JP4726800B2 - データ送信における多チャンネル束縛 - Google Patents

Description

本発明は、通信システムに関する。特に、集約されたスループットの改善を実現するために複数の通信チャネルを結合することを開示する。この結合の特徴は、既存の標準をベースにした無線データシステムとの両立性を保持する形で追加することができる。

既存のデジタル無線通信システムは、従来の標準準拠クライアントトランシーバ１２０として図１に示すように、単一のＲＦチャネル上で通信を行う。トランシーバ１２０は、データ入出力１２２を介してデジタルデータを送受信する。このデータは、アクセスポイント１１０との間で、スペクトラム１４０に例示したような単一のＲＦ周波数付近に中心をもつ単一データチャネル上で、アンテナ１２４を介して送信され、及び／又は、受信される。このような標準準拠クライアントの一例として、商業的に入手可能な、Ｎｅｔｇｅａｒ ｍｏｄｅｌ ＷＧ５１１ ＰＣＭＣＩＡ ８０２．１１ｂ／ｇ．無線ネットワークアダプタがある。

技術的な進歩により、与えられた帯域における特定の割り当てられた周波数チャネルのいずれに対しても、利用可能なデジタルスループットが増大してきているが、単一チャネル手法により達成できたものよりも、さらに迅速に、又は、より高度の完全性をもってデータを送りたいという要望が常に存在している。すなわち、この技術分野では、データ速度及び／又はデータ保全性の改善を含む、総合的なスループットを改善するために、複数のデータチャネルを互いに結合する方法及び装置についての要請がある。

本発明の種々の実施形態が、以下の詳細な説明及び図面に開示される。本発明は、プログラム命令が光学的又は電気的通信リンク上で送られる方法、装置、システム、構成体、例えば、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体のようなコンピュータ読み取り可能媒体、又はコンピュータネットワークを含む、非常に多くの形で実施することができる。本明細書において、これらの実施形態又は本発明がとり得る他のいずれの形態を技術と呼ぶ。一般的に言って、開示された方法の動作順序は、本発明の範囲内で変更できる。

本発明の１又はそれ以上の実施形態の詳細な説明を、本発明の基本原則を示す添付図面とともに、以下に提示する。本発明は、このような実施形態との関連で説明するが、これら実施形態のいずれにも限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲のみによって制限されるものであり、本発明は、多数の代替的形態、修正、及び均等技術を包含する。本発明の十分な理解のために、多くの具体的詳細を以下の説明で示す。これらの詳細は、例示目的で与えられるものであり、本発明は、これらの具体的詳細の一部又は全部を伴わずに、クレームに従って実施することができる。明瞭にする目的で、本発明に関する技術分野において知られた技術要素については、発明を必要以上に不明瞭にしないために細部を説明しない。

図１は、既存のデジタルデータ無線標準に準じたクライアントトランシーバ１２０と、ここで詳述する束縛チャネル通信技術に準じたクライアントトランシーバ１３０との間でデジタル無線通信を行うアクセス点トランシーバ１１０を示す。トランシーバ１１０及び１２０間の通信には単一チャネル１４０が使用され、トランシーバ１１０及び１３０間の通信には複数の束縛チャネル１５０が使用される。後で詳述するように、複数のチャネルの束縛は、集約されたスループットを改善する効果を奏する。多数のチャンネルが、改良型データトランシーバ間を単一の関連性によって関連付けるようになっている場合には、これら複数のチャネルは束縛されていると考えられる。複数のチャネルは、単一帯域における複数のチャネルの間、又は、複数の帯域における複数のチャネルの間で束縛された状態にすることができる。どのような配置のチャネルでも、束縛されたとき有利に働くが、いくつかのチャネル配置は、後述するようにさらなる利点を有している。

図２は、従来技術スペクトラム１４０を、一実施形態１５２において生成され、受信されたスペクトラムとの比較で示す。スペクトラム１５２は、重っていない、３つの隣接する伝送チャネルを示し、ここでは、中央のチャネルがマスターチャネル１５６として示されている。二次的なチャネル１５８、１５９は、マスターチャネルの中心周波数から実質的に等量だけ高い位置と低い位置にあるチャネルを占有する。

このチャネル配置は、中心周波数から等量だけオフセットしたチャネルの対が同時に動作したとき、キャリア上における一方のチャネルの変調の望ましくない誤差が、等量だけ反対方向に変位した形で占有チャネルに現れることになる、という利点をもたらす。さもなければ、これらの誤差は、例えば、無線通信データ標準ＩＥＥＥ−８０２．１１ａの要求事項に合致させるために高価な抑制を必要とするものとなる。これらの誤差歪は、先行技術の単一チャネルシステム又はいくつかの実施形態における単一マスターチャネルでは、重要度は低い。

図３Ａに、一実施形態におけるデータ符号化及び変調部分を構成する要素間の相互結合を示す。ソフトウェアデバイスドライバは、送信のためのデータを受信し、前処理する。デバイスドライバによって実行される前処理は、束縛チャネルによって送信可能なデータのタグ付けを含む。入力データストリーム３０１は、データ分配器３００によって受信される。データ分配器３００は、タグ付けされたデータを検出し、データの流れを複数の符号化チャネルに割り当てるように機能する。タグは、デバイスドライバによってデータストリーム３０１の中に挿入してもよい。もし、データ分配器３００がこのようなタグを検出しなければ、全データがマスターチャネルデータストリーム３０４に導かれる。もし、データ分配器３００がタグを検出すれば、データは複数のデータストリームの間で分配される。示された実施形態において、マルチプレクサは、データストリーム３０２、３０４、３０６を出力する３つのバッファを選択的に提供する。データストリーム３０２、３０４、３０６は、それぞれ、パケット発生器３１２、３１４、３１６に出力される。データストリーム３０４は、マスターチャネルに割り当てられ、ストリーム３０２、３０６は第２チャネルに割り当てられる。いくつかの実施形態において、データ分配器３００は、マスターチャネルに対して最も長い送信時間を要求するデータストリームを割り当て、入力ストリームデータを、さらにそれぞれの送信時間が実質的に同じであるようなデータストリーム３０２と３０６に分配する。

パケット発生器３１２、３１４、３１６は、各チャネルのデータを適当な方法でパケット化する。いくつかの実施形態において、パケット化は、ＩＥＥＥ−８０２．１１ａ標準に記述されているように実施される。ＩＦＦＴプロセッサ３２２、３２４、３２６は、パケット化されたデータを同様に、それぞれ、ベース帯域符号化信号３２３、３２５、３２７に処理する。ベース帯域信号３２３及び３２７は、第２チャネル信号を含み、複合搬送波３３３、３３５によって、それぞれアップコンバート及びダウンコンバートされ、搬送波３３３及び３３５は、ＲＦ帯域チャネル空間に等しい周波数を有している。多重化器３４０、３４２、３４４は、ベース帯域信号を各チェーンから加算器３４８へ選択的に通過させる。加算器３４８は、アナログコンバータ（ＤＡＣ）３５０へのデジタルベース帯域信号を出力する。ＤＡＣ３５０のベース帯域出力は、その周波数が選ばれたＲＦ帯域の選択チャネル上の出力信号に置かれた、局所的な振動子信号３５６と混成される。

パケット発生器３１４は、マスターチャネルと関連付けられ、本質的に、既存のＩＥＥＥ−８０２．１１ａのような標準に記述された標識（ｂｅａｃｏｎｓ）を発生する。いくつかの実施形態において、第２チャネルと関連付けられたパケット発生器３０２、３０６における標識（ｂｅａｃｏｎｓ）の発生は、デバイスドライバにより抑止される。

電力増幅器３５４は、送信に適したレベルにまで混成信号を昇圧する。一実施形態において、選択帯域パスフィルタ（ＢＰＦ）３６０は、マスターチャネルだけが活動中のときは単一チャネル幅に、隣接した２つの第２チャネルが活動中のときは３チャネル幅に、設定される。デュアル帯域の実施形態において、電力結合器３６２は、電力増幅器３５２及びＢＰＦ３６０の出力を結合し、アンテナ１１４に給電する。

データストリーム３０１からＤＡＣ３５０の出力までの処理チェーンは、ベース帯域符号化チェーンを表す。混成器３３６の入力からアンテナ１１４までの処理チェーンは、アップコンバート送信連鎖を表す。

図３Ｂに、他の実施形態におけるデータ符号化及び変調部分を構成する要素間の相互結合を示す。ここに、３つのパケットストリーム３２３、３２５、３２７が前述の通り発生する。しかしながら、この場合には、これらのストリームは多重化器３４２、３４０、３４４に直接供給される。３つの多重化器の出力は、２５６点のＩＦＦＴブロック３７０に接続される。２５６点ＩＦＦＴブロック３７０は、一つの処理段階において、上述した加算器３４８の出力からのものと等価な、３つの周波数が隣接するチャネルのデジタル表示を生成する。２５６点ＩＦＦＴ風呂奥３７０の出力は、ＤＡＣ３５０と、先に述べた実施形態における出力チェーンの残り（アンテナ１１４に接続された、混成器３３６、ＰＡ３５４、ＢＰＦ３６０）とに送り込まれる。

図３Ｃに、さらに他の実施形態におけるデータ符号化及び変調部分を構成する要素間の相互結合を示す。ここに、３つのパケットストリーム３２３、３２５、３２７が、共通の入力データストリーム３０１から発生する。多重化器３４２、３４０、３４４は、２５６点ＩＦＦＴブロック３７０へのパケットデータ入力を制御する。このようにして、冗長なデータを含んだ３つの周波数が隣接するチャネルが生成される。２５６点ＩＦＦＴブロック３７０の出力は、ＤＡＣ３５０と、先に述べた実施形態における出力チェーンの残り（多重化器３３６、ＰＡ３５４、そして、アンテナ１１４に接続されたＢＰＦ３６０）とに送り込まれる。

束縛ストリームの受信は、上述した符号化とは関数的に対称的な構成のハードウェアにより実行され、データは、マスターチャネル及び１又はそれ以上の第２チャネル上において、データ送信機に代えてデータ受信機を使い、ＩＦＦＴブロックに代えてＦＦＴブロックを使い、データ分配器に代えてデータ結合器を使って、受信される。

図４は、ブロック図及び周波数スペクトル形状の中に、選択帯域パスフィルタ（ＢＦＰ）３６０が使われている状態を示す。選択線３６２は、狭小又は拡大モードのいずれかを選択する。上の実施形態において、狭小設定にすると、隣接チャネルが活性状態にない場合での該隣接チャネルにおける擬似信号を減衰させるために、送信信号上に単一チャネル幅の帯域パス形状が与えられるようになる。選択線３６２により拡大モードが選択されると、ＢＰＦ３６０は、送信された信号上に３チャネル幅の帯域パス形状を与える。いくつかの実施形態において、双方のフィルタ帯域パスは、共通の中心周波数を共有する。一致した中心周波数形状は、設計及び加工が容易である。

接続点トランシーバ及びクライアントトランシーバが通信しようとしているときには、既存の標準及び実施によれば、接続点からのビーコン信号が聞き取られると、結合確立を行う交換に入る。この関連付けの手順の一例は、ＩＥＥＥ−８０２．１１−１９９９標準の§１１．３に記載されている。この結合手順は、公表され、また、クライアントデバイス（例えば、アセロス コミュニケーションズ社現行の「Ｔｕｒｂｏ Ｍｏｄｅ」）に受け入れられた、ベンダー固有の機能に対して多様な拡張が可能である。このチャネル結合の特徴は、結合手順に対するベンダー固有の拡張に対する他の方式のものと同様に取り扱われるものである。

本発明について、上述の好適な実施形態との関連で述べてきたが、しかし、これは例示目的のみでなされたものであり、本発明はこれによって限定されるものではない。実際に、当業者にとっては、本発明の変形は容易に明らかであろうし、また、本発明の範囲内に留まるものである。

上述の実施形態において、明確な理解を目的として、いくつかの詳細について言及したが、本発明は、これら与えられた詳細に限定されるものではない。本発明の実施としては多くの代替的方法がある。ここに開示された実施形態は、例示であって限定的なものではない。

従来技術通信チャネル及び拡張型通信チャネルを示すデジタル通信システムのブロック図。 スペクトラムブロードキャストを説明する説明図。 デジタル通信システム符号化器の構成を説明する構成図。 選択帯域パスフィルタを説明する説明図。

符号の説明

１１０ 接続点トランシーバ
１１２、１２２、１３２ データ入出力
１２０ クライアントトランシーバ（標準準拠）
１３０ クライアントトランシーバ（拡張）
３００ データ分配器
３０１ データストリーム
３１２、３１４、３１６ パケット発生器
３２２、３２４、３２６ ＩＦＦＴ
３４０ ２５６点ＩＦＦＴ
３５０ ＤＡＣ
３６０ ＢＰＦ
３６２ ＰＣ

Claims (6)

1. 無線データチャネル上のデータ送信方法であって、
   マスターチャネルデータと第２チャネルデータとを取得し、
   マスターチャネルに関連する第１のベースバンド符号化信号の中に前記マスターチャネルデータを処理し、
   処理ユニットを使用して、第２のチャネルに関連する第２のベースバンド符号化信号の中に前記第２のチャンネルデータを処理し、
   前記第１ベースバンド符号化信号と前記第２ベースバンド符号化信号とを結合することによって、前記マスターチャネルと前記第２のチャネルとを少なくとも一部、結合ベースバンド符号化信号の中へ束縛し、ここにおいて、前記マスターチャネルと前記第２のチャネルとを起動するために単一無線結合が使用される場合には、複数のチャネルが拘束されるものであり、
   送信信号を得るために、前記結合されたベースバンド符号化信号を送信周波数にまでアップコンバートし、
   前記無線データチャネル上に前記送信信号を送信し、
   ここにおいて、
   前記第２のチャンネル数は偶数であり、
   前記マスターチャネルを中心チャネルとして無線結合が実施され、
   前記マスターチャネルと前記第２のチャネルとが異なるパケットストリームを介してデータパケットを搬送し、
   ここにおいて、前記異なるパケットストリームを介したデータパケットの送信によって、前記マスターチャネル上の送信期間を、前記第２のチャネル上の送信期間と同じか、該送信期間よりも長いことを特徴とする方法。
2. 前記マスターチャネル及び前記第２のチャネルは、送信中の隣接する周波数上に表れることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記マスターチャネルのみがビーコン信号を送信することを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. マスターチャネルデータと第２チャネルデータとを取得するよう構成されたデータ分配器と、
   マスターチャネルに関連する第１のベースバンド符号化信号の中に前記マスターチャネルデータを処理するよう構成された第１の処理回路と、
   第２のチャネルに関連する第２のベースバンド符号化信号の中に前記第２のチャンネルデータを処理するよう構成された第２の処理回路と、
   前記第１ベースバンド符号化信号と前記第２ベースバンド符号化信号とを結合することによって、前記マスターチャネルと前記第２のチャネルとを少なくとも一部、結合ベースバンド符号化信号の中へ結合し、ここにおいて、前記マスターチャネルと前記第２のチャネルとを起動するために単一無線結合が使用される場合には、複数のチャネルが拘束されるよう構成された加算器と、
   送信信号を得るために、前記結合されたベースバンド符号化信号を送信周波数にまでアップコンバートするよう構成された混合器と、
   前記無線データチャネル上に前記送信信号を送信するよう構成されたアンテナと、
   を備えた無線データ送信機であって、
   前記第２のチャンネル数は偶数であり、
   前記マスターチャネルを中心として無線結合が実施され、
   前記マスターチャネルと前記第２のチャネルとが異なるパケットストリームを介してデータパケットを搬送し、
   ここにおいて、前記異なるパケットストリームを介したデータパケットの送信によって、前記マスターチャネル上の送信期間を、前記第２のチャネル上の送信期間と同じか、該送信期間よりも長いことを特徴とする無線データ送信機。
5. 前記マスターチャネル及び前記第２のチャネルは、送信中の隣接する周波数上に表れることを特徴とする請求項４に記載の送信機。
6. 前記マスターチャネルのみがビーコン信号を送信することを特徴とする請求項４に記載の送信機。

Images