム情報およびデータをセグメントの中にインタリーブして、ノイズに対して防護する。結果として得られるビットストリームは、次いでベースバンドのオーディオサンプルに変換され、その結果が変調器に受け渡される。
直接ＦＭ変調器４０９は、処理セクションにより提供されたオーディオサンプルを取り込み、ＦＭ周波数出力を生成する。ローカルキャスト送信機またはトランシーバのアンテナ４１１は、要求される形状要因により、ループ型またはダイポール型とすることができる。
ブロードバンド模擬モードにおいて特別のケースが生じる。先ず、ローカルキャストデータのペイロードを調整して、ブロードキャストパケットのペイロードサイズに合うようにしなければならない。ひとつの実施形態においては、ローカルキャストの６４バイトペイロードを調整して、１２８バイトのブロードキャストパケットサイズに合うようにしなければならない。これは、伝送に先立ってブロードキャストパケットを２つのローカルキャストパケットに分割し、トランシーバのファームウェアでパケットを再アセンブルすることによって行われる。次に、ブロードキャストパケット番号が、それらをローカルヘッダの中にエンコーディングすることによってローカルモードのパケットと関連付けられる。これらのパケット番号は、トランシーバのファームウェアによって使用されて、モバイルデバイスのマイクロプロセッサがローカルでブロードキャストパケットをより高位のソフトウェアにトランスペアレントに取り出すことができるようにする。
（データ送信フォーマット）
次に論じるのは、図５〜９と関連して、本発明のひとつの実施形態により伝送される通信の特定のデータフォーマットについてである。開示した実施形態は、しかしながらひとつのフォーマットであり、代替については、本発明の教示から当業者には容易に明らかとなるであろう。
データは、通信システムにおいて、ブロードキャストチャンネル（即ち、ブロードキャストモードにおける）（図１の１０９参照）およびローカルチャンネル（即ち、ローカルキャストモードにおける）（図１の１１１参照）の二種類のチャンネル上で送受信される。ピアツーピアモード（図１の１１７参照）については、下記で説明する。これらチャンネル上のデータは、ストリームと称される。二つのチャンネルは、相異なるオンエアフォーマットを有し、異なるデータを含むことがあり、ひとつの実施形態においては同様の構造を有し、代替の実施形態においては異なる構造を有することがある。
フレームは、データストリーム中の基本的な区分けである。ひとつの見本としてのフレームフォーマット５０１を図５に示す。連続するフレームには、連続した番号が付される。この計数は、午前零時後にスタートする最初のフレームが「フレーム０」として、毎日リセットしてもよい。ブロードキャストストリームにおいて、フレームは、およそ１１３秒（１．８８分）の固定長である。ローカルキャストストリームにおいて、フレームは、ローカルメッセージのコンテンツに応じて、可変長である。
パケットは、フレームの中で最小の取り出し可能単位であり、ひとつの実施形態においては、６４バイトの情報を含んでいる。このアプリケーションにおいては、各ブロードキャストフレーム中に好ましくは２５６０パケットある。別の実施形態においては、１２８バイトの情報が、ひとつのパケット中で使われることがあり、各パケットのブロードキャストフレームには、１２８０パケット入ることになる。フレーム中のパケットのいくつかは、高速パケットとして指定されることがある。これらのパケットは、通常のパケットよりも短い待ち時間で処理され、送信される。ひとつの説明した実施例においては、各ブロードキャストフレームには５１２の高速パケットと２０４８の通常パケットがある。この実施形態においては、パケット０〜２０４７は、「通常パケット」であり、パケット２０４８〜２５５９は、「高速」パケットである。代替の実施形態においては、各ブロードキャストフレームには２５６の高速パケットと、１０２４の通常パケットがあり、パケット０〜１０２３が「通常パケット」であり、パケット１０２４〜１２８０が「高速パケット」である。パケット０は、システムパケットであり、フレーム番号、時間、そしてローミングローカルチャンネル周波数などのその他のハウスキーピング情報を収容する。ローカルチャンネルパケットには、事前の手配なくローカルデータを転送することができ、同様に可変サイズの「ローカル」フレームを許容できるようにするために２０バイトのヘッダを収容することがある。
「ブロードキャスト」ストリームにおいて、パケットは物理レベルにおいて８セグメントから構成される。図７に示したように、ブロードキャストストリーム中のセグメントは、時間ダイバーシティを介してフェーディングの防護のために、フレームにわたって分散される。図８に示したように、各セグメントは、ＤＳＰ処理のための同期情報を伴って、６４データビット（代替の実施形態においては、１２８ビット）を収容している。これらのセグメントは、受信機ハードウェアによって再アセンブルされ、最後のセグメントが受け取られた後直ぐに、ネットワークレベルにパケットとして提示される。セグメントは、論理レベルにおいてトランスペアレントであり、個々には取り出すことができない。通常、ひとつのパケットを構成する１６セグメント（代替の実施形態では、８セグメント）は、全体のフレームにわたって分散され、最後のセグメント（フレームの最後の方）を受信するまでは完全なパケットは利用可能にならない。「高速パケット」の場合は、８または１６セグメントはすべて、フレームの４分の１（時に「サブフレーム」と呼ばれる）内に配置される。これにより、パケットを通常の時間の４分の１で再アセンブルすることができ、それゆえ、高速パケットの場合に伝送待ち時間が４分の１に短縮される。しかしながら、高速パケットの誤り率は、フェーディングのため、増大する。ブロードキャストストリームとは異なり、パケットは、ローカルキャストシステムでは分散されない。例証としてのローカルキャストパケットのフォーマットについては、図９を参照のこと。
ひとつの実施形態においては、ひとつの物理フレームは、２０，４８０（８＊２５６０）セグメントから構成することができる。各セグメントは、２５６０パケットの内のひとつからの部分データと、４シンボルヘッダから構成される。物理レベルにおいて、パケットデータは、ひとつのシンボルがひとつのビット（冗長性付き）を表すようにエンコードされ、これらのシンボルは、次いで、時間的に分かれている８つのセグメントの間に配分される。通常パケットを構成するセグメントは、フレーム全体を通して均等に配分される。高速パケットのセグメントは、サブフレームとしても知られるフレームの４分の１を通して均等に配分される。タイミング復元と同期の目的で、各セグメントは、４つの未加工の（エンコードされていない）シンボルのヘッダを有し、それゆえ各シンボルは、２ビットを表す（図８参照）。このヘッダの最初の３シンボルは、固定のパターンであり、これはセグメントの始まりを印す。これはタイミング復元に使われる。次のビットは、（１６ビットにパッドされた）１５ビットの線形フィードバックシフトレジスタパターンのひとつのビットであり、これは１６セグメントのヘッダにまたがる。初期のロックアップを行うとき、受信機は、蓄積されたＬＦＳＲビットが相関を示すまで到来するセグメントデータをスキャンする。ひとつの実施形態において、これは、２４セグメントの公称スキャン時間に対して、１６セグメント毎に一回起こる可能性がある。相関が起こると、同様に蓄積されていた「１６セグメントインデックス」ビットが（１６で除算された）現在のセグメント番号を示す。セグメントインデックスは、「グレイ」コード、「ハミング」コードおよびパリティで保護することもでき、そうすることでセグメントインデックスを高い確度をもって使うことができる。
（動作モード）
先に記載し、図１に示したように、開示した通信システムは、３つの主要な動作モードを有している。これらは、副搬送波ブロードキャストモード（「ブロードキャスト」）１０９、ローカルキャストモード（「ローカルキャスト」）１１１、および「ピアツーピア」モード１１７である。後者の２つのモードは、ローカルリンクを介して直接変調された主チャンネルのＦＭシグナリングを用い、前者のモードは、１つまたは複数の商用ＦＭ局の地理的サービスエリア内での広域ＦＭ副搬送波ブロードキャスティングを用いる。以下の議論により、これら動作モードのそれぞれについて詳述し、対比する。
（ブロードキャストモード）
ブロードキャストモードは、１つまたは複数のブロードキャスト送信機から１つまたは複数の腕時計に情報を単信転送するものである。ＦＭ副搬送波変調を用いて、商用ＦＭ局を介して情報を伝送する。腕時計１０１、１２１は、腕時計バンドに埋め込まれたアンテナを経由してこのＦＭ副搬送波信号を受信し、受信した信号を復調、解析し、制御のＭＣＵに情報を受け渡す。
（ローカルキャストおよびピアツーピアモード）
ローカルモードは、ローカルキャストモードとピアツーピアモードの２つのモードに分けられる。これらのモードは、共通の伝送フォーマットを共用する。直接ＦＭ変調を用いて、局所的に未使用のＦＭ周波数を介して情報を伝送する。腕時計は、腕時計バンドに埋め込まれたアンテナを経由してこのＦＭ信号を送受信し、受信したデータを復調、解析し、ＭＣＵに情報を受け渡す。
「ローカルキャスト」（またはローカルブロードキャスト）モードは、ＰＣまたはその他のハイレベルコントローラに取り付けられたローカルキャスト送信機から、腕時計またはモバイルデバイスへ一方向あるいは双方向の伝送を意味する。ローカルブロードキャストが伝送されるエリアは、ブロードキャストモードの伝送に比して小さい。ローカルキャストモードで伝送されるデータは、ブロードキャストモードのデータのローカルの複製か、または同じフォーマットのローカルのコンテンツか、特別なアプリケーション層のプロトコルを経由して送られたアプリケーションデータのいずれかであることができる。「ピアツーピア」モードは、本質的に双方向であり、２つの関与している腕時計の間でチャンネルが切り換わる（または「ピンポンする」）半二重のリンクである。
ローカルキャストおよびピアツーピア両モードのひとつの実施形態において、ローカルデータモードは、直接ＦＳＫ変調を使ってパケットで通信する。これは、主チャンネルと同じ１／２レートの畳み込みエンコーディングを使う。ローカルキャスト通信は、半二重であり、ＦＭ局の共用の周波数を使う。どのメトロポリタンエリアにおいても、ＦＭ放送の周波数の一部は、未使用であろうし、そのため、ＦＣＣパート１５の通信のために利用可能であろう。ブロードキャストモードまたはＰＣに接続されたローカルキャスト機からのローカルキャストモードにおいてさえも、これらの周波数のリストは、広まる可能性がある。いずれにしても、ＭＣＵは、トランシーバに選択した局の周波数を提供する。いくつかのローカルのチャンネル動作が、主チャンネルの動作を不能にすることに留意されたい。ローカルキャストおよびブロードキャスト間の動作の対立は、ローカルモードのタスクを優先して解決される。
ブロードキャストモードと異なり、ローカルモードのパケットは、１２８バイトではなく、６４バイトであり、これは、一部にはＦＣＣパート１５のサイクルタイミングによるものであり、一部にはパケットのサイクル時間を十分に短く抑えて、会話のようなリアルタイムの全二重の用途を可能にする要望によるものである。
（腕時計受信機の動作）
通例、ＭＣＵコマンドと同時に、トランシーバは、ＭＣＵが選択した局の主チャンネル信号（そしてその信号の韻律（ｃａｄｅｎｃｅ））、および副搬送波信号の有無をテストする。ローカルでの発見法の最初の部分は、提供された局のリストを使って、ＦＭバンドをスキャンし、観測した使用法に従って利用可能な周波数を分類することである。これを行うためには、受信信号強度（ＲＳＳＩ）をおそらくは１キロヘルツの帯域でフィルタし、デジタル化する。考えられる結果には、アクティブＦＭ局、ローカルチャンネル伝送、または空のチャンネルが含まれる。腕時計は、同時に、それにとって利用可能なすべての周波数のトラッキング情報を格納することができるであろう。アクティブＦＭ局は、理想的には、変動していない信号か、または顕著なマルチパスを持ち、このシステムのローカルキャストフォーマットと相関のない変動するＲＳＳＩとして、現れるであろう。適当な副搬送波信号がその局で検出可能であれば、これについても報告することになる。ローカルのチャンネル伝送は、とりわけ安定したＲＳＳＩであるが、ローカルキャストフォーマットのパケット間のパワーオフ期間に対応したかなり低いＲＳＳＩをもつのこぎり状のＲＳＳＩとして現われるであろう。トランシーバは、見つかった韻律の情報を報告することになるが、伝送の種類に関する最終判定は、ＭＣＵによりデータレベルで行われるべきである。最後に、空のチャンネルは、継続的に低いＲＳＳＩとなるであろう。
ＲＳＳＩ検出は、確実に復調するには過度に弱すぎる信号でも可能であり、また、ローカルでの動作のためにＦＭスペクトラムの迅速な解析も可能にするであろうことに留意されたい。これにより、通信に関与している腕時計の内、ひとつが通常のレンジの外にあっても、検出を可能にする。ＲＳＳＩ分析はまた、受信したやりとりのおよそのサイクルタイミングももたらす。このように、ＲＳＳＩの時間的な分析は、アクティブおよび／または空のローカルキャストチャンネルのリストをもたらすことになる。この結果は、さらなるコマンドのためにＭＣＵに報告されるであろう。
ＭＣＵからのコマンドと同時に、トランシーバは、ビーコンし始めるか、アクティブチャンネルのひとつを捕捉する。後者の場合、トランシーバは、ＦＭチャンネルからパケットを捕捉する。それは、次に、選択したローカルキャスト信号の正確なタイミングを判定する。これは、瞬時のシンボルタイミングと、デバイス間のクロックずれの推定の両方を提供する、特別に構成された相関シーケンスを受信し、解析することによって行われる。タイミング情報が抽出されると、トランシーバは、以降のパケットのデータを捕捉し、このデータをＭＣＵに報告する。推測されるように、このパケットのコンテンツは、ＭＣＵにとってその後の行為を起こすには十分であり、その行為は、ある種のハンドシェークの応答か、データを取り出し始めるためのコマンドか、別のチャンネルを分析するためのコマンドか、空のチャンネル上にビーコンを送るためのコマンドである可能性がある。
ピアツーピアの接続においては、開始側がクロックのマスタとして扱われる。他の参加者は、その伝送クロックを受信データから導き出されたクロックに従わせる。これにより、ビーコンしているもの同士が、タイミング解析の段階なく、最初の応答パケットのデータを直ぐに処理することが可能になる。
必要などのようなハンドシェーキングも完了した後、ＭＣＵは、トランシーバにコマンドしていくつかの通信モードのひとつに入ることができ、送受信パケットがＭＣＵとの間で受け渡される。このモードは、別途コマンドされるまで継続する。信号の喪失は、急な劣化信号の品質値としてＭＣＵに報告される。ＭＣＵは、この時点か、または任意の他のパケットの合間の時点で通信モードを終了することができる。
（腕時計送信機の動作）
送信されるべきパケットは、ＭＣＵによって送信ブロックと呼ばれる構造でのＤＳＰのメモリ空間に格納される。これらのブロックには、使用するＦＭ周波数のような、制御情報も入っている。伝送に先立って、ＤＳＰがデータを予めフィルタし、ＲＴＤによって必要とされる送信サンプルに変換する。ローカルキャストの物理層のパケット構造も、この時点で付け加えられる。ひとつの実施例においては、５１２ビットのローカルキャストパケットが、ＲＴＤに提示されるときには２３０４バイトの信号サンプルになる。
ＤＳＰは、ローカルの接続が確立されたときに復元した情報に従って、ある全二重の場合には、受信した最後のローカルデータのタイミングに従って、伝送のタイミングを制御する。
ローカルキャストモードにおいて、ＲＴＤは、ローカルキャストデータのサイクル時間全体を記録する。ＤＳＰは次に、関連したＲＳＳＩ情報を使用して、ローカルキャストパケットのサンプルの場所を見つける。各ローカルキャストパケットの始まりと終わりにある相関シーケンスを使用して、他のローカルキャストデバイスの精密なタイミングを決定し、この情報が格納される。ＭＣＵは、この時点で、捕捉チャンネル上で受信または送信を始める。
先の説明では、システムの種々の実施形態について記述したが、本発明はこのような実施形態に限られるものではなく、添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲内に入るすべての修正形態、代替形態、および均等物を網羅する。
本発明を実施することができる見本としての通信環境の機能ブロック図である。 腕時計のような、手首装着型のモバイルデバイスにおける本発明の一実施例を図示している機能ブロック図である。 本発明を実施している通信システムのブロードキャスト送信機または局の信号発生器の構成要素の機能ブロック図である。 本発明を実施している通信システムのローカルキャスト送信機の構成要素の機能ブロック図である。 本発明を実施している通信システムによる伝送のデータ構成またはフォーマットの表現図である。 本発明を実施している通信システムによる伝送のデータ構成またはフォーマットの表現図である。 本発明を実施している通信システムによる伝送のデータ構成またはフォーマットの表現図である。 本発明を実施している通信システムによる伝送のデータ構成またはフォーマットの表現図である。 本発明を実施している通信システムによる伝送のデータ構成またはフォーマットの表現図である。 本発明の一実施例による伝送について時間的に散在しているデータ伝送の表現図である。 代表的な状況における対象の通信システムの概観図である。 伝送のためのデータストリームのエンコーディングに対するひとつのアプローチを表現しているフローチャートである。

Claims (12)

  1. 無線通信を行うためのシステムであって、
    予め決められたスケジュールでワイドエリア中の複数のモバイルデバイスにＦＭ副搬送波チャンネルを介してブロードキャスト情報を伝送するように構成されたブロードキャスト伝送システムと、
    前記ワイドエリアよりも小さいローカルエリア中の少なくとも１つのモバイルデバイスとの間でＦＭ帯域を介してローカル情報を送受信するように構成されたローカルキャスト伝送システムと、
    モバイルデバイスであって、
    ブロードキャストモードにおいて、前記ブロードキャスト伝送システムから前記ＦＭ副搬送波チャネルを介して前記ブロードキャスト情報を受信し、
    ローカルキャストモードにおいて、前記ローカルキャスト伝送システムとの間で前記ＦＭ帯域を介して前記ローカル情報を送受信し、
    ピアツーピアモードにおいて、別のモバイルデバイスとの間で前記ＦＭ帯域を介してピア情報を送受信するように構成された送受信機を含むモバイルデバイスと
    を備えたことを特徴とするシステム。
  2. 請求項１に記載のシステムであって、前記ローカル伝送システムは、データソースを備えたことを特徴とするシステム。
  3. 請求項１に記載のシステムであって、前記ＦＭ帯域は、ＦＭ帯域の局所的に未使用の部分であることを特徴とするシステム。
  4. 請求項１に記載のシステムであって、前記モバイルデバイスは、人の手首に装着されるようにさらに構成されたことを特徴とするシステム。
  5. 請求項１に記載のシステムであって、前記モバイルデバイスは、ページングユニット内で動作するようにさらに構成されたことを特徴とするシステム。
  6. 請求項１に記載のシステムであって、前記モバイルデバイスは、携帯電話内で動作するようにさらに構成されたことを特徴とするシステム。
  7. 無線通信を行うためのモバイルデバイスであって、
    ブロードキャストモードにおいて、ブロードキャスト送信機からＦＭ副搬送波を介してブロードキャスト情報を受信し、
    ローカルキャストモードにおいて、ローカルキャスト受信機にＦＭ帯域を介してローカルキャスト情報を送信し、
    ローカルキャストモードにおいて、ローカルキャスト送信機からＦＭ帯域を介してローカルキャスト情報を受信し、
    ピアツーピアモードにおいて、別のモバイルデバイスにＦＭ帯域を介してピア情報を送信し、
    ピアツーピアモードにおいて、別のモバイルデバイスにＦＭ帯域を介してピア情報を受信するように構成されたことを特徴とするモバイルデバイス。
  8. 請求項７に記載のモバイルデバイスであって、
    前記モバイルデバイスは、前記ローカルキャスト送信機に結合されたデータソースから前記ローカルキャスト情報を受信するように構成されたことを特徴とするモバイルデバイス。
  9. 請求項７に記載のモバイルデバイスであって、前記ＦＭ帯域は、ＦＭ帯域の局所的に未使用の部分であることを特徴とするモバイルデバイス。
  10. 請求項７に記載のモバイルデバイスであって、前記モバイルデバイスは、人の手首に装着されるようにさらに構成されたことを特徴とするモバイルデバイス。
  11. 請求項７に記載のモバイルデバイスであって、前記モバイルデバイスは、ページングユニット内で動作するようにさらに構成されたことを特徴とするモバイルデバイス。
  12. 請求項７に記載のモバイルデバイスであって、前記モバイルデバイスは、携帯電話内で動作するようにさらに構成されたことを特徴とするモバイルデバイス。
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