JP7303190B2 - 電文分割送信方法のための低遅延のデータ送信機、及びデータ受信機 - Google Patents

電文分割送信方法のための低遅延のデータ送信機、及びデータ受信機 Download PDF

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Description

実施の形態は、電文分割送信方法のためのデータ送信機、及びデータ受信機、そして、特に、電文分割送信方法のための低遅延のデータ送信機、及びデータ受信機に関する。いくつかの実施の形態は、電文分割のための低遅延の送信モードと関係する。
多くのセンサノードから1つの基地局/いくつかの基地局、または、1つの基地局/いくつかの基地局から多くのセンサノードにデータを送信するためのシステムが知られている。例えば、これは、IoT(IoT=モノのインターネット)で用いられる。例えば、センサデータ(例えば、街灯、または、駐車センサからの)は、そのとき、データが処理され、かつユーザに付加価値を提供する(例えば、無料の駐車スペースへの道案内)、基地局に送信される。
一般的にこのようなセンサネットワークは、非常に小さな電池を装備する、多数のセンサノードを含む。しかしながら、長い耐用年数を達成するために、チャンネルアクセスは、いつも、統合されていない方法で行われ、換言すれば、それぞれのセンサノードは、時間内のランダムな時点で、チャンネルにアクセスする。この概念は、ALOHAアクセス方法、または、サブフォームでは、Slotted(スロット付)-ALOHAアクセス方法と呼ばれる。
多数の参加者、及び非統合チャンネルアクセスのために、異なるセンサノードの送信の間の送信で、オーバーラップ(干渉)が起きる。これに加えて、送信は、他のシステム(例えば、WIFI(Wi-Fiは登録商標)、Bluetooth(Bluetoothは登録商標)、無線キー)によって用いられる、いわゆる、ISM帯域、または、SRD帯域(ISM=工業、科学、及び医学;SRD=短距離デバイス)で行われる。これらのシステムは、送信の間の追加の干渉を引き起こす。
上述の状態の下で、これらのチャンネル中の電文の送信での送信信頼度を著しく増加させる電文分割送信方法が知られている。詳細には、EP 2 751 526 B1に記述された、電文分割送信方法は、無線チャンネルを経由する、データ送信のための、特定の時間/周波数ホッピングパターンを用いる。パケットをうまく復号化できるようにするために、送信のために用いられるホッピングパターンは、受信機に知られていなければならない。これを確実にするために、すべての参加者に知られている、時間/周波数ホッピングパターンは、電文分割ネットワークのために定義される。
電文分割送信方法は、さらに、WO 2015/128385 A1、WO 2017/017257 A1、及びWO 2017/167366 A1、及び出版物[G. Kilian, H. Petkov、 R. Psiuk、 H. Lieske、 F. Beer、 J. Robert、 and A. Heuberger、 "Improved coverage for low-power telemetry systems using telegram splitting、" in Proceedings of 2013 European Conference on Smart Objects、 Systems and Technologies (SmartSysTech)、 2013] 、及び [G. Kilia、 M. Breiling、 H. H. Petkov、 H. Lieske、 F. Beer、 J. Robert、 and A. Heuberger、 "Increasing Transmission Reliability for Telemetry Systems Using Telegram Splitting、" IEEE Transactions on Communications、 vol. 63、 no. 3, pp. 949961、 Mar. 2015]の中に記述されている。
しかしながら、電文分割送信方法のデメリットは、い遅延時間が、個々の部分的なパケットの送信の間の休止から生じることである。
モノのインターネット(IOT)では、多数の可能なアプリケーションが存在し、いくつかのアプリケーションでは、システムの遅延時間は、二次的な重要性(例えば、水量計の読取り)であるが、しかしながら、遅延が重要な役割を演じるシステムも存在する(例えば、パイプ破裂、または、紛争地域の人員のセキュリティモニタリング)。
遅延時間が重要な役割を果たすシステムのこの第2のクラスのために、電力効率の良いセンサネットワークのための適切な解決策は、まだ、見つかっていない。
従って、本願発明の目的は、電文分割ベースの通信ネットワークの遅延時間を改良することである。
この目的は、独立した請求項によって解決される。
さらなる実施例のメリットは、従属した請求項によって見ることができる。
実施の形態は、第1の複数のサブデータパケット上に第1のクラスのデータを分割し、及び第1のホッピングパターンを用いて、第1の複数のサブデータパケットを送信するように構成されているデータ送信機を提供し、データ送信機は、第2の複数のサブデータパケット上に第2のクラスのデータを分割し、かつ第2のホッピングパターンを用いて、第2の複数のサブデータパケットを送信するように構成されており、第1のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットの間の送信休止は、第2のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットの間の送信休止よりも小さく、および/または、第1のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットは、第2のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットよりも短い。
実施の形態では、第1のクラスのデータは、第2のクラスのデータよりも、最大の送信継続時間に関する、より高い優先順位と、および/または、より高い必要条件と、を備える。
実施の形態では、データ送信機は、第3の複数のサブデータパケット上に第3のクラスのデータを分割し、かつ第3のホッピングパターンを用いて、第3の複数のサブデータパケットを送信するように構成されており、第2のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットの間の送信休止は、第3のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットの間の送信休止よりも小さい。
実施の形態では、第2のクラスのデータは、第3のクラスのデータよりも、最大の送信継続時間に関する、より高い優先順位と、および/または、より高い必要条件と、を備える。
実施の形態では、データ送信機は、それぞれの第1の複数のサブデータパケットが、第1のクラスまは第1のデータパケットのデータの一部のみを備えるように、第1のクラスのデータ、または、第1の複数のサブデータパケット上に、第1のクラスのデータを備える第1のデータパケットを分割するように構成されており、データ送信機は、それぞれの第2の複数のサブデータパケットが、第2のクラスの、または、第2のデータパケットのデータの一部のみを備えるように、第2のクラスのデータ、または、第2の複数のサブデータパケット上に、第2のクラスのデータを備える第2のデータパケットを分割するように構成されている。
実施の形態では、第1の複数のサブデータパケットは、第2の複数のサブデータパケットよりも、より少ないサブデータパケットを備える。
実施の形態では、データ送信機は、第1のホッピングパターンを伴って送信されたサブデータパケットの同期シーケンスと第2のホッピングパターンを伴って送信されたサブデータパケットの同期シーケンス間の時間間隔が、同じになるように、第1のホッピングパターン、および/または、第2のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットを同期シーケンスで提供するように構成されている。
実施の形態では、第1のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットは、第2のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットよりも長い。
実施の形態では、第1のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットは、第2のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットよりも、より広い周波数帯域の全体に分布される。
実施の形態では、データ送信機は、第2のクラスのデータよりも、より高いデータレート、または、異なる変調方法で、第1のクラスのデータを送信するように構成されている。
実施の形態では、データ送信機は、第1のホッピングパターンを用いている、第1のクラスのデータの送信に時間的に同期する第1のメッセージを受信するように構成されており、データ送信機は、第2のホッピングパターンを用いている、第2のクラスのデータの送信に時間的に同期する第2のメッセージを受信するように構成されており、第1のホッピングパターンと第1のメッセージの間の時間間隔は、第2のホッピングパターンと、第2のメッセージ間の時間間隔よりも小さい。
実施の形態では、第1のメッセージは、第1のダウンリンク・ホッピングパターンに従って、複数のサブデータパケット上に分布されて、送信された、第1のダウンリンク・メッセージであり、第2のメッセージは、第2のダウンリンク・ホッピングパターンに従って、複数のサブデータパケット上に分割されて、送信された、第2のダウンリンク・メッセージであり、第1のダウンリンク・ホッピングパターンによって、送信された複数のサブデータパケット間の送信休止は、第2のダウンリンク・ホッピングパターンによって、送信された複数のサブデータパケット間の送信休止よりも短い。
実施の形態では、データ送信機は、第1のクラスのデータ送信している上に、第1のクラスのデータの成功した受信を示している受信の確認を、データ受信機から受信するように構成されている。
実施の形態では、データ送信機は、受信の確認が受信されるまで、第1のホッピングパターン、または、異なるホッピングパターンを繰り返し用いて、第1のクラスのデータを送信するように構成されている。
実施の形態では、データ送信機は、データ受信機から、
‐ 第1のホッピングパターンを用いている、第1のクラスのデータ、
‐ または、第2のホッピングパターンを用いている、第2のクラスのデータ、
の放射に時間的に重複している受信の確認を受信するように構成されており、
それによって、それぞれのホッピングパターンに従って送信された、少なくとも1つのサブデータパケットは、ホッピングパターンの2つのサブデータパケットの間に配置されるとともに、データ受信機の受信の確認が送信される。
実施の形態では、データ送信機は、異なる周波数上で、かつ完全な時間的な重複、または、少なくとも部分的な時間的重複を伴って、第1のホッピングパターンに従って、少なくとも2つのサブデータパケットを送信するように構成されている。
実施の形態では、データ送信機は、第1のクラスのデータ、または、第1のクラスのデータのチャンネル符号化されたバージョンから、第1のホッピングパターンの少なくとも一部を計算するように構成されており、それによって、第1のホッピングパターンの少なくとも一部それ自身が、第1のクラスのデータの少なくとも一部を符号化する。
実施の形態では、第1のホッピングパターンのホップの第1のグループは明示され、データ受信機は、第1のクラスのデータ、または、第1のクラスのデータのチャンネル符号化されたバージョンから、第1のホッピングパターンのホップの第2のグループを計算するように構成されており、第1のホッピングパターンのホップの第2のグループそれ自身は、第1のクラスのデータの少なくとも一部を符号化し、データ送信機は、ホップの第1のグループ、及びホップの第2のグループに従って、第1の複数のサブデータパケットを送信するように構成されている。
実施の形態では、データ送信機は、第1のクラスのデータ、または、第1のクラスのデータのチャンネル符号化されたバージョンから、第1のホッピングパターンを計算するように構成されており、それによって、第1のホッピングパターンの少なくとも一部それ自身が、第1のクラスのデータの少なくとも一部を符号化し、データ送信機は、データ受信機で同期するための同期信号に時間的に同期する、第1のホッピングパターンを送信するように構成されている。
実施の形態では、データ送信機は、第1のクラスのデータを得るために、エラーのない送信で、それぞれのサブデータパケットは、それ自身のために、受信機側で号化できるうにするために、かつエラーがない送信で、少なくとも2つのサブデータパケットの組み合わせを通じて、より高い符号化利得を達成するために、第1の複数のサブデータパケット上に、第1のクラスのデータを分割するように構成されている。
実施の形態では、データ送信機は、第1のクラスのデータをチャンネル符号化し、かつ第1のホッピングパターンを用いて、同じものを送信するように構成されており、データ送信機は、エラーのない送信で、サブデータパケットの第1のグループだけが、第1のクラスのデータの成功した復号化に必要とされるように、かつエラーのない送信で、サブデータパケットの第1のグループと、サブデータパケットの第2のグループの組み合わせを通じて、より高い符号化利得を達成するように、第1の複数のサブデータパケット上に第1のクラスのチャンネル符号化されたデータを分布させるように構成されており、サブデータパケットの第1のグループは、サブデータパケットの第2のグループよりも時間的に前に送信される。
実施の形態では、第1のクラスのデータは、コア情報及び拡張情報を備え、データ送信機は、サブデータパケットの第1のグループが、コア情報を備え、かつサブデータパケットの第2のグループが、拡張情報を備えるように、第1の複数のサブデータパケット上に第1のクラスのデータを分割するように構成されており、サブデータパケットの第1のグループは、サブデータパケットの第2のグループよりも時間的に前に送信される。
実施の形態では、データ送信機は、データ送信機のアドレス情報、または、そこから導出された情報を用いて、第1のホッピングパターンを計算するように構成されており、その結果、第1のホッピングパターンそれ自身は、データ送信機を識別する。
実施の形態では、データ送信機は、さらに、データ送信機の時間依存性の情報、または、イベント依存性情報を用いて、第1のホッピングパターンを計算するように構成されている。
実施の形態では、データ送信機は、データ受信機に、第1のホッピングパターンについての符号化された、または、暗号化された情報を、あらかじめ、送信するように構成されている。
実施の形態では、第1のホッピングパターンは、基地局によって、データ受信機に割り当てられる。
実施の形態では、データ送信機は、通信ネットワークの基地局から、通信ネットワークの範囲内で、データ送信機を明確に識別している、アドレス情報よりも短いアドレス情報を得て、かつ第1のホッピングパターンを伴って送信しているときには、同じものを用いるように構成されている。
実施の形態では、データ送信機は、短いアドレス情報から、第1のホッピングパターンを計算するように構成されており、それによって、第1のホッピングパターンそれ自身は、データ送信機を識別する。
実施の形態では、短いアドレス情報は、データ送信機のグループに割り当てられ、データ送信機のグループは、空間的に関連した領域に配置される。
実施の形態では、第1のクラスのデータは、センサ値から抽出された短い情報であり、及びセンサ値よりも短い。
実施の形態では、データ送信機は、あらかじめ、データ受信機に、短い情報を送信し、かつ短い情報と関連するセンサ値、または、短い情報と関連するセンサ値のグループを送信するように構成されている。
実施の形態では、第1のホッピングパターンは、使用の周波数、および/または、優先順位に従って、基地局によって、データ送信機に割り当てられる。
実施の形態では、第1のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットは、同じ時間間隔及び周波数間隔を備える。
実施の形態では、データ送信機は、第1のクラスのデータ、第1のクラス、データ送信機のアドレス情報、または、データ送信機の短いアドレス情報の少なくとも一部から、データ受信機で、第1の複数のサブデータパケットを同期するための同期シーケンスの少なくとも一部を計算するように構成されている。
実施の形態では、データ送信機は、第1のクラスのデータをチャンネル符号化するように構成され、かつ第1のホッピングパターンを用いて、同じものを送信するように構成されており、データ送信機は、第1のクラスのチャンネル符号化されたデータを第1の複数のサブデータパケット上に分布するように構成されており、エラーのない送信で、サブデータパケットの第1のグループだけが、第1のクラスのデータの成功した復号化のために必要とされ、データ送信機は、サブデータパケットの第2のグループとは異なったデータレートを有するサブデータパケットの第1のグループを送信するように構成されている。
実施の形態では、データ送信機は、エラーのある送信で、より高い符号化利得がサブデータパケットの第1のグループと、サブデータパケットの第2のグループの組み合わせを通じて達成されるように、第1の複数のサブデータパケット上に、第1のクラスのチャンネル符号化されるデータを分布するように構成されている。
実施の形態では、データ送信機は、第1のクラスのデータをチャンネル符号化し、かつ第1の複数のサブデータパケット上に同じものを分割するように構成されており、データ送信機は、サブデータパケットが送信されるデータレートを、連続的に増加し、または、減少するように構成されている。
実施の形態では、データ送信機は、第1の複数のサブデータパケットのサブデータパケットの長さが、送信されたサブデータパケットの数の増加に伴って、減少まは増加するように構成されている。
実施の形態では、送信電力は、基地局によってデータ送信機に明示され、または、データ送信機は、優先順位、または、チャンネル占有に応じた送信電力を選択するように構成されている。
さらなる実施の形態は、データをチャンネル符号化し、かつ複数のサブデータパケット上に同じものを分割し、かつホッピングパターンに従った第1の複数のサブデータパケットを送信するように構成されたデータ送信機を提供し、データ送信機は、エラーのない送信で、サブデータパケットの第1のグループだけが、データの成功した復号化のために必要とされるように、データをチャンネル符号化し、かつ複数のサブデータパケット上に同じものを分割するように構成され、サブデータパケットの第1のグループのサブデータパケットの間の送信休止は、サブデータパケットの第1のグループの後に送信された、サブデータパケットの第2のグループのサブデータパケットの間の送信休止よりもい。
実施の形態では、サブデータパケットの第1のグループ、または、第2のグループ、または、両方のグループのサブデータパケット間の送信休止は、送信されたサブデータパケットの数の増加に伴って、増加してもよい。
さらなる実施の形態は、複数のサブデータパケット上にデータを分割し、及び第1のホッピングパターンを用いて、複数のサブデータパケットを送信するように構成されたデータ送信機を提供し、データ送信機は、第2のホッピングパターンを用いて、複数のサブデータパケットを繰り返し送信するように構成されており、第1のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケット間の送信休止は、第2のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケット間の送信休止よりも小さい。
実施の形態では、第1のホッピングパターンは、2つの分離した周波数帯域の全体に広がっていてもよい。
実施の形態では、データ送信機は、2つの分離した周波数帯域で、2回、第1のホッピングパターンを用いて、データを送信するように構成されている。
実施の形態では、データ送信機は、2つの分離した周波数帯域で、第2のホッピングパターンを用いて、データを送信するように構成されている。
実施の形態では、データ送信機は、2つの分離した周波数帯域で、2回、第2のホッピングパターンを用いて、データを送信するように構成されている。
実施の形態では、データ送信機は、第1のホッピングパターンを用いて、かつ第2のホッピングパターンを繰り返し用いて、インターリーブ方法で、データを送信するように構成されており、第2のホッピングパターンに従って送信された、少なくとも、1つのサブデータパケットは、第1のホッピングパターンに従って送信された、2つのサブデータパケット間に配置される。
さらなる実施の形態は、データパケットを用いて、第1のクラスのデータを送信するように構成されているデータ送信機を提供し、かつデータ送信機は、複数のサブデータパケットを用いて、データを繰り返し送信するように構成されており、複数のサブデータパケットは、第1のホッピングパターンに従って送信される。
施の形態では、データ送信機は、さらなるデータパケットを用いて、第1のクラスのデータを繰り返し放射するように構成されている。
実施の形態では、データ送信機は、さらなるデータパケットを用いて、かつ複数のサブデータパケットを用いて、時間的なインターリーブ方法で、第1のクラスのデータを送信するように構成されており、それによ、さらなるデータパケットは、2つの複数のサブデータパケット間に、時間的に配置される。
実施の形態では、データ送信機は、データパケットの放射と複数のサブデータパケット間の時間間隔を選択してデータ受信機からの受信確認応答の受信が時間的間隔内で可能であるようなサイズを有するように構成されている。
実施の形態では、データ送信機は、第2の複数のサブデータパケット上に第2のクラスのデータを分割し、かつ第2のホッピングパターンを用いて、第2の複数のサブデータパケットを送信するように構成されており、第1のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットの間の送信休止は、第2のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットの間の送信休止よりも小さい。
実施の形態では、第1のホッピングパターンは、互いの時間がシフトした及び周波数がシフトしたバージョンの複数のホッピングパターンを備え、データ送信機は、複数のサブホッピングパターンに従った、第1の複数のサブデータパケットを送信するように構成されており、複数のサブホッピングパターンは、異なるサブホッピングパターンに割り当てられたサブデータパケットが交互に送信されるように、互いにインターリーブされる。
実施の形態では、データ送信機は、データ受信機で、第1の複数のサブデータパケットと、第2の複数のサブデータパケットを同期するための、同じ同期シーケンスを有する、第1の複数のサブデータパケット及び第2の複数のサブデータパケットを提供するように構成されている。
さらなる実施の形態は、第1のホッピングパターンを用いて、第1の複数のサブデータパケット上に分割されて、送信された第1のクラスのデータを受信するように構成されたデータ受信機を提供するように構成されており、データ受信機は、第2のホッピングパターンを用いて、第2の複数のサブデータパケット上に分割されて、送信された第2のクラスのデータを受信するように構成されており、第1のホッピングパターンに従って受信された、サブデータパケットの間の送信休止は、第2のホッピングパターンに従って受信された、サブデータパケットの間の送信休止よりも小さく、および/または、第1のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットは、第2のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットよりも短い。
実施の形態では、第1のクラスのデータは、第2のクラスのデータよりも、最大の送信間隔に関して、より高い優先順位および/またはより高い必要条件を備えてもよい。
実施の形態では、データ受信機は、第3のホッピングパターンを用いて、第3の複数のサブデータパケット上に分割されて、送信された第3のクラスのデータを受信するように構成されており、第2のホッピングパターンに従って受信されたサブデータパケットの送信休止は、第3のホッピングパターンに従って受信されたサブデータパケットの送信休止よりもい。
実施の形態では、第2のクラスのデータは、第3のクラスのデータよりも最大の送信間隔に関して、より高い優先順位と、および/または、より高い必要条件と、を備える。
実施の形態では、第1のクラスのデータまたは第1のクラスのデータを構成する第1のデータパケットは第1の複数のサブデータパケットの各々が第1のクラスのデータまたは第1のデータパケットの一部のみを構成するように、第1の複数のサブデータパケット上に分割されてもよく、ここで、データ受信機は、第1のクラスのデータを得るために、第1の複数のサブデータパケットを受信して結合するように構成されていてもよく、および/または、前記第2のクラスのデータまたは前記第2のクラスのデータを構成する第2のデータパケットが、第2の複数のサブデータパケットの各々が前記第2のクラスのデータまたは前記第2のデータパケットの一部のみを構成するように、前記第2のサブデータパケットの第2の複数のサブデータパケットに分割され、前記データ受信機は、前記第2のクラスのデータを得るために前記第2の複数のサブデータパケットを受信して組み合わされるように構成されている。
実施の形態では、第1の複数のサブデータパケットは、第2の複数のサブデータパケットである、より少ないサブデータパケットを備えていてもよい。
実施の形態では、第1のホッピングパターン、及び第2のホッピングパターンに従って送信された、サブデータパケットは、第1のホッピングパターンとともに送信された、サブデータパケットの同期シーケンスと、第2のホッピングパターンとともに送信された、サブデータパケットの同期シーケンスの間の時間間隔が同じになるように、同期シーケンスとともに、提供されてもよく、データ受信機は、同じ参照同期シーケンスを用いて、受信データストリーム中の、第1のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケット、及び第2のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットを検出するように構成されている。
実施の形態では、第1のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットは、第2のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットよりも長くてもよい。
実施の形態では、第1のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットは、第2のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットよりも、より広い周波数帯域の全体に分布してもよい。
実施の形態では、第1のクラスのデータは、第2のクラスのデータに比べて、より高いデータレート、または、異なった変調方法を用いて送信されてもよい。
実施の形態では、データ受信機は、第1のホッピングパターンを用いて、第1のクラスのデータの受信に時間的に同期する、第1のメッセージを送信するように構成されており、かつデータ受信機は、第2のホッピングパターンを用いて、第2のクラスのデータの受信に時間的に同期する、第2のメッセージを送信するように構成されており、第1のホッピングパターンと、第1のメッセージとの間の時間間隔は、第2のホッピングパターンと、第2のメッセージとの間の時間間隔よりも小さい。
実施の形態では、第1のメッセージは、第1のダウンリンク・ホッピングパターンに従って、複数のサブデータパケット上に分割されて、送信された、第1のダウンリンク・メッセージであり、第2のメッセージは、第2のダウンリンク・ホッピングパターンに従って、複数のサブデータパケット上に分割されて、送信された、第2のダウンリンク・メッセージであり、第1のダウンリンク・ホッピングパターンによって送信された、複数のサブデータパケット間の送信休止は、第2のダウンリンク・ホッピングパターンによって送信された、複数のサブデータパケット間の送信休止よりも短い。
実施の形態では、データ受信機は、第1のクラスのデータの成功した受信に応答して、第1のクラスのデータの成功した受信を示している受信の確認を送信するように構成されており、データ受信機は、第1のクラスのデータのためだけであり、第2のクラスのデータのためではなく、受信の確認を送信するように構成されている。
実施の形態では、データ受信機は、ホッピングパターンを用いて、
‐第1のホッピングパターンを用いる第1のクラスのデータ、
‐または、第2のホッピングパターンを用いている第2のクラスのデータ、
の受信に時間的に重複する、受信パターンの確認を送信するように構成されており、
それによって、第1のホッピングパターン、または、第2のホッピングパターンに従って送信された、少なくとも1つのサブデータパケットは、ホッピングパターンの2つのサブデータパケット間に配置されるように、受信の確認が送信される。
実施の形態では、データ受信機は、第1のホッピングパターンに従って、異なる周波数上の少なくとも2つのサブデータパケットを、完全に重複して、または、少なくとも部分的に時間的に重複して、受信するように構成されている。
実施の形態では、第1のホッピングパターンのホップの第1のグループのパターンが明示され、第1のホッピングパターンのホップの第2のグループのパターンは、第1のクラスのデータの少なくとも一部、または、第1のクラスのデータそれ自身のチャンネル符号化されたバージョンを符号化し、データ受信機は、第1のクラスのデータのチャンネル符号化されたバージョンの第1のクラスのデータの少なくとも一部を得るために、第1のホッピングパターンのホップの第2のグループのパターンを復号化するように構成されている。
実施の形態では、第1のホッピングパターンそれ自身は、第1のクラスのデータの少なくとも一部、または、第1のクラスのデータのチャンネル符号化されたバージョンを符号化してもよく、第1のホッピングパターンは、同期信号に時間的に同期して、送信され、データ受信機は、同期信号を用いて、受信データストリーム中の第1のホッピングパターンを検出するように構成されており、かつデータ受信機は、第1のクラスのデータの少なくとも一部、または、第1のクラスのデータのチャンネル符号化されたバージョンを得るために、第1のホッピングパターンそれ自身を復号化するように構成されている。
実施の形態では、第1のホッピングパターンそれ自身は、第1のクラスのデータの少なくとも一部、または、第1のクラスのデータのチャンネル符号化されたバージョンを号化してもよく、データ受信機は、仮説検定によって、受信データストリーム中の第1のホッピングパターンを検出するように構成されており、及びデータ受信機は、第1のクラスのデータの少なくとも一部、または、第1のクラスのデータのチャンネル符号化されたバージョンを得るために、第1のホッピングパターンそれ自身を復号化するように構成されている。
実施の形態では、第1のクラスのデータは、エラーのない送信で、第1のクラスのデータを得るために、それぞれのサブデータパケットが、それ自身に関して、受信機側で復号化され得るように、及びエラーのある送信で、より高い符号化利得を、少なくとも2つのサブデータパケットの組み合わせを通じて達成されるように、第1の複数のサブデータパケット上に分割させてもよく、データ受信機は、第1のクラスのデータを得るために、第1の複数のサブデータパケットの第1のサブデータパケットを復号化し、かつもし、第1のサブデータパケットを用いて、第1のクラスのデータ復号化に成功しなければ、より高い符号化利得を達成するために、第1の複数のサブデータパケットの少なくとも1つの第2のサブデータパケットと、第1のサブデータパケットを組み合わせるように、及び第1のクラスのデータを得るために、同じものを復号化するように構成されている。
実施の形態では、第1のクラスのデータは、チャンネル符号化されていてもよく、エラーのない送信で、サブデータパケットの第1のグループだけが、第1のクラスのデータの成功した復号化のために必要とされるように、及びエラーのある送信で、より高い符号化利得が、サブデータパケットの第1のグループ、及びサブデータパケットの第2のグループの組み合わせを通じて達成されるように、第1のクラスのチャンネル符号化されたデータは、第1の複数のサブデータパケット上に分布され、サブデータパケットの第1のグループは、サブデータパケットの第2のグループよりも、時間的に前に送信され、データ受信機は、第1のクラスのデータを得るために、サブデータパケットの第1のグループとともに受信されたチャンネル符号化されたデータの第1の部分を復号化し、かつ、第1のクラスのデータを復号化することが成功しなかった場合、より高い符号化利得を達成するために、サブデータパケットの少なくとも第2のグループとともに受信された、チャンネル符号化されたデータの少なくとも第2の部分をチャンネル符号化されたデータの第1の部分と組み合わせ、及び第1のクラスのデータを得るために、同じものを復号化するように構成されている。
実施の形態では、第1のクラスのデータは、コア情報及び拡張情報を備えていてもよく、第1のクラスのデータは、サブデータパケットの第1のグループが、コア情報を備え、かつサブデータパケットの第2のグループが、拡張情報を備えるように、第1の複数のサブデータパケット上に分割されており、サブデータパケットの第1のグループは、サブデータパケットの第2のグループよりも、時間的に前に送信され、データ受信機は、拡張情報よりも前にコア情報を得るために、サブデータパケットの第1のグループをまず受信して、サブデータパケットの第2のグループをその次に受信するように構成されている。
実施の形態では、第1のホッピングパターンは、データ送信機のアドレス情報、または、そこから導出された情報を用いて計算されてもよく、それによって、第1のホッピングパターンそれ自身が、データ送信機を識別し、データ受信機は、第1のホッピングパターンに基づいて、データ送信機を識別するように構成されている。
実施の形態では、第1のホッピングパターンは、データ送信機の時間依存性、または、むしろ依存性の情報を用いて、さらに計算されてもよく、時間依存性、または、むしろ依存性の情報は、データ受信機に知られており、複数のサブデータパケット、または、異なるデータパケットのうちの少なくとも1つで暗号化されて、送信される。
実施の形態では、データ受信機は、データ送信機から、あらかじめ、第1のホッピングパターンに関する符号化された、または、暗号化された情報を受信するように構成されている。
実施の形態では、データ受信機は、データ送信機に第1のホッピングパターンを割り当てるように構成されている。
実施の形態では、データ受信機は、データ送信機に、通信ネットワークの範囲内で、データ送信機を明確に識別しているアドレス情報よりも短い、短いアドレス情報を割り当てるように構成されており、データ受信機は、短い情報に基づいて、データ送信機を識別するように構成されていてもよい。
実施の形態では、第1のホッピングパターンは、短いアドレス情報から計算されてもよく、それによって、第1のホッピングパターンそれ自身は、データ送信機を識別し、データ受信機は、第1のホッピングパターンに基づいて、データ送信機を識別するように構成されていてもよい。
実施の形態では、データ受信機は、短いアドレス情報をデータ送信機のグループに割り当てるように構成されていてもよく、データ送信機のグループは、空間的に関連した領域に配置される。
実施の形態では、第1のクラスのデータは、センサ値から導出された短い情報であって、センサ値よりも短くてもよく、データ受信機は、短い情報を含む第1のクラスのデータを受信すると、すぐに、短い情報と、既知のセンサ値を関連付けるように構成されている。
実施の形態では、データ受信機は、あらかじめ、データ送信機から、短い情報、及び短い情報と関連付けられたセンサ値、または、短い情報と関連付けられたセンサ値のグループを受信するように構成されている。
実施の形態では、データ受信機は、使用周波数、および/または、優先順位に従って、データ送信機に、第1のホッピングパターンを割り当てるように構成されている。
実施の形態では、第1のホッピングパターン従って送信されたサブデータパケットは、同じ時間間隔と、周波数間隔とを備えていてもよい。
実施の形態では、データ受信機で、第1の複数のサブデータパケットを同期するための同期シーケンスの少なくとも一部は、第1のクラスのデータ、第1のクラス、データ送信機のアドレス情報、または、データ送信機の短いアドレス情報のうちの少なくとも一部から計算されてもよい。
実施の形態では、第1のクラスのデータは、エラーのない送信で、サブデータパケットの第1のグループだけが、第1のクラスのデータの成功した復号化のために必要とされるように、チャンネル符号化され、かつ第1の複数のサブデータパケット上に分布され、サブデータパケットの第1のグループは、サブデータパケットの第2のグループと比べて、異なるデータレートを用いて送信され、データ受信機は、第1のクラスのデータを得るために、サブデータパケットの第1のグループとともに受信されたチャンネル符号化されたデータの第1の部分を復号化し、かつ、第1のクラスのデータ復号化が成功しなかった場合、より高い符号化利得を達成するために、サブデータパケットの少なくとも1つの第2のグループとともに受信されたチャンネル符号化されたデータの少なくとも第2の部分をチャンネル符号化されたデータの第1の部分と組み合わせ、かつ第1のクラスのデータを得るために、同じものを復号化するように構成されている。
実施の形態では、第1のクラスのデータは、エラーのない送信で、サブデータパケットの第1のグループだけが、第1のクラスのデータの成功した復号化のために必要とされるように、及びエラーのある送信で、より高い符号化利得が、サブデータパケットの第1のグループとサブデータパケットの第2のグループの組み合わせを通じて達成されるように、チャンネル符号化され、かつ第1の複数のサブデータパケット上に分布され、データ受信機は、相互の情報の推定に基づいて、サブデータパケットの第1のグループが、第1のクラスのデータの成功した復号化のために十分であるかどうか、または、サブデータパケットの第1のグループとサブデータパケットの第2のグループの組み合わせが、第1のクラスのデータの成功した復号化のために必要とされるかどうかを決定するように構成されており、もし、相互の情報の推定は、サブデータパケットの第1のグループが、第1のクラスのデータの成功した復号化のために十分であることを示していれば、データ受信機は、第1のクラスのデータを得るために、サブデータパケットの第1のグループを復号化するように構成されており、もし、相互の情報の推定は、サブデータパケットの第1のグループとサブデータパケットの第2のグループの組み合わせが、第1のクラスのデータを成功した復号化のために必要であることを示していれば、データ受信機は、サブデータパケットの第1のグループとサブデータパケットの第2のグループを組み合わせ、及び同じものを復号化するように構成されている。
実施の形態では、第1のクラスのデータは、チャンネル符号化され、かつ第1の複数のサブデータパケット上に分割されてもよく、データ受信機は、サブデータパケットが受信される、データレートを連続して、増加、または、減少させるように構成されている。
実施の形態では、第1の複数のサブデータパケットのサブデータパケットの長さは、
送信されたサブデータパケットの数の増加とともに、減少、または、増加してもよい。
実施の形態では、データ受信機は、送信電力をデータ送信機に明示するように構成されている。
さらなる実施の形態では、チャンネル符号化されたデータを受信するためのデータ受信機を提供し、チャンネル符号化されたデータは、複数のサブデータパケット上に分割され、及びホッピングパターンに従って分布されて、送信され、データは、エラーのない送信で、サブデータパケットの第1のグループだけが、データの成功した復号化のために必要とされるように、チャンネル符号化され、かつ複数のサブデータパケット上に分割され、サブデータパケットの第1のグループのサブデータパケット間の送信休止は、サブデータパケットの第1のグループの後に送信された、サブデータパケットの第2のグループのサブデータパケットの間の送信休止よりも短く、データ受信機は、サブデータパケットの少なくとも1つの第1のグループを受信し、かつデータを得るために、サブデータパケットの第1のグループとともに受信されたチャンネル符号化されたデータの一部を復号化するように構成されている。
実施の形態では、データ受信機は、もし、データを復号化することが成功しなかった、より高い符号化利得を達成するために、サブデータパケットの少なくとも第2のグループとともに受信されたチャンネル符号化されたデータの少なくとも第2の部分をチャンネル符号化されたデータの第1の部分と組み合わせ、かつデータを得るために、同じものを復号化するように構成されている。
実施の形態では、サブデータパケットの第2のグループのサブデータパケットの間の送信休止だけが、送信されたサブデータパケットの数の増加とともに増加する。
さらなる実施の形態は、複数のサブデータパケット上に分割され、かつ第1のホッピングパターンを用いて、及び第2のホッピングパターンを繰り返し用いて送信された、データを受信するように構成されたデータ受信機を提供、第1のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケット間の送信休止は、第2のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケット間の送信休止よりも小さい。
実施の形態では、第1のホッピングパターンは、2つの分離した周波数帯域の全体に広がっていてもよい。
実施の形態では、データ受信機は、2つの分離した周波数帯域で、2回、第1のホッピングパターンを用いて、データを受信するように構成されている。
実施の形態では、データ受信機は、2つの分離した周波数帯域で、第2のホッピングパターンを用いて、データを受信するように構成されている。
実施の形態では、データ受信機は、2つの分離した周波数帯域で、2回、第2のホッピングパターンを用いて、データを受信するように構成されている。
実施の形態では、データ受信機は、第1のホッピングパターンを用いて、及び第2のホッピングパターンを繰り返し用いて、インターリーブされた方法で、データを受信するように構成されており、それによって、第2のホッピングパターンの少なくとも1つのホップは、第1のホッピングパターンの2つのホップ間に配置される。
さらなる実施の形態は、データパケットを用いて、送信された第1のクラスのデータを受信するように構成されたデータ受信機を提供、データ受信機は、第1のホッピングパターンに従って、複数のサブデータパケットを繰り返し用いて、送信されたデータを受信するように構成されている。
実施の形態では、データ受信機は、さらなるデータパケットを繰り返し用いて、第1のクラスのデータを受信するように、さらに構成されている。
実施の形態では、データ受信機は、さらなるデータパケットを用いて、及び複数のサブデータパケットを用いて、第1のクラスのデータを、時間的にインターリーブされた方法で、受信するように構成されており、それによって、さらなるデータパケットは、複数のサブデータパケットのうちの2つの間に時間的に配置される。
実施の形態では、データ受信機は、データパケットの受信と、複数のサブデータパケットの間の時間間隔中で受信の確認を送信するように構成されている。
実施の形態では、データ受信機は、ホッピングパターンを用いて、第2の複数のサブデータパケット上に分割されて、送信された、第2のクラスのデータを受信するように構成されており、第1のホッピングパターンに従って送信された2つのサブデータパケット間の送信休止は、第2のホッピングパターンに従って送信された2つのサブデータパケットの間の送信休止よりも小さい。
実施の形態では、第1のホッピングパターンは、互いの時間シフトした、および/または、周波数シフトしたバージョンである、複数のサブホッピングパターンを含んでいてもよく、データ受信機は、複数のサブホッピングパターンに従った、第1の複数のサブデータパケットを受信するように構成されており、複数のサブホッピングパターンは、異なるサブホッピングパターンに割り当てられたサブデータパケットが、交互に送信されるように、互いにインターリーブされている。
実施の形態では、第1の複数のサブデータパケット、及び第2の複数のサブデータパケットは、データ受信機で、第1の複数のサブデータパケットと、第2の複数のサブデータパケットを同期するための、同じ同期シーケンスを用いて提供されてもよく、データ受信機は、受信データストリーム中で、同じ参照同期シーケンスを用いて、第1のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケット、及び第2のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットを検出するように構成されている。
さらなる実施の形態は、データ送信機からデータ受信機にデータを送信する方法を提供
する。方法は、データ送信機からデータ受信機に第1のクラスのデータを送信するステップを含み、第1のクラスのデータは、第1のホッピングパターンを用いて、第1の複数のサブデータパケット上に分割されて、送信される。さらに、方法は、データ送信機、または、異なるデータ送信機からデータ受信機に、第2のクラスのデータを送信するステップを含み、第2のクラスのデータは、第2のホッピングパターンを用いて、第2の複数のサブデータパケット上に分割されて、送信され、第1のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケット間の送信休止は、第2のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケット間の送信休止よりも小さく、および/または第1のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットは、第2のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットよりも短い。
さらなる実施の形態は、複数のサブデータパケット上に分割されたデータを、ホッピングパターンに従って、時間、および/または、周波数に分布して、送信するように構成された、データ送信機を提供し、ホッピングパターンは、時間ホッピングパターン、周波数ホッピングパターン、または、時間ホッピングパターン及び周波数ホッピングパターンの組み合わせであり、時間ホッピングパターンは、以下の表で示される、24ホップを有する、時間ホッピングパターンであり、
Figure 0007303190000001
表中の行は、時間ホッピングパターンであり、表中列は、第2のホップから始まる時間ホッピングパターンのホップであり、それによって、それぞれの時間ホッピングパターンは、24ホップを備え、前記表中セルは、-好ましくは、複数の - シンボル持続期間中の、すぐ次のホップの同じ参照ポイントに至るまでのそれぞれのホップの参照ポイントの時間間隔を示しており、
周波数ホッピングパターンは、以下の表で示される、24ホップを有する、周波数ホッピングパターンであり、
Figure 0007303190000002
表中の行は、周波数ホッピングパターンであり、表中列は、周波数ホッピングパターンのホップであり、表の中のそれぞれのセルは、UCG_C0からUCG_C23のキャリア中の周波数ホッピングパターンのそれぞれのホップの送信周波数を示している。
さらなる実施の形態は、複数のサブデータパケット上に分割されホッピングパターンに従って、時間、および/または、周波数に分布して送信されたデータを受信するように構成された、データ受信機を提供し、ホッピングパターンは、時間ホッピングパターン、周波数ホッピングパターン、または、時間ホッピングパターン及び前記周波数ホッピングパターンの組み合わせであり、時間ホッピングパターンは、以下の表で示される、24ホップを有する、時間ホッピングパターンであり、
Figure 0007303190000003
表中の行は、時間ホッピングパターンであり、表中列は、第2のホップから始まっている時間ホッピングパターンのホップであり、それによって、時間ホッピングパターンは、24ホップを備え、表の中のそれぞれのセルは、-好ましくは、複数の- シンボル持続期間中の、すぐ次のホップの同じ参照ポイントに至るまでのそれぞれのホップの参照ポイントの時間間隔を示しており、
周波数ホッピングパターンは、以下の表で示される、24ホップを有する、周波数ホッピングパターンであり、
Figure 0007303190000004
表中の行は、周波数ホッピングパターンであり、表中列は、周波数ホッピングパターンのホップであり、表中セルは、UCG_C0からUCG_C23のキャリア中の周波数ホッピングパターンのそれぞれのホップの送信周波数を示している。
さらなる実施の形態は、ホッピングパターンを用いるデータ送信の方法を提供し、ホッピングパターンは、時間ホッピングパターン、周波数ホッピングパターン、または、時間ホッピングパターン及び周波数ホッピングパターンの組み合わせであり、時間ホッピングパターンは、以下の表で示される、24ホップを有する、時間ホッピングパターンであり、
Figure 0007303190000005
表中の行は、時間ホッピングパターンであり、表中列は、第2のホップから始まる時間ホッピングパターンのホップであり、それによって、時間ホッピングパターンは、24ホップを備え、表の中のそれぞれのセルは、-好ましくは、複数の- シンボル持続期間中の、すぐ次のホップの同じ参照ポイントに至るまでのそれぞれのホップの参照ポイントの時間間隔を示しており、
周波数ホッピングパターンは、以下の表で示される、24ホップを有する、周波数ホッピングパターンであり、
Figure 0007303190000006
表中の行は、周波数ホッピングパターンであり、表中列は、周波数ホッピングパターンのホップであり、表中のそれぞれのセルは、UCG_C0からUCG_C23のキャリア中の周波数ホッピングパターンのそれぞれのホップの送信周波数を示している。
さらなる実施の形態は、ホッピングパターンを用いるデータ受信の方法を提供し、ホッピングパターンは、時間ホッピングパターン、周波数ホッピングパターン、または、時間ホッピングパターン及び周波数ホッピングパターンの組み合わせであり、時間ホッピングパターンは、以下の表で示される、24ホップを有する、時間ホッピングパターンであり、
Figure 0007303190000007
表中の行は、時間ホッピングパターンであり、表中各列は、第2のホップから始まっている時間ホッピングパターンのホップであり、それによって、それぞれの時間ホッピングパターンは、24ホップを備え、表の中のそれぞれのセルは、-好ましくは、複数の- シンボル持続期間中の、すぐ次のホップの同じ参照ポイントに至るまでのそれぞれのホップの参照ポイントの時間間隔を示しており、
周波数ホッピングパターンは、以下の表で示される、24ホップを有する、周波数ホッピングパターンであり、
Figure 0007303190000008
表中の行は、周波数ホッピングパターンであり、表中列は、周波数ホッピングパターンのホップであり、表中のそれぞれのセルは、UCG_C0からUCG_C23のキャリア中の周波数ホッピングパターンの前記それぞれのホップの送信周波数を示している
本願発明の実施の形態は、添付図面を参照しながら、さらなる詳細が記述される。
図1は、データ送信機、及びデータ受信機を有するシステムの概略ブロック回路図を示している。 図2は、時間/周波数ホッピングパターンに従った、複数のサブデータパケットの送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示している。 図3aは、第1のホッピングパターンに従って、時間、及び周波数に分布した第1の複数のサブデータパケットの送信における送信チャンネルでの例示的な占有を図中に示している。 図3bは、第2のホッピングパターンに従って、時間、及び周波数に分布した第2の複数のサブデータパケットの送信における送信チャンネルでの例示的な占有を図中に示している。 図4aは、第1のホッピングパターンに従って、時間、及び周波数に分布した第1の複数のサブデータパケットの送信における送信チャンネルでの例示的な占有を図中に示している。 図4bは、第2のホッピングパターンに従って、時間、及び周波数に分布した第2の複数のサブデータパケットの送信における送信チャンネルでの例示的な占有を図中に示している。 図5は、複数のサブデータパケットにより、チャンネル符号化されたデータの送信での、送信チャンネルの例示的な占有を図中に示しており、サブデータパケットの第1のグループのサブデータパケット間の送信休止は、サブデータパケットの第2のグループのサブデータパケット間の送信休止よりもい。 図6は、複数のサブデータパケットにより、チャンネル符号化されたデータの送信における送信チャンネルでの例示的な占有を図中に示しており、サブデータパケットの第1のグループのサブデータパケット間の送信休止は、サブデータパケットの第2のグループのサブデータパケット間の送信休止よりもく、かつサブデータパケットの第2のグループのサブデータパケット間の送信休止は、送信されたサブデータパケット数の増加とともに、増加する。 図7は、第1のホッピングパターンを用い、かつ第2のホッピングパターンを繰り返し用いる、複数のサブデータパケットによって、チャンネル符号化されたデータの送信における送信チャンネルの例示的な占有を図中に示している。 図8は、2つの分離した周波数帯域に広がるホッピングパターンを用いる、複数のサブデータパケットの送信での送信チャンネルの例示的な占有率を図中に示している。 図9は、2つの分離した周波数帯域で、2回、第1のホッピングパターンを用いており、かつ2つの分離した周波数帯域で、2回、第2のホッピングパターンを繰り返し用いている、複数のサブデータパケットの送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示している。 図10は、第1のホッピングパターンを用いており、かつ第2のホッピングパターンを繰り返し用いている、複数のサブデータパケットの送信での、送信チャンネルの例示的な占有を図中に示しており、第1のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットは、第2のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットの間に配置される。 図11は、第2のホッピングパターンに従った、第2の複数のサブデータパケットの送信に時間的に同期した第2のダウンリンク・メッセージの送信での送信チャンネルの占有に対する、第1のホッピングパターンに従った、第1の複数のサブデータパケットの送信に時間的に同期した第1のダウンリンク・メッセージの送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示している。 図12は、第2のホッピングパターンに従った、第1の複数のサブデータパケットの送信の時間的に後に、複数のサブデータパケット上に分割された受信の確認の送信での送信チャンネルの占有に対する、第2のホッピングパターンに従った、第1の複数のサブデータパケットの送信を伴う、時間的にインターリーブされた、複数のサブデータパケット上に分割された受信の確認の送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示している。 図13は、第1のホッピングパターンに従った、第1の複数のサブデータパケットの送信、第2のホッピングパターンに従った、第2の複数のサブデータパケットの送信、及び第2のホッピングパターンに従った、第2の複数のサブデータパケットの送信を伴う、時間的にインターリーブされた、複数のサブデータパケット上に分割された、受信の確認の送信での、送信チャンネルの例示的な占有を図中に示している。 図14は、サブデータパケットが、異なる周波数で、完全に時間的に重複するように、時間、及び周波数に分布した、第1のホッピングパターンに従った、第1の複数のサブデータパケットの送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示している。 図15は、サブデータパケット162が、異なる周波数で、部分的に重複するように、時間、及び周波数に分布した、第1のホッピングパターンに従った、第1の複数のサブデータパケットの送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示している。 図16は、データパケットを用い、かつ時間、及び周波数に分布した第1のホッピングパターンに従った、複数のサブデータパケットを繰り返し用いて、第1のクラスのデータの送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示している。 図17は、データパケットを用いており、及びさらなるデータパケットを繰り返し用いており、及びホッピングパターンに従って、時間、及び周波数に分布した、複数のサブデータパケットを繰り返し用いている、第1のクラスのデータの送信での送信チャンネルの占有を図中に示しており、データパケット、及び複数のサブデータパケットは、さらなるデータパケットが、2つの複数のサブデータパケット間に時間的に配置されるように、インターリーブされる。 図18は、データパケットを用い、かつ第1のホッピングパターンに従って、時間、及び周波数に分布した、複数のサブデータパケットを繰り返し用いている第1のクラスのデータの送信、及びデータパケットと、複数のサブデータパケットの間の時間間隔内の受信の確認の送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示している。 図19aは、同期信号に時間的に同期した、第1のホッピングパターンに従って、時間、及び周波数に分布した、第1の複数のサブデータパケットの送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示している。 図19bは、第1のグループのホップ、及び第2のグループのホップを用いて、ホッピングパターンに従った、第1の複数のサブデータパケットの送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示しており、第1のグループのホップは明示され、かつ第2のグループのホップは、第1のクラスのデータ、または、第1のクラスのデータのチャンネル符号化されたバージョンから計算される。 図20は、第1のホッピングパターンに従って、時間、及び周波数に分布した、第1の複数のサブデータパケットの送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示しており、エラーのない送信で、それ自身のためのそれぞれのサブデータパケットは、受信機側で復号化されてもよい。 図21は、第1のホッピングパターンに従って、時間、及び周波数に分布した、第1の複数のサブデータパケットの送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示しており、第1のクラスのチャンネル符号化されたデータは、エラーのない送信で、サブデータパケットのそれぞれのグループは、第1のクラスのデータを得るために、それ自身のために取得され、復号化されてもよいように、複数のサブデータパケット上に分布される。 図22は、第1のホッピングパターンに従って、時間、及び周波数に分布した、第1の複数のサブデータパケットの送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示しており、第1のクラスのチャンネル符号化されたデータは、サブデータパケットの第1のグループが、第1の符号化している多項式(多項式0)に従ったチャンネル符号化されたデータを備えるように、及びサブデータパケットの第2のグループが、複数の符号化多項式(多項式1、及び多項式2)に従ったチャンネル符号化されたデータを備えるように、第1の複数のサブデータパケット上に分布される。 図23は、第1のホッピングパターンに従って、時間、及び周波数に分布した、第1の複数のサブデータパケットの送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示しており、サブデータパケットの第1のグループは、コア情報を備えており、サブデータパケットの第2のグループは、拡張情報を備えており、サブデータパケットの第1のグループは、サブデータパケットの第2のグループよりも、時間的に前に送信される。 図24は、第1のホッピングパターンに従って、時間、及び周波数に分布した、第1の複数のサブデータパケットの送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示しており、ホッピングパターンのホップの第1のグループは、データ送信機を識別する。 図25は、第1のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットが、それぞれに関して、同じ時間間隔及び周波数間隔を備えるように、第1のホッピングパターンに従って、時間、及び周波数に分布した、第1の複数のサブデータパケットの送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示している。 図26は、第1のホッピングパターンに従って、時間、及び周波数に分布した、第1の複数のサブデータパケットの送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示している。 図27は、第1のホッピングパターンに従って、時間、及び周波数に分布された、第1の複数のサブデータパケットの送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示している。 図28は、第1のホッピングパターンに従って、時間、及び周波数に分布された、第1の複数のサブデータパケットの送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示しており、サブデータパケットの長さは、送信されたサブデータパケット数の増加に伴って減少する。 図29は、実施の形態に従った、ホッピングパターンのセットを生成する方法のフロー図を示している。 図30は、実施の形態に従った、ホッピングパターンの2つのセットを生成する方法のフロー図を示している。 図31aは、TSMAホッピングパターンを有するフレームの構造を図中に示している。 図31bは、2つの周波数チャンネル、及び第1のホッピングパターン、及び第2のホッピングパターンによって、データの送信が繰り返されている中での占有を図の中に示している。 図32は、TSMAホッピングパターンの構造の概略図を図中に示している。 図33aは、周波数、及び時間の全体に適用される、明示された自己相関特性を備えるホッピングパターンの自己相関関数のメイン、及びサイド最大値を図中に示している。 図33bは、周波数、及び時間の全体に適用される、明示された自己相関特性を備えないホッピングパターンの自己相関関数のメイン、及びサイド最大値を図中に示している。 図34aは、周波数、及び時間の全体に適用される、明示された相互相関特性を備える、2つのホッピングパターンの相互相関関数のメイン、及びサイド最大値を図中に示している。 図34aは、周波数、及び時間の全体に適用される、明示された相互相関特性を備えない、2つのホッピングパターンの相互相関関数メイン、及びサイド最大値を図中に示している。 図35は、実施の形態に従った、ホッピングパターンを生成する方法のフロー図を示している。 図36は、第1のホッピングパターンに従って、周波数、及び時間に分布した、第1の複数のサブデータパケットの送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示している。 図37は、実施の形態に従った、低遅延周波数ホッピングパターンの定義を表中に示している。 図38は、実施の形態に従った、低遅延時間ホッピングパターンの定義を表中に示している。
本願発明の実施の形態の以降の記述では、同じ要素、または、同じ効果を有する要素は、図中で、同じ参照番号で与えられ、それによって、それらの記述は、交換可能である。
前に、本願発明の実施の形態は、詳細に記述されており、図1、及び2は、発明に基づく通信システムをさらに詳細にまず記述するために例示的に用いられ、前記通信システムは、最大の送信持続時間に関して、より高い優先順位、および/または、より高い必要性のデータのためのモードによって、拡張されるようになる。しかしながら、図1、及び2に基づいて記述された通信システムは、例として、説明され、または、記述されているだけであり、制限するものとして解釈されてはならないことに注意すべきである。むしろ、通信システムは、単純かつ分かりやすい方法で、基礎になる原理を説明するために、より高度に抽象化した形式で図示されている。
図1は、図1は、データ送信機100、及びデータ受信機110を有する例示的な通信システムの概略ブロック回路図を示している。
データ送信機100は、複数のサブデータパケット142上にデータ120(または、データ120を有するデータパケット)を分割し、かつホッピングパターン140を用いて、時間、および/または、周波数で分布した複数のサブデータパケット142を送信するように構成されている。
データ受信機110は、複数のサブデータパケット上に分割され、かつホッピングパターン140に従って、時間、および/または、周波数に分布して、送信されたデータを得るために、複数のサブデータパケット142を受信するように構成できる。
図1に例示的に示されているように、データ送信機100は、データ120を送信するように構成されている送信ユニット(または、送信モジュール、または、送信機)102を備えてもよい。送信ユニット102は、データ送信機100のアンテナ104に接続されてもよい。データ送信機100は、さらに、データを受信するように構成された、受信ユニット(または、受信モジュール、または、受信機)106を備えてもよい。受信ユニット106は、アンテナ104、または、データ送信機100の、さらなる(分離した)アンテナと接続されてもよい。データ送信機100は、また、組み合わされた、送信/受信ユニット(送受信機)も備えていてもよい。
データ受信機110は、データ120を受信するように構成された、受信ユニット(または、受信モジュール、または、受信機)116を備えていてもよい。受信ユニット116は、データ受信機110のアンテナ114と接続されていてもよい。さらに、データ受信機110は、データを送信するように構成された、送信ユニット(送信モジュール、または、送信機)112を備えていてもよい。送信ユニット112は、アンテナ114、または、データ受信機110のさらなる(分離した)アンテナと接続されていてもよい。データ受信機110は、また、組み合わされた、送信/受信ユニット(送受信機)を備えていてもよい。
実施の形態では、データ送信機100は、センサノードであってもよく、これに対して、データ受信機110は、基地局であってもよい。一般的に、通信システムは、少なくとも1つのデータ受信機110(基地局)、及び多数のデータ送信機(センサノード、例えば、熱量計)を含む。もちろん、データ送信機100は、基地局であり、これに対して、データ受信機110は、センサノードであることも可能である。さらに、データ送信機100、及びデータ受信機110は、センサノードであることが可能である。さらに、データ送信機100、及びデータ受信機110は、基地局であることが可能である。
データ送信機100、及びデータ受信機110は、電文分割方法(TS方法)を用いて、それぞれのデータ120を送信、及び受信するように構成されていてもよい。ここに、電文、または、データパケット、120は、複数のサブデータパケット(または、部分的なデータパケット、または、部分的なパケット)142に分割され、サブデータパケット142は、データ送信機100からデータ受信機110まで、ホッピングパターン140に従って、時間、および/または周波数に分布されて送信され、データ受信機110は、データパケット120を得るために、サブデータパケットを再結合する(または、組み合わせる)。サブデータパケット142は、それぞれ、データパケット120の一部だけを含んでいてもよく、それによって、サブデータパケット142は、それぞれ、データパケット120だけを含んでいてもよく、それによって、サブデータパケット142は、それぞれ、データパケット120よりも短い。データパケット120は、さらにチャンネル符号化されていてもよく、それによって、すべてのサブデータパケット142は、データパケット120のエラーのない復号化のためには、必要とはされないが、サブデータパケット142の一部のみは必要とされる。
上述のように、複数のサブデータパケット142の時間的な分布は、時間、および/または、周波数ホッピングパターンに従って実行されてもよい。
時間ホッピングパターンは、サブデータパケットが送信される送信時間、または、送信時間間隔(ホップ)のシーケンスを示していてもよい。例えば、第1のサブデータパケットは、第1の送信時間で(または、第1の送信時間スロット内に)送信されてもよく、及び第2のサブデータパケットは、第2の送信時間で(または、送信時間スロット内に)送信されてもよく、第1の送信時間と、第2の送信時間は異なる。時間ホッピングパターンは、第1の送信時間、及び第2の送信時間を定義しても(または明示、または、示しても)よい。代わりに、時間ホッピングパターンは、第1の送信時間、及び第1の送信時間と第2の送信時間間の時間間隔を示してもよい。もちろん、時間ホッピングパターンは、また、第1の送信時間と第2の送信時間間の時間間隔のみを示していてもよい。送信が起きない送信休止は、サブデータパケットの間で存在していてもよい。サブデータパケットは、また、互いに、時間的に重複(一致)してもよい。
周波数ホッピングパターンは、サブデータパケットが送信された、送信周波数のシーケンス、または、送信周波数ホップを示していてもよい。例えば、第1のサブデータパケットは、第1の送信周波数(または第1の送信周波数チャンネル)で、送信されてもよく、及び第2のサブデータパケットは、第2の送信周波数(または第2の送信周波数チャンネル)で、送信されてもよく、第1の送信周波数と、第2の送信周波数は異なる。周波数ホッピングパターンは、第1の送信周波数、及び第2の送信周波数を定義しても(明示、または、示しても)よい。代わりに、周波数ホッピングパターンは、第1の送信周波数、及び第1の送信周波数と第2の送信周波数の間の周波数間隔(送信周波数ホップ)を示してもよい。もちろん、周波数ホッピングパターンは、また、第1の送信周波数と、第2の送信周波数の間の周波数間隔(送信周波数ホップ)のみを示していてもよい。
もちろん、複数のサブデータパケット142は、データ送信機100からデータ受信機110に、時間、及び周波数の両方に分布して、送信されてもよい。複数のサブデータパケットの時間、及び周波数内への分布は、時間/周波数ホッピングパターンに従って実行されてもよい。時間/周波数ホッピングパターンは、時間ホッピングパターンと、周波数ホッピングパターンの組み合わせ、すなわち、サブデータパケットが送信された、送信時間、または送信時間間隔のシーケンスであってもよく、送信周波数(または、送信周波数ホップ)は、送信時間(または、送信時間間隔)に割り当てられていてもよい。
時間/周波数ホッピングパターンは、複数のホップを備えていてもよく、複数のホップのそれぞれは、送信されてもよい、複数のサブデータパケット142に従った、送信時間、または、送信周波数(または、送信時間ホップ、または、送信周波数ホップ)を示す。
図2は、時間/周波数ホッピングパターンに従った、複数のサブデータパケット142の送信での、送信チャンネルの例示的な占有を図中に示している。ここで、縦座標は周波数を示し、横座標は時間を示す。
図2で分かるように、データパケット120は、サブデータパケット142上に、例示的に、n=7で分割されていてもよく、データ送信機100からデータ受信機110に、時間/周波数ホッピングパターンに従って、時間、及び周波数に分布されて、送信されてもよい。
図2でさらに分かるように、同期シーケンス144は、また、複数のサブデータパケット142上に分割されてもよく、それによって、データ(図2中のデータシンボル)146と比べて、複数のサブデータパケット142は、それぞれ、同期シーケンス(図2中の同期シンボル)144の一部を含む。
以下では、データ送信機100、及びデータ受信機110の詳細な実施の形態が、より詳細に記述される。
1.ホッピングパターンの異なるクラス
現在まで、システムのすべてのホッピングパターンが、開発されてきて、それによって、それらは、ほぼ同じ遅延時間を有する。そのため、特定の適用のために、より短い遅延を達成することは可能ではなく、そしてそれは、これらの適用が、どのようなシステムでも用いることができない理由である。
1.1.サブデータパケット間の休止の減少
実施の形態では、データ送信機100は、第1の複数のサブデータパケット162上に第1のクラスのデータを分割し、かつ第1のホッピングパターン160を用いて、第1の複数のサブデータパケット162を送信するように構成されてもよく、データ送信機100は、第2の複数のサブデータパケット142上に第2のクラスのデータを分割し、かつ第2のホッピングパターン140を用いて、第2の複数のサブデータパケット142を送信するように構成されており、第1のホッピングパターン160に従って送信されたサブデータパケット162間の送信休止は、第2のホッピングパターン140に従って送信されたサブデータパケット142間の送信休止よりもい。
それに応じて、データ受信機110は、第1のホッピングパターン160を用いて、第1の複数のサブデータパケット162上に分割されて、送信された第1のクラスのデータを受信するように構成されてもよく、データ受信機110は、第2のホッピングパターン140を用いて、第2の複数のサブデータパケット142上に分割されて、送信された第2のクラスのデータを受信するように構成されてもよく、第1のホッピングパターン160に従って受信されたサブデータパケット162間の送信休止は、第2のホッピングパターン140に従って受信されたサブデータパケット142間の送信休止よりもい。
実施の形態では、第1のクラスのデータは、第2のクラスのデータよりも、最大の送信継続時間に関して、より高い優先順位および/またはより高い必要条件と、を備えてもよい。
図3aは、第1のホッピングパターン140に従った、第1の複数のサブデータパケット142の送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示しており、それに対して、図3bは、第2のホッピングパターン160に従った、第2の複数のサブデータパケット162の送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示している。図3aと図3bを比較すると、第1のホッピングパターン160に従って送信された、サブデータパケット162間の送信休止は、第2のホッピングパターン140に従って送信された、サブデータパケット142間の送信休止よりもいことが分かる。換言すれば、図3a及び3bは、休止の減少を伴うホッピングパターンの異なるクラスの間の比較を示している。
このように、実施の形態では、セクション1の問題を解決するために、異なる遅延を有するホッピングパターンの異なるクラスが定義されてもよい。ここで、低遅延(低い遅延モード)を有するパターンは、平均して、より高い遅延を有するサブパケットよりも、サブパケット間のより短い休止を備える。メッセージの適用、または、緊急性に応じて、送信機100は、一致するクラスから、パターンを選択する。
受信機は、ホッピングパターンの(すべての)異なるクラスを検出し、及び受信してもよいように、構成されていてもよい。この目標を達成するために、少なくとも部分的な並列処理が必要とされる。それぞれのサブパケット中のパイロットシーケンスは、すべてのホッピングパターンクラスのために同じであるとの仮定の下では、もし、ホッピングパターンの1つのクラスだけが用いられることと比較すると、ホッピングパターンの検出の同じ総数のための計算の成果は高くはない。
この場合には、受信機110は、すべてのクラス(及びホッピングパターン)について共通な、サブパケット相関(または、部分的なパイロットシーケンス相関)を最初に実行してもよい。次に、相関(または、類似する方法のどれでも)は、合計結果を得るために、サブパケット相関の結果を経由して、ホッピングパターン160、及び140のために、分離して実行されてもよい。
図3a及び3bは、異なるクラスからのホッピングパターン160と140の間の比較を例示的に示している。図3aのホッピングパターン140は、遅延を犠牲にして、高い送信信頼度のために最適化された、従来のクラスを表している。図3bのホッピングパターン160は、十分にい遅延を有しており、かつしたがって、時間的に緊急性を要するアプリケーションのために用いられる。
もし、2つ以上のクラスが定義されると、送信機は、アプリケーションに応じて必要とされる遅延に従った、対応するクラスを選択してもよい。しかしながら、低遅延を伴うホッピングパターンのデメリットは、送信機での低い干渉ロバスト性である。したがって、パケットエラーは、送信機中で、高い遅延を有するパターンの中よりも、低い遅延を有するパターンのために、よりしばしば起きる(以下のアイデアは、この問題を解決するために示される)。
実施の形態では、データ送信機側で、ホッピングパターンの異なるクラスが用いられてもよく、そしてそれは、アプリケーションに応じて選択されてもよい。
実施の形態では、受信機側のデータに関して、クラスの異なるホッピングパターンの少なくとも部分的な並列検出が実行されてもよい。
1.2.サブデータパケット数の減少
特定の環境の下で、セクション1.1の実施の形態は、新しいホッピングパターンが設計されなければならないというデメリットがあり、そしてそれは、追加的に受信機によって検出されなければならない。これは、もし、限定された計算能力だけが受信機で利用可能であれば、特に問題である。
したがって、実施の形態では、第1の複数のサブデータパケット162は、第2の複数のサブデータパケット142よりも、より少ないサブデータパケットを備えてもよく、第1のホッピングパターン160に従って送信された、サブデータパケット162は、オプションで、第2のホッピングパターン140に従って送信されたサブデータパケット142よりも、より長くてもよい。
実施の形態では、第1のホッピングパターン160、および/または、第2のホッピングパターン140に従って送信されたサブデータパケットは、第1のホッピングパターン160とともに送信されたサブデータパケット162の同期シーケンスと、第2のホッピングパターン140とともに送信されたサブデータパケット142の同期シーケンスとの間の時間間隔が同じになるように、同期シーケンスとともに提供されてもよい。
サブデータパケット162の間の休止を減少させる代わりに、より少ないサブデータパケットが用いられてもよく、かつそれらの長さを増加してもよい。これは、同じ検出は、ホッピングパターンの両方の(または、いくつかの)クラスのために用いられてもよい(同期シーケンスの間隔は同じままである状況で)。低遅延を有するホッピングパターンクラスの場合には、検出は、オプションで、第1のホップだけを経由して、実行されてもよい。
図4aは、第1のホッピングパターン140に従った、第1の複数のサブデータパケット142の送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示しており、それに対して、図4bは、第2のホッピングパターン160に従った、第2の複数のサブデータパケット162の送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示している。換言すれば、図4a及び図4bは、通常モードのホッピングパターン(高い遅延を有する)、及び低遅延のクラスからのホッピングパターンの比較を示している。より少ないサブデータパケットを有する、同じ量のデータを送信するために、サブデータパケットの長さは増加していた。
実施の形態では、データ送信機側で、サブデータパケットの長さは、用いられるホッピングパターンのクラスに依存してもよい。適用に従って、サブデータパケットの長い長さは、短い遅延のために選択されてもよい。
実施の形態では、データ受信機側で、クラスの異なるホッピングパターンの検出はアルゴリズムの組み合わせで実行されてもよい。
1.3.低遅延モードでの帯域の増加
確実な状況下で、セクション1.1及び1.2の2つの先の実施の形態は、休止、または、サブデータパケットの数の減少のために干渉ロバスト性が減少するというデメリットを有する。
この問題に対処するために、信号の帯域は、増加されてもよい。これにより、干渉も帯域制限されているため、外部の干渉が複数のサブパケットを破壊する可能性が低くなり、帯域幅の増加により、干渉が電文と同じ帯域内に部分的にしか存在しない可能性が高くなる。
送信の帯域幅を拡大することは、最初に、帯域幅も増加させて、干渉が入ることが可能になる。使用されている帯域幅全体で干渉を均等に利用しているため、この状況では、したがって、メリットはない。しかしながら、送信は、いつも、いわゆるISM帯域で起きており、帯域における最大のチャンネル占有が、先に記述されている。しかしながら、異なる帯域のための異なった最大の許可されたチャンネル占有が存在する。チャンネル占有率の異なる複数(少なくとも2つ)の帯域が転送に使用されるような幅を持つようにホッピングパターンを選択すると、干渉のチャンネル占有が帯域内で異なる高さにあるため、干渉ロバスト性の点で有利になる。
特定の状況下で、セクション1.1でのように、低遅延モードの帯域幅のみの増加は、異なるモードのための検出は、分離して実行されなければならないという、デメリットを有するが、しかしながら、外部、及び内部の干渉に対する干渉ロバスト性は増加する。通常モードの帯域幅も増加する場合、検出の組み合わせは、さらに、セクション1.2を用いて、実行されてもよい。この場合には、内部干渉ロバスト性は、すべての送信機が通常モードで送信しているときには、同じである。
実施の形態では、データ送信機側で、ホッピングパターンの異なるクラスの帯域幅は、変化してもよい。
実施の形態では、データ受信機側で、クラスの異なるホッピングパターンの検出は、異なる帯域の全体で実行されてもよい。
1.4.異なるデータレート、または、異なる変調方法の使用
セクション1.3の実施の形態に類似する(または、組合わされた)、より高いデータレート、または、異なる変調方法は、低遅延モードでの送信で用いられてもよい。理想的には、データレートは、送信の継続時間を減少させて、サブデータパケットの間の休止をより長くする結果にして、及びしたがって、干渉に対する送信信頼度を増加させるために、増加される。
もし変調タイプが変化すれば、送信の継続時間は、もし可能であれば、減少されるべきである(例えば、BPSKの代わりのQPSK)。
使用される、データレート、または、変調タイプに関する決定は、優先順位に基づくアプリケーション、及びメッセージの必要とされる遅延によって、行われてもよい。
実施の形態では、データ送信機側で、ホッピングパターンの異なるクラスのデータレート、または、変調タイプは、変化してもよい。
実施の形態では、データ受信機側で、異なるホッピングパターンのクラスの決定は、異なるデータレートおよび/または変調タイプの全体で実行されてもよい。
2.通常及び低遅延ホッピングパターンの組み合わせ
実施の形態では、データ送信機100は、データをチャンネル符号化し、かつ同じものを複数のサブデータパケット上に分割し、かつホッピングパターン160に従って、複数のサブデータパケット162を送信するように構成されてもよい。データ送信機100は、エラーのない送信で、サブデータパケット162の第1のグループ170のみが、データの成功した復号化に必要とされるように、かつエラーのある送信で、より高い符号化利得がサブデータパケットの第1のグループ及びサブデータパケットの第2のグループの組み合わせを通じて、達成されるように、データチャンネル符号化し、かつ同じものを複数のサブデータパケット162上に分割するように構成してもよい。
それに応じて、データ受信機110は、データを得るために、少なくともサブデータパケット162の第1のグループ170を受信し、かつサブデータパケット162の第1のグループ170とともに受信されたチャンネル符号化されたデータの一部を復号化するように構成されてもよい。これに加えて、データ受信機110は、もし、データの復号化が成功しなかったら、より高い符号化利得を達成するために、サブデータパケット162の少なくとも第2のグループ172とともに受信された、チャンネル符号化されたデータの少なくとも第2の部分をチャンネル符号化されたデータの第1の部分と組み合わせ、かつデータを得るために同じものを復号化するように構成されていてもよい。
このように、異なるクラスのホッピングパターンの定義の代わりに、早期の復号化が可能なような方法で、冗長性を有するメッセージを送信すること可能である。
2.1.電文の開始での短い休止
セクション2に記述された実施の形態とともに、送信の遅延は減少するかもしれない、しかしながら、特定の環境下で、特定のアプリケーションのために必要な遅延は、おそらく、まだ達成されないであろう。この問題を解決するために、第1のサブデータパケットの休止は、セクション1の実施の形態のように、短くされてもよい。しかしながら、異なっているのは、すべての休止が短くされるのではなく、同数のみが早期の復号化のために必要とされる。
実施の形態では、図5に示されているように、サブデータパケット162の第1のグループ170のサブデータパケット162の間の送信休止は、したがって、サブデータパケット162の第1のグループ170の後に送信された、サブデータパケット162の第2のグループ172のサブデータパケット162間の送信休止よりもくてもよい。
詳細には、図5は、複数のサブデータパケット142によって、チャンネル符号化されたデータの送信での、送信チャンネルの例示的な占有を、図中に示しており、サブデータパケット162の第1のグループ170のサブデータパケット162間の送信休止は、サブデータパケット162の第2のグループ172のサブデータパケット162間の送信休止よりもい。換言すれば、図5は、通常ホッピングパターンと、低遅延ホッピングパターンとの組合せを示している。
この方法のメリットは、メッセージの第1の部分は、もうすでに、あらかじめ、低遅延を伴って復号化されていてもよいので、追加の努力、または、オーバヘッドなしに、良好なSNRを伴って、電文のための遅延が、強力に減少されてもよいことである。もし、SNRが低ければ、送信は、繰り返される必要はないが、残りの情報を受信し、かつそのとき、通常の復号化をするためには十分である。
もし、受信機が、複数のSNR、または、電文の受信レベルの測定をする能力を有していれば、電文が早く復号されるか、または、そうではないかを決定されるかどうかに関して、(SNRが閾値上にある信号を)直接的に決定することができる。この場合、各受信した部分パケットに関してデータの一部分とともに復号を試みる必要はない。
実施の形態では、データ送信機側で、第1のサブパケットは、後ろのサブパケットよりもい休止を有していてもよい。
実施の形態では、データ受信機側で(または、復号器側で)、電文の復号化は、すべてのメッセージを受信する前に、もうすでに、試みられてもよい。もしこれが可能でなければ、メッセージの残りの部分は、また、受信され、その次に復号化されてもよい。
2.2.送信され/放射された、サブデータパケット数の増加に伴う休止の増加
特定の環境下で、セクション2.1に従った実施の形態は、早期の符号化の失敗の後に、さらなるサブデータパケットが受信され、かつ復号化が再び試みられてもよくなるまでに、比較的長く待つ必要があるというデメリットを有する。
したがって、図6に示すように、実施の形態では、サブデータパケット162の第2のグループ172のサブデータパケット間の送信休止は、送信されたサブデータパケット162の数の増加の範囲内で、増加してもよい。
詳細には、図6は複数のサブデータパケット142によって、チャンネル符号化されたデータの送信での、送信チャンネルの例示的な占有を図中に示しており、サブデータパケット162の第1のグループ170のサブデータパケット162間の送信休止は、サブデータパケット162の第2のグループ172のサブデータパケット162間の送信休止よりも、または、く、サブデータパケット162の第2のグループ172のサブデータパケット162間の送信休止は、送信されたサブデータパケット162の数の増加とともに、増加する。換言すれば、図6は、復号化に強く依存する受信領域のために、サブパケット間の送信休止が増加していることを示している。
最初に述べられた問題は、したがって、送信されたサブパケット数の増加に伴って、サブパケット間の送信休止も連続して増加させることによって、回避されてもよい。
休止は、厳密に単調に増加している方法で、分布される必要はないことに注意することは重要である、しかしながら、増加している休止に関する意図は存在しているべきである。
もし、受信機が、SNR、または、受信電力の推定を実行することができなければ、復号化は、新しいサブパケットのブロックがそれぞれ受信された後に試みられる(図4、サブパケットのブロックの一番上を照)。もし、受信機が、SNR、または、受信レベル推定を有していれば、それは、どのブロックの後に電文を復号化することができるのかについて計算してもよい。
実施の形態では、データ送信機側で、サブパケットの休止は、サブパケット数の増加に伴って、平均して増加してもよい。送信機の遅延は、SNR、または、受信機の干渉レベルに依存する。
実施の形態では、データ受信機側で、電文の復号化は、もうすでに、すべてのメッセージの受信前に試みられていてもよい。もし、これが可能ではなければ、メッセージの残りの部分は、また、受信され、及びそのとき、復号化される。オプションで、受信機は、SNRまたは電文の受信レベルを推定してもよく、かつそこから、早期の復号化の試みを開始するために理にかなう時点を決定してもよい。
3.電文受信
特定の環境下で、セクション1及び2に表された実施の形態は、電文の間の休止を減少させるために、干渉に影響を受けることを増加させ、かつ送信機の送信の可能性を減少させるというデメリットを有する。送信信頼性を増加させるための解決策は、電文の受信である。このために、最適化されたコンセプトが以下に表される。
3.1.低遅延パターン及び標準的なホッピングパターン
実施の形態では、データ送信機100は、複数のサブデータパケット162上にデータを分割し、かつ第1のホッピングパターン160を用いて、複数のサブデータパケット162を送信するように構成されていてもよく、データ送信機は、第2のホッピングパターン140を繰り返し用いて、複数のサブデータパケット162を送信するように構成され
ており、第1のホッピングパターン162に従って送信されたサブデータパケット162の間の送信休止は、第2のホッピングパターン140に従って送信されたサブデータパケット162の間の送信休止よりも小さい。
実施の形態では、データ受信機110は、複数のサブデータパケット162上に分割され、かつ第1のホッピングパターン160を用いて、及び第2のホッピングパターン140を繰り返し用いて、送信されたデータを受信するように構成されており、第1のホッピングパターン16に従って送信されたサブデータパケット162間の送信休止は、第2のホッピングパターン140に従って送信されたサブデータパケット162間の送信休止よりもい。
低遅延ホッピングパターンの個々の送信の代わりに、送信信頼度を増加させるために、同じ電文は、より長い遅延を備えた異なるホッピングパターンを用いて、連続して繰り返し放射されてもよい。図7は、この原理を示している。
詳細には、図7は、第1のホッピングパターン160を用い、かつ第2のホッピングパターン140を繰り返し用いる、複数のサブデータパケット162によって、チャンネル符号化されたデータの送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示している。換言すれば、図7は、受信しているの、低遅延送信と、標準的な送信の組み合わせを示している。
もし、複数の受信が用いられると、最後の受信を除いて、ホッピングパターンは、また、最初のパターンとして、同じ、または、類似する遅延を有していてもよい(例えば、電文は、低遅延パターンを用いて2回、及びその次に、標準的なパターンを用いて1回、送信されてもよい)。
もし、低遅延電文は、もうすでに、受信機で、正確に復号化されていれば、受信機は、より大きい遅延を有する標準的な電文のメッセージの復号化を省略してもよい。
もし、メッセージが正確に受信されなければ、受信機は、標準的な電文を受信し、かつそのとき、同じものを復号化してもよい。もし、これが、ノイズ、または、干渉のために、機能しなければ、少なくとも2つの放射を組み合わせることを実行してもよい(例えば、最大比合成、MRC)。
標準的な電文のすべての受信の代わりとして、それは、また、標準的な電文のメッセージの一部のみを受信し、かつ低遅延電文の部分的な組み合わせを実行することを可能にする。
もし、受信機が、SNR、または、受信レベル推定を有することになっていれば、それは、再び、あらかじめ、(おそらく)必要とされたサブパケットの数を決定し、かつそのとき、それに応じて、同じものの受信の後に復号化を開始することが可能になるであろう
実施の形態では、データ送信機側で、低遅延ホッピングパターンを有する(少なくとも)1つの送信が、最初に実行されてもよい。次に、最初のパターンよりも大きい遅延を有するホッピングパターンを用いた繰り返しが続いてもよい。
実施の形態では、受信機は、最初に、最初の電文を受信することを試みてもよい。もし、これが機能しなければ、繰り返し、または、最初の送信と、繰り返しの組み合わせの復号化が、試みられてもよい。
3.2.いくつかの周波数帯域上への電文分
短縮された休止のために、低遅延電文の使用は、干渉感度がより高くなるというデメリットを有する。この問題のための可能な解決策は、2つの異なる周波数帯域上に低遅延電文を並行して送信することである("二重方法")(セクション1.3の中の帯域幅の増大に類似している)。これに対して、マルチキャリア方法(セクション5を参照されたい)では、送信は、二重方法での2つの周波数で、同時に起きることは決してないが、サブデータパケットは、古典的に、単一の周波数帯域が用いられているときのように、同じものが次々に送信される。
以下に記述されるように、これは、異なった方法で行われてもよい。
実施の形態では(ケースa))、第1のホッピングパターンは、図8に示されているように、2つの分離した周波数帯域の全体に広がっていてもよい。
図8は、2つの分離した周波数帯域180及び182の全体に広がっている、ホッピングパターン160を用いる、複数のサブデータパケット162の送信での送信チャンネルの例示的な占有を、図中に示している。換言すれば、図8は、ケースa)に従った、"二重方法"を示しており、サブデータパケットは、半分の低遅延電文が、互いに放射される、2つの分離された周波数帯域の全体に分布される。
図8に示されているように、ホッピングパターンは、すべての低遅延電文が、使用する、2つの周波数帯域上に分布されるように、選択されてもよい。単一の周波数帯域を用いるのに対して、この方法は、標準的なTS電文に対しては、狭帯域干渉に対する干渉ロバスト性を増加させ、かつ遅延を短縮する。
実施の形態では(ケースb))、データは、2つの分離した周波数帯域で、2回、第1のホッピングパターンを用いて、送信されてもよい。換言すれば、すべての低遅延電文は、使用する、2つの周波数帯域のそれぞれ1つで送信されてもよい。例えば、ケースaに対して、2つのすべての低遅延電文は、1つの代わりに放射されてもよい。これはさらに、より大きい遅延の代償として、干渉に対するロバスト性を増加させる。
実施の形態では(ケースc))、複数のサブデータパケット162は、図9に示すように、2つの分離した周波数帯域で、2回、第1のホッピングパターンを用い、かつ2つの分離した周波数帯域で、2回、第2のホッピングパターンを繰り返し用いて、送信されてもよい。
詳細には、図9は、2つの分離した周波数帯域180及び182で、2回、第1のホッピングパターン160を用い、かつ2つの分離した周波数帯域180及び182で、2回、第2のホッピングパターン140を繰り返し用いて、複数のサブデータパケット162の送信での送信チャンネルの例示的な占有を、図中に示している。換言すれば、図9は、低遅延電文の後に標準的な電文を続いて送信している、2つの周波数帯域の全体に分割されたホッピングパターンを示す。
図9見ることができるように、"二重方法"のロバスト性をさらに増加させるために、この低遅延電文と、セクション2.1の中に記述された標準的なTS電文の組み合わせを可能にする。サブパケットも、2つの帯域のうちの1つで、半分がそれぞれ送信される、標準的なTS電文が、2つの分離した周波数帯域上の半分の低遅延電文のそれぞれの送信に続いている。これは、2つの電文の全体は、低遅延電文、及び標準的なTS電文で送信される。このメリットは、標準的なTS電文の使用のために、干渉の場合の中で、受信の可能性が十分に増加することである。
実施の形態では(ケースd))、最も高い干渉ロバスト性は、種類b)、及びc)の組み合わせを通じて達成されてもよい。すべての低遅延電文は、それぞれの2つの周波数帯域に続く、標準的なTS電文で送信される。この増加は、広帯域干渉に対してすら、干渉ロバスト性を増加させる。デメリットは、ケースa)、または、c)の程度のように、遅延は改善されないことである。全体として、4つのすべての電文は、ここで放射される(2つの低遅延電文、及び2つの標準的なTS電文)。
実施の形態では、低遅延電文、及び標準的なTS電文の組み合わせは、低遅延を有する送信(例えば、早い警告)を可能にし、標準的なTS電文の送信は、受信可能性を増加させるためのバックアップとしての役割も果たす。
実施の形態では、データ送信機側で、ホッピングパターンは、いくつかの周波数帯域、例えば、2つに分割されていてもよく、使れないギャップが、周波数帯域の間に存在している。
実施の形態では、データ受信機側で、例えば、電文の決定が、2つの帯域のうちの1つだけで実行されてもよく、例えば、もし、電文がこれら2つの帯域のうちの1つで見つかれば、他の帯域の残りのサブデータパケットは、時間/周波数間隔が決定されているために、自動的に推測される。
3.3.標準的なTS電文ホッピングパターンでの低遅延電文のインターリーブ
実施の形態では、データは、第1のホッピングパターン160を用い、かつ第2のホッピングパターン140を繰り返し用いて、インターリーブ方法で送信されてもよく、それによって、図10に示すように、第2のホッピングパターン140に従って送信された、少なくとも1つのサブデータパケット142は、第1のホッピングパターン160に従って送信された、2つのサブデータパケット162間に配置される。
しくは、図10は、第1のホッピングパターン160を用いており、かつ第2のホッピングパターン140を繰り返し用いている、複数のサブデータパケット162の送信での送信チャンネルの例示的な占有を、図中に示しており、第1のホッピングパターン160に従って送信されたサブデータパケット162は、第2のホッピングパターン140に従って送信されたサブデータパケット142の間に配置される。換言すれば、図10は、標準的な電文の中にインターリーブされた低遅延電文を示している。
図10に見られるように、ホッピングパターンは、1つ、または、いくつかの低遅延電文が、標準的なTS電文を伴って、インターリーブされるように、選ばれてもよい。一方で、この方法のメリットは、低遅延電文のために、高い優先順位を有するメッセージの送信での短い遅延であり、他方で、低遅延電文と標準的なTS電文の連続送信とは対照的に節約された時間、すなわち、低遅延電文が受信されなくても(例えば、干渉のために)待ち時間が短くなり、メッセージの転送は、標準TS電文の完全な受信後にのみ可能である。
実施の形態では、送信機側で、ホッピングパターンは、1つ、または、いくつかの低遅延電文、及び標準的なTS電文が、互いにインターリーブされてもよいように、定義されてもよい。すなわち、標準的なTS電文のサブパケットの間の休止が、十分に大きく、それによって、低遅延電文の少なくとも1つのサブパケットがそこから導入されてもよい。
実施の形態では、受信機は、低遅延電文、及び標準的なTS電文の一部を最初に受信してもよく、かつそのときに、低遅延電文のために、復号化の試みを開始してもよい。もし、これが失敗すれば、受信機は、さらなる復号化の試みのために、もうすでに受信された標準的なTS電文のサブパケットを有する、低遅延電文を組み合わせてもよい。もし、これが失敗すれば、完全な標準的なTS電文が後に受信され、それは復号化されてもよい(場合によれば、低遅延電文のサブパケットを用いて)。
4.重大なメッセージのための受信の確認(双方向システムでの)
4.1.低遅延アップリンクの後のダウンリンクまでの短縮化された時間ウィンドウ
実施の形態では、データ送信機100は、第1のホッピングパターン160を用いて、第1のクラスのデータの送信と時間的に同期した第1の信号190を受信するように構成されていてもよく、かつデータ送信機100は、第2のホッピングパターン140を用いて、第2のクラスのデータの送信と時間的に同期した第2の信号192を受信するように構成されていてもよく、第1のホッピングパターン160と、第1のメッセージ190の間の時間間隔は、第2のホッピングパターン140と、第2のメッセージの間の時間間隔よりもい。
実施の形態では、データ受信機110は、第1のホッピングパターン160を用いて、第1のクラスのデータの受信と時間的に同期した第1のメッセージを送信するように構成されていてもよく、かつデータ受信機110は、第2のホッピングパターン140を用いて、第2のクラスのデータの受信と時間的に同期した第2のメッセージ192を送信するように構成されていてもよく、第1のホッピングパターン160と、第1のメッセージ190との間の時間間隔は、第2のホッピングパターン140と、第2のメッセージ192との間の時間間隔よりもい。
例えば、第1のメッセージは、第1のホッピングパターンに従って、複数のサブデータパケット上に分割されて、送信された、第1のダウンリンク・メッセージ190であってもよく、第2のメッセージは、第2のダウンリンク・ホッピングパターンに従って、複数のサブデータパケット上に分割されて、送信された、第2のダウンリンク・メッセージ192であってもよく、図11に示すように、第1のダウンリンク・ホッピングパターンによって、送信された複数のサブデータパケット間の送信休止は、第2のダウンリンク・ホッピングパターンによって、送信された複数のサブデータパケット間の送信休止よりも短い。
詳しくは、図11は、第2のホッピングパターン140に従った、第2の複数のサブデータパケット142の送信に時間的に同期した、第2のダウンリンク・メッセージ192の送信での送信チャンネルの占有に対して、第1のホッピングパターン160に従った、第1の複数のサブデータパケット162の送信に時間的に同期した、第1のダウンリンク・メッセージ190の送信での送信チャンネルの例示的な占有を、図中に示している。換言すれば、図11は、標準的なケースに対して、低遅延アップリンクと、ダウンリンクの間の短縮化された時間ウィンドウを示している。
エネルギー効率に関して最適化された双方向の非同期システムは、最後のアップリンク・スロットの後の決定された時間間隔によって定義された、ダウンリンク・スロットの開始で常に特徴づけられる。すなわち、ダウンリンク・メッセージは、アップリンク・メッセージの後だけで送信することができる。アップリンクと、ダウンリンク・メッセージとの間の間隔は、あらかじめ、定義され、または、明示され、または、設定される。
しかしながら、それは、早くメッセージの確認(ACK)を送信できるようにするために、両方の送信方向(アップリンク、及びダウンリンク)で、遅延を最小化するために緊急アプリケーションのための必要条件であってもよい。
これは低遅延電文の受信に応答するための、可能な解決策であり、ダウンリンク・スロットの開始までの時間間隔は、標準的なケースに対して、短縮化される(低遅延ダウンリンク)。標準的な電文では、アップリンクと、ダウンリンクとの間の休止は、典型的に、ほぼ、電文の継続時間、れば、ほぼ、数秒(基地局の送信機/能力制限のエネルギー蓄積の充電のための、エネルギー効率/必要な時間のための)と一致する。同じように、受信された低遅延電文の場合には、アップリンクと、ダウンリンクとの間の休止は、ほぼ、低遅延電文の継続時間まで短縮化されてもよい。
この解決策のメリットは、メッセージを送信しているときの低遅延を可能にするだけではなく、メッセージの送信のための受信の確認を引き起こすことを可能にすることである。
実施の形態では、データ送信機側で、低遅延電文の受信は、-標準的なTS電文に対して-低遅延アップリンクと、ダウンリンク・スロットの開始との間の短縮化された間隔をもたらすかもしれない。
実施の形態では、受信機は、-標準的な場合に対して-、低遅延電文の送信の後の短縮化された時間ウィンドウの後に、もうすでに、ダウンリンクの受信を期待することができる。
4.2.低遅延アップリンク要求ACK
遅延が要求されるアプリケーション、換言すれば、時間的に緊急な適用は、また、しばしば、セキュリティ的に重要である(例えば、警報)。この場合には、送信機は、メッセージがうまく送信されたかどうかを確実に知ることができないことが問題である。
実施の形態では、データ送信機100は、第1のクラスのデータを送信した上で、第1のクラスのデータの受信に成功したことを明示する受信の確認を、データ受信機110から受信するように構成されていてもよい。
例えば、セクション4.1の実施形態と組み合わせて、またはそれに加えて、双方向システムは、基地局からの低遅延電の受信を、受信の確認(ACK)で確認するように要求してもよい。このアプローチのメリットは、送信機が、確認を通じて、メッセージの受信に成功したことを確実に知ることである。
実施の形態では、受信機側で、低遅延電文をうまく受信した上で、ACKが命令的に送信される。
4.3.低遅延アップリンクは、ACKが受信されるまで送信される
実施の形態では、データ送信機100は、受信の確認が受信されるまで、第1のホッピングパターン160、または、異なるホッピングパターンを繰り返し用いて、第1のクラスのデータを放射するように構成されていてもよい。
実施の形態では、データ受信機110は、第1のクラスのデータの成功した受信に応答して、第1のクラスのデータの成功した受信を明示する受信の確認を送信するように構成されていてもよく、データ受信機は、第1のクラスのデータのみであり、第2のクラスのデータのためではない、受信の確認を送信するように構成されていてもよい。
低遅延電文を使用する中でのデメリットは、それらの低干渉ロバスト性である。さらに、少なくとも1つの低遅延電文をうまく受信する可能性を増加させるために、送信機は、基地局からの受信の確認(ACK)が受信されるまで、同じものを送信してもよい。ACKを受信したとき、送信機は、送信を停止する。
この方法は、いくつかのメリットを有し、それは、それぞれ個々の送信ノードのために、低遅延電文送信が成功した受信をされる可能性を増加させる。ACKの受信による放射の停止によって、占有されたチャンネル容量が、解放される。これは、いくつか、または、多くのセンサノードが、同時に、低遅延電文の送信を求める環境での、全体のシステムの受信可能性をさらに増大させる。
実施の形態では、データ受信機側で、ACKは、低遅延電文の成功した受信をした上で、命令的に送信される。
実施の形態では、最後のノードは、ACKが受信され、かつ送信機が停止されるまで、低遅延電文を送信してもよい。
4.4.アップリンクでインターリーブされたダウンリンク
例えば、警告信号として送信された、電文の受信可能性を増加させるために、同じものは、ACKが受信されるまで(セクション4.3に従った実施の形態を参照されたい)、連続的に送信されてもよい。通常の場合には、送信休止は、ACKの受信を可能にするために、いくつかの送信(例えば2つ)の後に、維持されなければならない。
しかしながら、実施例において、データ送信機100は、データ受信機110から、(1)第1のホッピングパターンを用いている、第1のクラスのデータの送信、または、(2)第2のホッピングパターンにおける、第2のクラスのデータの送信に時間的に重複する、受信の確認を受信するように構成されていてもよく、それによって、それぞれのホッピングパターンに従って送信された、少なくとも1つのサブデータパケットは、データ受信機の受信の確認が送信された、ホッピングパターンのサブデータパケットの間に配置される。
実施の形態では、データ受信機110は、ホッピングパターンを用いて、第1のホッピングパターン、または、第2のホッピングパターンに従って送信された、少なくとも1つのサブデータパケットが、受信の確認が送信されたホッピングパターンの2つのサブデータパケット間に配置されるように、(1)第1のホッピングパターンを用いている、第1のクラスのデータ、または、(2)第2のホッピングパターンを用いている、第2のクラスのデータの受信に、時間的に重複する、受信の確認を送信するように構成されていてもよい。
図12は、第2のホッピングパターン140に従った、第1の複数のサブデータパケット142の送信の後に、複数のサブデータパケット197上に分割された受信の確認196の送信での、送信チャンネルの占有に対する、第2のホッピングパターン140に従った第1の複数のサブデータパケット142の送信の後に、時間的にインターリーブされた、複数のサブデータパケット195上に分割された受信の確認194の送信での、送信チャンネルの例示的な占有を図中に示している。換言すれば、図12は、上面に標準的な場合、及び下面にインターリーブされたダウンリンクを示しており、追加の電文を送信することができ、同時にダウンリンクをより早く受信できるという利点がある。
換言すれば、アップリンクと、ダウンリンク・スロット間の時間間隔に一致する継続時間の後に、代わりに、さらに放射されたアップリンク・ホッピングパターンにダウンリンクをインターリーブすることも可能である。この解決策のメリットは、警報が放射されたために失われるタイムスロットがないこと、及び受信可能性が、したがって、最大化されることであるが、ACKの受信までの継続時間は、できるだけ迅速に警報の受領の確認を可能にするために、同時に最小化される。
実施の形態では、データ受信機側で、少なくとも1つの標準的なTS電文の受信、及びダウンリンク・スロットの開始までの時間窓の後に、ダウンリンクでの、標準的なTS電文のためのホッピングパターンは、それが、さらに送信されたアップリンクにインターリーブされ得るように、選択されてもよい。
実施の形態では、データ送信機側で、基地局は、受信と並行して、ダウンリンクを送信してもよく、データ受信機側では、センサノードは、アップリンクの送信と並行して、ダウンリンクを受信する。換言すれば、データ送信機、及びデータ受信機は、電文の間に、送信ブランチと、受信ブランチとを切り替える。
4.5.低遅延アップリンクを伴うインターリーブされたダウンリンクの組み合わせ
緊急の適用のために重要な、成功した確認までの、短い遅延を達成することを可能にするために、標準的なTS電文の第1の送信は、セクション4.4の先の実施の形態に基づいて、遅延を減少するために、いくつかの低遅延電文の放射に置き換えられてもよい。連続したいくつかの(例えば、2つの)低遅延電文は、ダウンリンクで、インターリーブされたACKを同時に受信することを可能にするために、アップリンクでの標準的なTS電文の放射に続く。このメリットは、電文を最初に受信可能な状態にするまでの遅延が短縮され、低遅延電文を受信しない場合には、ダウンリンクのための一時停止の省略により追加の送信が発生し、標準的なTS電文により受信確率がさらに向上するため、信頼性が向上することである。
図13は、第1のホッピングパターン160に従った、第1の複数のサブデータパケット162の送信、第2のホッピングパターン140に従った、第2の複数のサブデータパケット142の送信、及び第2のホッピングパターン140に従った、第2の複数のサブデータパケット142の送信を用いて、時間的にインターリーブされた、複数のサブデータパケット195上に分割された、受信の確認194の送信での送信チャンネルの占有を示している。換言すれば、図13は、低遅延アップリンクは、その休止中にインターリーブされた低遅延ダウンリンクを有する、標準的な電文の送信によって続くことを示している。
実施の形態では、データ送信機側で、標準的なTS電文は、1つ、または、いくつかの(例えば、2つの)低遅延電文の放射の後に放射されてもよく、及び場合によれば、ACKは、同時に、ダウンリンクで受信されてもよい。標準的なTS電文のサブデータパケットの間の休止は、さらなるダウンリンク・スロットで用いられてもよい。
実施の形態では、データ送信機側で、標準的なTS電文のサブデータパケットの間の休止は、ダウンリンク・メッセージを受信するために、用いられてもよく、換言すれば、センサノードは、電文の範囲内で、送信ブランチと、受信ブランチとの間を切り替える。
5.マルチキャリア送信
今では、送信のホッピングパターンは、サブデータパケットの最大の1つの送信が、電文送信のどのような時点でも起きるように、定義されていた。これは、市場で入手可能なほとんどのどのような無線チップでも、送信のために用いられてもよいというメリットを有する。
しかしながら、電文分割でのこの制限、及び休止によって起きている大きい遅延は、デメリットである。
5.1.完全に重複しているマルチキャリアモード
実施の形態では、データ送信機100は、異なる周波数上で、かつ完全に時間的に重複していることを伴う、第1のホッピングパターン160に従って、少なくとも2つのサブデータパケット162を送信するように構成されていてもよい。
実施の形態では、データ受信機110は、異なる周波数上で、及び完全に時間的に重複していることを伴う、第1のホッピングパターン160に従って、少なくとも2つのサブデータパケット162を受信するように構成されていてもよい。
図14は、サブデータパケット162が、異なる周波数上で、完全に時間的に重複するように、第1のホッピングパターン160に従った、第1の複数のサブデータパケット162の送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示している。換言すれば、図14は、電文分割を伴う、マルチキャリアモードを示している。
図14に見られるように、もし、特別な無線チップ、SDRフロントエンド、または、いくつかの周波数で並行に、送信できる可能性を有する、類似の送信機を用いれば、いわゆるマルチキャリア送信を実行することが可能になる。
電文分割を組み合わせることで、これは、いくつかのサブパケットが、特定の時点で、並行して放射されることを意味する。しかしながら、送信が起きない(送信休止)、電文の範囲内の時間も存在する。
現在使われる受信機は、チャンネル分割が、受信機で、いつもすでに、実行されているので、アルゴリズムの変更なしに、さらに用いられてもよい(ホッピングパターンを調整)。
実施の形態では、データ送信機側で、ホッピングパターンは、並行した送信が、少なくとも1つの時点で起きるように、定義されてもよい。
5.2.部分的に重複するマルチキャリアモード
特定の環境下で、セクション5.1に従った、先の実施の形態は、これは、従来の電文分割に対して、1つ以上のサブパケットを破壊するかもしれないので、広帯域干渉に関する低い干渉ロバスト性のデメリットを有する。これは、ふつう、電文分割の例示的なホッピング距離よりも、長いので、干渉の帯域幅に起因する。
しかしながら、高いシンボルレートのために(シンボルレートは、帯域幅に関連する)、それらの広帯域干渉は、送信継続時間に関しては、非常に短いだけである。このように、部分的な重複だけを伴う、サブパケットの送信によって、干渉ロバスト性を増加することが可能である。
実施の形態では、データ送信機100は、したがって、異なる周波数上で、かつ部分的な時間的重複を伴って、第1のホッピングパターン160に従って、少なくとも2つのサブデータパケット162を送信するように構成されていてもよい。
実施の形態では、データ受信機110は、異なる周波数上で、かつ部分的な時間的重複を伴って、第1のホッピングパターン160に従って、少なくとも2つのサブデータパケット162を受信するように構成されていてもよい。
図15は、サブデータパケット162が、異なる周波数上で、部分的に重複するように、時間、及び周波数に分布された、第1のホッピングパターン160に従った、第1の複数のサブデータパケット162の送信での送信チャンネルの例示的な占有を、図中に示している。換言すれば、図15は、電文分割で、並行した重複を伴うマルチキャリアモードを示している。
図15に見られるように、サブパケットの部分的な重複だけのために、1つ以上のサブパケットを破壊している広帯域干渉の可能性は、重複した送信が起きる領域に減少されるかもしれない。
実施の形態では、データ送信機側で、ホッピングパターンは、並行した送信が少なくとも1つの時点で起きるように、定義されてもよく、重複は、また、サブパケットの一部だけで起きる。
6.古典的な送信と電文分割との組合せ
送信信頼度が、低遅延メッセージで十分ではない状況では、メッセージの送信は、古典的な電文として、まず起きてもよい。次に、メッセージは、電文分割によって繰り返されてもよい。
実施の形態では、データ送信機100は、データパケット150を用いて、第1のクラスのデータを送信するように構成されていてもよく、かつデータ送信機100は、複数のサブデータパケット162を繰り返し用いて、データを放射するように構成されていてもよく、複数のサブデータパケット162は、第1のホッピングパターン160に従って、送信される。
実施の形態では、データ受信機110は、1つのデータパケット150を用いて、送信された第1のクラスのデータを受信するように構成されていてもよく、かつデータ受信機110は、第1のホッピングパターン160に従って、複数のサブデータパケット162を繰り返し用いて、送信された、第1のクラスのデータを受信するように構成されていてもよい。
図16は、時間、及び周波数に分布された、第1のホッピングパターンに従っ、データパケットを用い、かつ時間、及び周波数に分布された第1のホッピングパターンに従って、複数のサブデータパケット162を繰り返し用いている、第1のクラスのデータの送信での送信チャンネルの例示的な占有を、図中に示している。換言すれば、図16は、古典的な電文と電文分割を用いた、電文の組み合わせを示している。
古典的な電文と、電文分割している電文間の時間間隔、及び任意の周波数オフセットは、自由に選択されてもよい。この場合には、メッセージの分離した復号化だけは、もし、検出が、電文と、成功した同期の実行の両方を検出してもよい場合を除き、可能である。
オプションで、2つの送信間の時間/周波数間隔は、決定されるように選択されていてもよい。この場合には、2つの送信の組み合わせは可能であり、それは、もし、2つの電文のうちの1つのみが、検出されており、かつ同期のために用いることができれば、十分である。
実施の形態では、データ送信機側で、放射は、古典的な送信方法(例えば、休止がないBPSK)を用いて、最初に実行されてもよい。次に、電文分割を伴う繰り返しが続く。
実施の形態では、受信機は、2つの分離した処理部門を有する。1つは、古典的な送信方法の検出、及び処理のための責任があり、さらなる1つは、電文分割の処理のためである。オプションで、両方の送信の組合わせは、もし、2つの放射の間の時間、及び周波数が知られている、または、仮説検定が実行されれば、実行されてもよい。
6.1.電文分割を伴う古典的な転送のインターリーブされた送信
特定の環境下で、セクション6に従った実施の形態は、遅延が、古典的な送信の手助けを伴って、不正確な送信を強力に増加させるというデメリットがある。この問題の解決のための可能性は、例えば、電文分割を伴う送信が実行される前に、古典的な送信方法の手助けを伴う送信を繰り返すことであろう(例えば、2回、または、3回)。
これは、送信可能性を増加させる、しかし、まだ、強力に干渉されたチャンネルを有し、古典的な送信にとっては、比較的高い失敗が存在するというデメリットがある。そのため、これらのチャンネル中では、電文分割を用いた送信に比べて、古典的な電文は、たとえもし繰り返されたとしても、正しく受信することできない可能性がより高くなる。
したがって、これらのチャンネルは、まだ、送信の間に、急に遅延が増加するという問題を有する。
したがって、実施の形態では、データ送信機100は、さらなるデータパケット151を繰り返し用いて、第1のクラスのデータをさらに送信するように構成されていてもよい。この場合には、データ送信機100は、さらなるデータパケット151を用いて、及び複数のサブデータパケット162を用いて、時間的にインターリーブされた方法で、第1のクラスのデータを送信するように構成されていてもよく、それによって、さらなるデータパケット151は、複数のサブデータパケット162のうちの2つの間に時間的に配置される。
実施の形態では、データ受信機110は、さらなるデータパケット151をさらに繰り返し用いて、第1のクラスのデータを受信するように構成されていてもよい。この場合には、データ受信機110は、さらなるデータパケット151を用いて、及び複数のサブデータパケット162を用いて、時間的にインターリーブされた方法で、第1のクラスのデータを受信するように構成されていてもよく、それによって、さらなるデータパケット151は、複数のサブデータパケット162のうちの2つの間に時間的に配置される。
図17は、ホッピングパターンに従って、データパケット150を用いて、及びさらなるデータパケット151を繰り返し用いて、及び時間、及び周波数ホッピングパターンに分布された、複数のサブデータパケット162を繰り返し用いて、第1のクラスのデータの送信での送信チャンネルの占有を、図中に示しており、さらなるデータパケット151、及び複数のサブデータパケット162は、さらなるデータパケット151が複数のサブデータパケット162のうちの2つの間に時間的に配置されるように、インターリーブされる。れば、図17は、古典的な送信方法を用いている電文、及び電文分割を用いている電文のインターリーブされた送信を示している。
図17に見られるように、最初に述べられた問題は、電文分割された電文とともに、古典的な送信を用いてインターリーブされている電文の送信を(数回)送信することによって回避されてもよい。
このためサブパケット間の間隔が十分に大きく古典的な転送方式による電文がこの間隔に収まるようにホッピングパターンを定義してもよいし、電文分割、電文のパンクチャリングを行ってもよい。
実施の形態では、データ送信機側で、古典的な送信方法(例えば休止がないBPSK)を用いた(繰り返された)放射は、電文分割を用いている電文の送信を用いて、インターリーブされて、実行されてもよい。
実施の形態では、受信機は、2つの分離した処理部門を有していてもよい。1つは、古典的な送信方法の検出、及び処理のための責任があり、さらなる1つは、電文分割を処理するための責任がある。オプションで、2つの送信の組み合わせは、もし、2つの送信の間の時間、及び周波数が知られており、または、仮説検定が実行されていれば、実行されてもよい。
6.2.双方向システムの受信の確認
実施の形態では、データ送信機は、時間間隔内に、データ受信機110からの受信の確認154の受信が可能なほどのサイズを有することを可能にするために、データパケット150と、複数のサブデータパケット162の間の送信の時間間隔を選択するように構成されていてもよい。
実施の形態では、データ受信機110は、データパケット150の受信と、複数のサブデータパケット150間の時間間隔内に、受信の確認154を送信するように構成されていてもよい。
図18は、データパケット150を用いて、及び第1のホッピングパターン160に従って、時間、及び周波数に分布された、複数のサブデータパケット162を繰り返し用いて、第1のクラスのデータの送信での送信チャンネルの例示的な占有、及びデータパケット150と、複数のサブデータパケット162間の時間間隔内の受信の確認154の送信図中に示している。れば、図18は、古典的な電文、及び古典的な送信方法のための受信の確認を伴う電文分割を用いている電文の組合せを示している。
図18に見られるように、セクション6、及び6.1の2つの先の実施の形態に追加して、古典的な送信と、双方向システムでの電文分割を用いている電文間の休止、および/または、セクション6.1に従った実施の形態の中の次のサブパケットまでの休止は、2つの放射の間のメッセージの受信機によって、信されてもよい、受信の確認ほどのサイズを有するように、選択されてもよい。
もし、受信の確認が、オリジナルのメッセージの送信機によって、正確に受信されると、電文分割されている電文の送信は、受信機でメッセージの正確な受信が、もうすでに確認されているので、省略される。
そうでなければ、もし、メッセージの受信の確認が受信されなければ、電文分割を用いている電文の送信は、実行されてもよい。メッセージのためのより高い優先順位が存在している場合には、古典的な電文のさらなる送信が、実行されてもよい。
受信の確認は、同じ周波数帯域、または、例えば、より少ない干渉が存在する、異なる周波数帯域で実行されてもよい。
実施の形態では、データ受信機側で、もし、古典的な送信方法を用いている放射が、正確に受信されると、メッセージの受信機は、送信機に、受信の確認を信してもよく、送信機側では、データ送信機は、さらなる送信が実行されるどうかを受信の確認の受信(または、受信の失敗)に依存して、決定してもよい。
実施の形態では、受信機は、2つの分離した処理部門を有していてもよい。1つは、古典的な送信方法の検出、及び処理のための責任があり、さらなる1つは、電文分割の処理のための責任がある。オプションで、2つの送信の組み合わせは、もし、2つの放射の間の時間、及び周波数が知られており、または、仮説検定が実行されていれば、実行されてもよい。
7.ホッピングパターンの中の情報符号化
セクション1.2の中で先に記述されているように、送信されるサブパケットの数は、送信の遅延を減少させるために、減少するかもしれない。この目的のためにセクション2において、サブパケットの長さは、より少ないサブパケットを用いて、同じ量のデータを送信できるようにするために、増加される。しかしながら、これは、システムの干渉ロバスト性を減少させるというデメリットを有する。()
最初に記述された問題を解決するために、(一部の)データの情報符号化は、ホッピングパターンに含まれてもよい。これは、用いられた、あらかじめ定義されたパターンは、もはや存在しないが、周波数、および/または、時間の中のサブパケットの位置は、データシンボルを定義することを意味する。
実施の形態では、データ送信機100は、したがって、第1のクラスのデータ、または、第1のクラスのデータのチャンネル符号化されたバージョンから、第1のホッピングパターンの少なくとも一部を計算するように構成されており、それによって、第1のホッピングパターンの少なくとも一部それ自身が、第1のクラスのデータの少なくとも一部を符号化する。
例えば、実施の形態では、第1のホッピングパターンのホップの第1のグループは、明示されてもよく、データ送信機は、第1のクラスのデータ、または、第1のクラスのデータのチャンネル符号化されたバージョンから、第1のホピングパターンの第2のグループを計算してもよく、それによって、第1のホッピングパターンのホップの第2のグループそれ自身は、第1のクラスのデータの少なくとも一部を符号化する。この場合には、データ送信機100は、ホップの第1のグループ、及びホップの第2のグループに従って、第1の複数のサブデータパケットを送信するように構成されていてもよい。
実施の形態では、データ受信機110は、第1のクラスのデータ、または、第1のクラスのデータのチャンネル符号化されたバージョンの少なくとも一部を得るために、第1のホッピングパターンのホップの第2のグループのパターンを号化するように構成されていてもよい。
実施の形態では、これは、ただ、データビットの変調のために用いられてもよく(これは、全体の情報は、ホッピングパターンの中で符号化される)、サブパケットの範囲内のシンボルは、そのとき、完全に、同期シーケンスから成り、または、サブパケットは、同期シーケンスからはずれることを抑制し、さらなるデータビットは、変調ルールに従って、シンボル上にマップされる。この場合には、データ送信は、ホッピングパターン中の情報、及びサブパケットのシンボル中の情報を含む
受信機では、ホッピングパターンは、仮説検定によって検出されてもよく、かつデータビットは、サブパケットの決定された周波数、及び時間間隔から抽出されてもよい。
例えば、2つのキャリア周波数(fc1、及びfc2)は、定義されてもよい。もし、"1"、データビットとして送信されることになっていれば、周波数fc1は、キャリア周波数として用いられ、これに対して、データビットとして"0"を用いて、周波数fc2は用いられる。
周波数、及び時間の割り当ては、任意に、行われてもよく、しかしながら、それは、送信機、及び受信機に知られていなければならない。
オプションで、それぞれの周波数、および/または、時間間隔にデータビットが割り当てられる前に、データビットは、(例えば、ノイズ、または、干渉のために)送信機で、または、推定の間に受信機で発生するエラーを訂正できるようにするために、チャンネルで符号化されてもよい。
このチャンネル符号化を通じて、それは、干渉チャンネル、または、低いSNRで、この方法を用いることは可能であり、時間的な位置、および/または、周波数は、すべてのサブパケットのために、決定することはできない。
実施の形態では、データ送信機側で、時間、および/または、周波数の中のサブパケットの位置は、送信される(一部の)情報に依存してもよい。
実施の形態では、受信機は、そこから送信された情報を抽出するために、仮説検定(例えば、サブパケット中の同期シーケンスを用いた相関)によって、サブパケットの間の時間、および/または、周波数間隔を決定してもよい。
7.1.定義された参照の助けを伴う簡略化された検出
特定の環境下では、セクション6に従った実施の形態は、非同期システムで、受信機が、どこから、及びいつ電文が開始したのかに関する情報を有しないというデメリットを有する。ホッピングパターン上に符号化している情報のために、サブパケットの位置は、時間、および/または、周波数で変化するので、電文検出を実行することは、もはや単純にはできない。
したがって、受信機は、電文を連続してサーチしなければならず、それは、ホッピングパターンのすべての可能性を調査しなければならない。もし、限定された計算能力だけが利用可能であれば、いつも送信のすべての組み合わせを通じて、サーチすることは不可能である。
実施の形態では、データ送信機100は、したがって、データ受信機で同期するための同期信号に時間的に同期する、第1のホッピングパターン160に従って分布された、第1の複数のサブデータパケット162を送信するように構成されてもよい。
実施の形態では、データ受信機110は、第1のホッピングパターン160に従って分布されて転送された、第1の複数のサブデータパケット162を、同期信号を用いている受信データストリーム中で、検出するように構成されていてもよく、データ受信機は、第1のクラスのデータ、または、第1のクラスのデータのチャンネル符号化されたバージョンの少なくとも一部を得るために、それ自身が、第1のホッピングパターンを復号化するように構成されていてもよい。
図19は、同期信号158に時間的に同期する、第1のホッピングパターン160に従って、時間、及び周波数に分布された、第1の複数のサブデータパケット162の送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示している。例えば、同期信号158は、データ受信機110でサブデータパケット159の同期のための同期シーケンスを有する、2つの(または、それ以上の)サブデータパケット159を備え、2つの(または、それ以上の)サブデータパケット159は、固定された(非変化の、または、明示された)ホッピングパターンに従って送信される。換言すれば、図19は、決定された、及び変化するホッピングパターンの組み合わせを示している。
実施の形態では、実際の送信の前に、1つ/いくつかの同期バースト(これは少なくとも1つのサブパケットである)は、決定されたホッピングパターンを用いて送信されてもよい(図11の下の図面参照)。受信機は、電文検出のために、この転送の一部を用いてもよい。
実施の形態では、データ送信機100は、第1のホッピングパターン160のホップの第1のグループ163_1、及びホップの第2のグループ163_2に従って、第1の複数のサブデータパケット162を交互に送信するように構成されていてもよく、ホップの第1のグループ163_1は、明示されており、データ送信機100は、第1のクラスのデータ、または、第1のクラスのデータのチャンネル符号化されたバージョンから、ホップの第2のグループ163_2を計算するように構成されており、それによって、第1のホッピングパターンのホップの第2のグループ163_1それ自身が、第1のクラスのデータの少なくとも一部を符号化する。
図19bは、ホップの第1のグループ163_1、及びホップの第2のグループ163_2を用いているホッピングパターンに従って、第1の複数のサブデータパケット162の送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示しており、ホップの第1のグループ163_1は、明示されており、ホップの第2のグループ163_2は、第1のクラスのデータ、または、第1のクラスのデータのチャンネル符号化されたバージョンから計算される。換言すれば、図19bは、決定された、及び可変ホッピングパターンの組み合わせを示している。
実施の形態では、それは、決定されたホッピングパターンを用いている、実際のサブパケット(それらは、パイロットシーケンス、及びデータを含む)の一部分163_1を送信することも可能である。
決定されたホッピングパターンを用いて、先に送信された情報に続く転送の時点は、定義され、かつ受信機に知られる。それは、また、前に、または、決定されたホッピングパターン間に、可変ホッピングパターンのデータを送信することを可能にする。したがって、検出のために用いられる参照は、電文の最後、または、中間である。
決定されたホッピングパターンを用いる送信の、長さ、データレート、変調方法、帯域幅、及びさらなるパラメータは、ホッピングパターン中の情報を用いている送信から逸脱してもよい。
実施の形態では、データ送信機側で、サブパケットは、時間的および/または周波数的な位置が転送される情報の(一部)に依存するサブパケットの送信前に、固定されたホッピングパターンを用いて転送されてもよい。
実施の形態では、受信機は、決定されたホッピングパターンを用いているサブパケットによって、送信が、起きたかどうか、及びいつ起きたかを決定してもよい。もし、送信が検出されたら、受信機は、送信された情報を、そこから抽出できるようにするために、サブパケット間の時間、および/または、周波数間隔をこの検出に基づいて決定する。
8.それぞれのサブパケットの全体の情報
実施の形態では、データ送信機100は、エラーのない送信で、それぞれのサブデータパケット162が、それ自身のための、第1のクラスのデータを取得するために、受信機側で決定されてもよいように、及びエラーのある通信で、少なくとも、2つのサブデータパケット162の組み合わせを通じて、より高い符号化利得を達成するように、第1の複数のサブデータパケット162上に第1のクラスのデータを分割するように構成されていてもよい。
実施の形態では、データ受信機110は、第1の複数のサブデータパケット162の少なくとも第1のサブデータパケットを受信し、かつ第1のクラスのデータを得るために、第1のサブデータパケットを復号化するように構成されていてもよく、及び、もし、第1のサブデータパケットを用いている第1のクラスのデータの復号化に成功しなければ、より高い符号化利得を達成するために、複数のサブデータパケット162の少なくとも第2のサブデータパケットとともに、第1のサブデータパケットを組み合わせ、かつ第1のクラスのデータを得るために、同じものを復号化するように構成されていてもよい。
図20は、第1のホッピングパターン162に従った、第1の複数のサブデータパケット162の送信での、送信チャンネルの例示的な占有を図の中に示しており、エラーのない送信で、それぞれのサブデータパケット162は、それ自身のために、受信機側で復号化されてもよい。換言すれば、図20は、それぞれのサブパケット上に全体の情報を有する送信機を示している。
実施の形態では、いくつかのサブパケット上に、いくつかの情報を分割する代わりに、遅延を減少させるために、それぞれのサブデータパケットの中のすべての情報を送信することも可能である。したがって、干渉がないチャンネル、及び十分なSNR(SNR=信号対ノイズ比)を用いて、1つのサブパケットを受信した後に、既に情報の復号化が可能である。
以下のサブパケットの送信は、それぞれのサブパケットが、すべての情報を運ぶように、サブパケットを用いて、受信、または、に符号化されてもよいかのいずか一方でもよい。これは、それぞれのサブパケットは、少なくとも、1つの符号化レートを有するとを意味する。例えば、もし、3つのサブパケットが送信されると、符号化のレートの1/3が用いられる。
オプションで、符号化レートをさらに増加させることも可能であり、例えば、3つのサブパケットを用いて、符号化のレートの1/4を用いることができる。この場合には、サブパケットは符号化レート3/4を有し、それぞれのサブパケットは、"小さな"干渉の場合に次のサブパケットを、いつも、待たなくてもよいというメリットを有する。
実施の形態では、データ送信機側で、それぞれのサブパケットは、電文のすべての情報を含んでいてもよい。
実施の形態では、受信機は、第1のサブパケットを受信した後に、すでに、メッセージの復号化を試みてもよい。
9.可能な限り早く号化するための特別なインターリーブ
実施の形態では、データ送信機100は、第1のクラスのデータをチャンネル符号化し、及び第1のホッピングパターン160を用いて、同じものを送信するように構成されていてもよく、データ送信機は、エラーのない通信で、サブデータパケット162の第1のグループ163_1のみが第1のクラスのデータの成功した復号化のために必要とされるように、かつエラーのある通信で、より高い符号化利得が、サブデータパケット162の第1のグループ163_1と、サブデータパケット162の第2のグループ163_2(及び、オプションで、サブデータパケット162の第3のグループ163_3)の組み合わせを通じて達成されるように、第1の複数のサブデータパケット162上に、第1のクラスのチャンネル符号化されたデータを分布されるように構成されていてもよく、サブデータパケット162の第1のグループ163_1は、サブデータパケット162の第2のグループ163_2(及び、サブデータパケット162の第3のグループ163_3)よりも時間的に前に送信される。
実施の形態では、データ受信機は、第1のクラスのデータを得るために、サブデータパケット162の第1のグループ163_1とともに受信されたチャンネル符号化されたデータの第1の部分を復号化し、かつもし第1のクラスのデータを復号化することに成功しなければ、より高い符号化利得を得るために、サブデータパケット162の少なくとも第2のグループ163_2とともに受信された、チャンネル符号化されたデータの少なくとも第2の部分を、チャンネル符号化されたデータの第1の部分と組み合わせ、かつ第1のクラスのデータを得るために、同じものを復号化するように構成されていてもよい。
図21は、第1のホッピングパターン160に従って、時間、及び周波数に分布された、第1の複数のサブデータパケット162の送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示しており、第1のクラスのチャンネル符号化されたデータは、エラーのない送信で、サブデータパケット162のそれぞれのグループ163_1から163_3が、第1のクラスのデータを得るために、それ自身のために取得されて復号化されるように、第1の複数のサブデータパケット162上に分布される。換言すれば、図21は、できるだけ早期の復号化を可能にするために、電文分割で、チャンネル符号化されたデータのサブパケット上への特別な分割を示している。
したがって、セクション1の休止の減少、またはセクション3の電文受信の代わりに(または、組み合わせの中で)特別なインターリーバ構造は、送信で遅延時間を減少させるために、選択されてもよい。できるだけ知的に、データの分割を実行することを目的とし、それによって、データの復号化の第1の試みは、時間内に、できるだけ早くてもよい。
これを通じて、情報は、複数回送信されなくてもよく、かつ電文分割を用いている既知の送信機とは対称的に、システムの性能に違いはない(すべての送信を考慮したときには)。
以下では、この目的は、符号化レート1/3を用いている従来の符号の例を用いて、さら詳細を記述することであり、しかしながら、それは、また、類似的に、他のチャンネル符号に適用される。
符号化レート1/3(パンクチャリングなしに)の畳み込み符号では、3つの多項式が、符号化で使れる。これらの3つの多項式の出力は、以下のように、サブパケット上に符号化された後に、分布される。第1の多項式のビットは、最初のサブデータパケット(サブデータパケットの第1のグループ163_1)上にマップされるのに対して、第2の多項式のビットは、中央のサブデータパケット(サブデータパケットの第2のグループ163_2)上にマップされるのに対して、第3の多項式のビットは、最後のサブデータパケット(サブデータパケットの第3のグループ163_3)上にマップされる。
この特別な分割を通じて、受信機のために、例に従って、サブパケットの1/3の受信の後に、復号化の試みを開始することは、もうすでに、可能である。もし、この試みが失敗すれば、さらなるデータを受信し、かつそれに応じて、新しい復号化の試みを開始してもよい。
実施の形態では、データ送信機側で、インターリーバは、復号化の試みのために最小限必要とされる情報が、パケットの中にできるだけ早く導入され、かつ転送されてもよいように、設計されてもよい。
実施の形態では、受信機は、多項式0のすべてのデータを受信した後に、すでに、メッセージの復号化を試みてもよい。もしこれが機能しなければ、さらなる情報が受信される。もし、受信機が、受信パラメータの推定を有していれば、それは、代わりに、復号化が合理的であると予想される開始時点を計算してもよい。
9.1.多項式の組み合わせ
例えば、セクション9に従った実施の形態では、もし、多項式1の受信は、いつも不可能である後に、多項式0の第1のサブパケット、及び多項式1の第1のサブパケットが、電文の早期の復合化を伴って、干渉されていれば、多項式2が、同様に受信されなければならない。遅延を改善するために、セクション9の例の第2及び第3の多項式は、インターリーブされてもよい。このような構造は、図22に見られる。
詳細には、図22は、第1のホッピングパターン160に従って、時間、及び周波数に分布された、第1の複数のサブデータパケット162の送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示しており、第1のクラスのチャンネル符号化されたデータは、サブデータパケット162の第1のグループ163_1が、第1の符号化多項式(多項式0)に従って、チャンネル符号化されたデータを備えるように、かつサブデータパケット162の第2のグループ163_2が、複数の符号化多項式(多項式1、及び多項式2)に従って、チャンネルで符号化されたデータを備えるように、第1の複数のサブデータパケット162上に分布される。換言すれば、図22は、できるだけ早く、復号化を可能にするために、電文分割で、サブパケット上に、チャンネル符号化されたデータの特別な分割を示しており、第1の多項式は、最初に用いられ、かつ2つのさらなる多項式が、インターリーブされた形で続く。
多項式0は、すでに、第1のサブパケットに完全に導入されているという事実により、最小の遅延がすでに与えられているが、導入された例のような干渉の場合には、2つの残りの多項式のサブパケットの半分(または、さらにより少ない)を受信するのみで十分である。
実施の形態では、データ送信機側で、インターリーバは、復号化の試みのための最小限必要な情報が、できるだけ早く、パケットの中に導入され、残りはインターリーブされるように設計されてもよい。
実施の形態では、受信機は、多項式0のすべてのデータを受信した後に、すでに、メッセージの復号化を試みてもよい。もしこれが機能しなければ、さらなる情報が受信される。
9.2.相互の情報の支援を伴う復号化の試みの決定
セクション9、及び9.1に従った2つの先の実施の形態では、符号化の試みは、チャンネル特性にかかわらず、実行された。これは、チャンネル特性が悪い場合でも、復号化の試みは、多項式0の受信の後に開始され、それはいつも不成功に終わることを意味する。
実施の形態では、データ受信機110は、サブデータパケット162の第1のグループ163_1が、第1のクラスのデータの成功した復号化のために十分であるかどうか、または、サブデータパケットの第1のグループ163_1及びサブデータパケット162の第2のグループ163_2の組み合わせが、第1のクラスのデータの成功した復号化のために必要とされるかどうかに関する相互の情報の推定に基づいて、決定するように構成されていてもよく、データ受信機は、もし、サブデータパケット162の第1のグループ163_1を示す相互の情報の推定が、第1のクラスのデータの成功した復号化のために十分であれば、第1のクラスのデータを得るために、サブデータパケット162の第1のグループ163_1を復号化するように構成されていてもよく、データ受信機110は、サブデータパケット162の第1のグループ163_1と、サブデータパケット162の第2のグループ163_2の組み合わせを示す相互の情報の推定が、第1のクラスのデータ成功した復号化のために必要であれば、サブデータパケット162の第1のグループ163_1と、サブデータパケット162の第2のグループ163_2を組み合わせ、かつ同じものを復化するように構成されていてもよい。
実施の形態では、LLR(例えば、SNRから)の相互の情報を推定するための方法を備えるという条件で、データ受信機110は、可能な正確な復号化の時点を計算してもよい。
このため、データが正確に復号化されるまで無思慮に実行している復号化の試みは、もはや必要とはされず、受信機での計算能力は、したがって、減少してもよい。
実施の形態では、受信機は、電文の復号化が合理的であることが分かる時点の相互の情報の支援を用いて計算してもよい。
10.遅延の少ないショートメッセージとその後の詳細
実施の形態では、データ送信機100は、サブデータパケット162の第1のグループ163_1が、第1のクラスのデータのコア情報を備え、かつサブデータパケット162の第2のグループ163_2が、第1のクラスのデータの拡張情報を備えるように、第1の複数のサブデータパケット162上に、第1のクラスのデータを分割するように構成されていてもよく、サブデータパケット162の第1のグループ163_1は、サブデータパケット162の第2のグループ163_2よりも時間的に前に送信される。
実施の形態では、データ受信機110は、拡張情報よりも前に、コア情報を得るために、サブデータパケット162の第1のグループ163_1を最初に受信し、かつその次に、サブデータパケット162の第2のグループ163_2を受信するように構成されていてもよい。
図23は、第1のホッピングパターン160に従って、時間、及び周波数に分布された、第1の複数のサブデータパケット162の送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示しており、サブデータパケット162の第1のグループ163_1が、コア情報を備え、かつサブデータパケット162の第2のグループ163_2が、拡張情報を備え、サブデータパケット162の第1のグループ163_1は、サブデータパケット162の第2のグループ163_2よりも時間的に前に送信される。換言すれば、図23は、情報の一部のみが最初に必要とされるので、早期の警報は可能であることを示している。
実施の形態では、多くのアプリケーションは、最初は、イベントが存在する情報、及び装置が送信したイベントに関する情報のみを必要とする。イベントに関するさらなる情報(例えば、工場の中の温度超過、または、引き起こされた警報の原因)は、後ほどにのみ必要とされる。例えば、人員は、多くのケースで、正確な原因を知ることな、イベントの範囲に移動することを開始する。正確な原因は、行程の間に提供されてもよい。
これは、あらかじめ、短い遅延を伴う、イベントについての最も重要な情報(イベント+ID)のみを送信することを可能にするという結果を生じさせる。送信すべきデータの数が減少するために、サブパケットの間の休止は、従来の継続時間の領域の中にあってもよいという結果から、比較的少数のサブパケットが必要とされる。これは、より多くの情報を有する通常の電文の限りにおいては、高い優先順位を有する送信のために、ほぼ同じ干渉ロバスト性(低遅延で)を達成する。これを通じて、望ましい干渉ロバスト性を達成するために、常に、さらなる電文を受信する必要はない。
実施の形態では、データ送信機側で、電文は、イベントの報告のために必要とされる情報のみが、メッセージの前部で導入されるように、構築されてもよい。イベントに関するさらなる情報が、後部に続く。
実施の形態では、データ受信機側で、イベントとその必要な情報を部分的に復号化した後に、イベントは、すでに、転送されており、かつ遅延は、したがって、減少するかもしれない。もし、完全な電文が受信できれば、さらなるデータは、また、利用可能になる。
10.1.ホッピングパターンの割り当て
実施の形態では、データ送信機100は、第1のホッピングパターン162自体がデータ送信機を識別するように、データ送信機100のアドレス情報またはそこから導出された情報を使用して、第1のホッピングパターン162の少なくとも第1のグループのホップを計算するように構成されてもよい。ホッピングパターン162のホップの第2のグループ163_2が、指定されてもよい。
実施の形態では、データ送信機100は、さらに、データ受信機110に符号化された、または、暗号化された、第1のホッピングパターンに関する情報をあらかじめ送信するように構成されていてもよい。
実施の形態では、データ受信機110は、第1のホッピングパターン160、例えば、先に受信された、符号化された、または、暗号化された、第1のホッピングパターンに関する情報に基づいて、データ送信機を識別するように構成されていてもよい。
図24は、第1のホッピングパターン160に従って、時間、及び周波数に分布された、第1の複数のサブデータパケット162の転送での転送チャンネルの例示的な占有を図中に示しており、ここで、ホッピングパターン162のホップの第1のグループ163_1は、データ送信機を識別する。
情報をサブパケットへすべて符号化する代わりに、高い優先順位を有するメッセージの一部は、実施の形態では、ホッピングパターン中に導入されてもよい。センサノードのIDの使用は、それはいくつかの送信のために一定であり、基地局は、したがって、このパターンを探さなければならないだけであるので、ここで、最も合理的なアプローチである。
このように、異なるセンサノードのために、高い優先順位を有するメッセージを送信しているときには、基地局に知られていなければならない、異なるホッピングパターンが存在する。この事実のために、高い優先順位を有するメッセージを送信しているときには、センサノードのIDは、ホッピングパターン中に符号化され、かつ、明示的に転送される必要はない。
システムへの攻撃を避けるために、ノードと、基地局との間のホッピングパターンが秘密にされていれば、合理的である。ホッピングパターンが不明であるので、それは、したがって、見知らぬ他者のために、誤警報が引き起こされる可能性はない。
基地局にホッピングパターンを開示するために、ホッピングパターンのためのいわゆる識別子は、あらかじめ、通常のメッセージの中で(暗号化をともなって)送信されてもよい。使用されるホッピングパターンは、この識別子から計算されてもよい。
セキュリティを維持するために、リプレイ攻撃を避けるために、時間から時間までのホッピングパターンを適用することもさらに可能である。
高い優先順位を有するメッセージの転送で、低遅延を得るために、高い優先順位を有するメッセージの報告のためのホッピングパターンは、通常の電文よりもホップ数が少ない。
実施の形態では、センサノードは、センサノードが、高い優先順位を有するメッセージのための合図として用いるだけの識別子によって、基地局にホッピングパターンを通信してもよい。したがって、IDの明示的な転送は、実行されなくてもよい。
実施の形態では、通常のホッピングパターンに加えて、受信機は、それが知っている、高い優先順位を有するメッセージのための、センサノード・ホッピングパターンの検出を実行してもよい。もし、そのようなパターンが検出されると、実際のIDは、ホッピングパターンとリンクされてもよい。
10.2.短いIDの割り当て
実施の形態では、データ送信機100は、通信ネットワークの基地局から、通信ネットワーク内のデータ送信機100を明確に識別しているアドレス情報よりも短い、短いアドレス情報を得て、及び第1のホッピングパターンを用いて送信しているときには、同じものを用いるように構成されていてもよい。例えば、データ送信機100は、短いアドレス情報から、少なくとも第1のホッピングパターン162のホップのグループを計算するように構成されていてもよく、それによって、第1のホッピングパターン162それ自身は、データ送信機を識別する。
実施の形態では、データ受信機110は、短いアドレス情報に基づいて、データ送信機100を識別するように構成されていてもよい。例えば、データ受信機110は、短いアドレス情報から少なくとも部分的に計算されてもよい、第1のホッピングパターンに基づいて、データ送信機100を識別するように構成されていてもよい。
実施の形態では、データ受信機(例えば、基地局)は、データ送信機100に、通信ネットワークの範囲内で、データ送信機を明確に認識するアドレス情報よりも短い、短いアドレス情報を割り当てるように構成されていてもよい。
センサネットワークでは、典型的に、いくつかの基地局によってサービスさればならない、数100万までのセンサノードが存在する。このような多数の装置のために、一定の長さが、ID(例えば、IP-v6)によって、装置を明確に割り当てるために、必要とされる。
しかしながら、これらの比較的長いIDは、セクション10のコンセプトと組み合わせることが困難である。
しかしながら、基地局ごとのセンサノードの数は、より少なく、かつすべての装置が、高い優先順位を有するメッセージを送信しなくてもよいので、これらの装置には基地局によって、短いIDが、提供されてもよい。
この短いIDは、そのとき、高い優先順位を有するメッセージの送信中で用いられる。基地局では、実際のIDは、短いIDから再マッピングされる。
短いIDは、センサネットワーク中で、繰り返されてもよいが、基地局内のすべてのセンサノードが明確な短いIDを有することが、重要である。
実施の形態では、送信機側で、短いIDは、高い優先順位を有するメッセージの送信のために用いられてもよく、例えば、基地局は、短いIDを、接続された装置に割り当てる。
実施の形態では、受信機は、オリジナルのID上に、短いIDを再マッピングしてもよい。
10.3.グループへの短いIDの割り当て
実施の形態では、短いアドレス情報は、データ送信機100のグループに割り当てられてもよく、データ送信機のグループは、空間的に関連した領域に配置されてもよい。
例えば、データ受信機110は、短いアドレス情報を、データ送信機110のグループに割り当てるように構成されていてもよく、データ送信機のグループは、空間的に関連した領域に配置される。
いくつかのイベント発生器が一緒に近くに設置されることは、しばしばある(例えば、ビル中に)。この場合には、対抗策を計画するために、正確なイベント発生器を、すぐに知る必要はない。人員を危険な領域に派遣するために、ビルを知っておくことは、重要であることが多い。
このような理由のために、いわゆるグループショートIDを割り当てることも可能である。すなわち、基地局内の複数の送信機は、同じ短いIDを提供される。これにより、最初に、短いIDを基地局内の元のIDに、正確に割り当てることは不可能である。
例えば、完全なIDは、メッセージの後ろの部分の中に導入されることができる、または、分離したメッセージとして送信されることができる。
実施の形態では、データ送信機側で、短いIDは、高い優先順位を有するメッセージの送信のために用いられてもよく、基地局は、接続されたセンサノードに、短いIDを割り当ててもよく、IDは、センサノードの所属に従って、複数回、割り当てられてもよい。
実施の形態では、短いIDを受信したときに、受信機は、最初に、短いIDの所属のみを転送してもよい。すべてのIDを受信した後に、同じものを、出力してもよい。
10.4.優先度の高いメッセージのための短縮
実施の形態では、第1のクラスのデータは、センサ値から導出された短い情報であかつセンサ値よりも短くされていてもよい。
実施の形態では、データ受信機110は、短い情報を備える第1のクラスのデータを受信したときに、短い情報を既知のセンサ値と関連付けるように構成されていてもよい。
高い優先順位を有するメッセージでは、情報は、大部分が、いくつかの可能性のある事象に限定されることがある。例えば、警報は、警報の可能性はとても少ない数しかない。
例えば、それは、したがって、警報のための煙検出器の全体のセンサ値を送信する必要はなく、それは、煙検出器が作動した旨の警報通知を送信すれば十分である。
一般的に、すべての基地局は、すべての種類のセンサノードが、個々の基地局と通信するわけではないので、高い優先順位(イベント)を有する異なるメッセージのすべての種類を処理しないといけないわけではない。
ここで、受信しなければならない高い優先順位を有する異なる種類のメッセージを知ることは、基地局にとって有益である。
このメッセージの種類の設定から、基地局は、それぞれのイベントに、略語(短いIDに類似した)を割り当ててもよいが、IDではなく、メッセージ内容を割り当て、かつ対応するセンサノードに同じものを送信する。
短いメッセージ、及び対応するメッセージ・タイプの組み合わせは、基地局の間で異なっていてもよく、換言すれば、短いメッセージは、異なる基地局では、異なる意味を有していてもよい。
これは、高い優先順位を有するイベントの中で送信されるデータ量を大幅に減少でき、及びしたがって、送信されるサブパケットの数を減少でき、結果として転送の待ち時間を低減できる。
もし、さらなる情報が、遅い時点で、メッセージ・タイプに加えて必要とされると、それは、セクション10に従って添付されることもでき、または、追加の電文で送信できる。
実施の形態では、高い優先順位を有する異なるメッセージ・タイプのクラスは、それぞれの基地局のために、定義されてもよい。対応するセンサノードに通信される短いメッセージは、このクラスの範囲内で異なるイベントに割り当てられてもよい。
実施の形態では、短いメッセージを受信すると、受信機は、定義されたクラスの支援を用いて、短いメッセージのタイプを決定し、かつ同じものを転送してもよい。
10.5.頻繁に送信されるメッセージ部分の省略
実施の形態では、第1のクラスのデータは、センサ値から導出された短い情報であってセンサ値よりも短てもよく、データ送信機は、データ受信機に、あらかじめ、短い情報、及び短い情報に関連付けられたセンサ値、または、短い情報に関連付けられたセンサ値のグループを送信するように構成されていてもよい。
実施の形態では、データ受信機110は、データ送信機から、あらかじめ、短い情報、及び短い情報に関連付けられたセンサ値、または、短い情報に関連付けられたセンサ値のグループを受信するように構成されていてもよく、データ受信機110は、短い情報を備える第1のクラスのデータを受信したときに、既知のセンサ値、または、センサ値のグループを有する短い情報を関連付けるように構成されていてもよい。
換言すれば、セクション9.3に類似して、繰り返し、または、頻繁に送信されたメッセージ部分の省略形は、また、高い優先順位のないメッセージで、または、高い優先順位を有するメッセージに続く詳細の中で用いられてもよい。
この最後に、基地局は、あらかじめ、どのメッセージ部分が、さらに連続して繰り返し起きるのかに関する情報が提供されていなければならない。例えば、これらは、センサからのセンサ値であってもよく、より低い4バイトADC値のみが、データのディジタル化の後に変調される。したがって、この例では、繰り返し起きるメッセージは、いつも0であるセンサ値のMSB(最上位バイト)であろう。
もし、基地局が、それに接続されたセンサノードの繰り返されるメッセージ部分についての先の知識を有していなければ、繰り返される部分の検出のために、受信データの測定、及び分析が実行されてもよい。
さらに繰り返し起きるメッセージ部分が検出された場合には、テーブル、または、算術符号化、または、ハフマン符号により、より短いメッセージに変換されてもよいし、メッセージの数を減少させるために他の方法が用いられてもよい。
実施の形態では、異なる繰り返されるメッセージ部分のクラスは、それぞれの基地局のために(または、グローバルにさえ)定義されてもよい。このクラスの範囲内の異なるイベントは、対応するセンサノードに伝えられる、(表、または、符号化による)短いメッセージを用いて割り当てられる。
実施の形態では、短いメッセージを受信すると、受信機は、定義されたクラスの支援を用いて、実際のメッセージに、短いメッセージを変換し、かつ同じものを転送してもよい。
11.特定のホッピングパターン、または、パイロットシーケンス
11.1.優先メッセージのための特定のホッピングパターン
実施の形態では、第1のホッピングパターンは、使用の周波数、および/または、優先順位に従って、データ受信機(例えば、基地局)110によって、データ送信機に割り当てられてもよい。
センサネットワーク中の非常に多数のセンサノード(数千のセンサノード)のために、干渉は、主に/頻繁に、センサノード間で、自己干渉を導く。
電文分割では、もし、2つの送信機が、サブパケットの継続時間の範囲内に、同じホッピングパターンを用いて、送信を開始すると、サブパケットが全体的にオーバーラップする結果となるため、自己干渉が問題になる。
もし、メッセージが低遅延、及び高い優先順位を伴って送信されると、通常の送信のためよりも、このために異なったホッピングパターンを用いることは、最良である。
しかしながら、通常は、特定の数のパターンのみが、受信機で検出されるので、警報のための、それ自身が有するホッピングパターンを用いる、それぞれのセンサノードを提供することは不可能である。したがって、いくつかのノードは、特定のホッピングパターンを共有しなければならない。
通常、基地局は、どのようなノードがそれと通信するのか、及びどれくらいのノードが高い優先順位を伴うメッセージを送信するのかを知っている。したがって、もし、基地局が、使用の優先順位、及び周波数に依存して、対応するセンサノードに高い優先順位を有するメッセージのための利用可能なホッピングパターンを割り当てることは、有益である。
実施の形態では、基地局は、センサノードに、高い優先順位を伴うメッセージのために用いられてもよい、特定のホッピングパターンを割り当ててもよい。
11.2.優先メッセージのための階段ホッピングパターン
セクション11.1の中のさらなるホッピングパターンの定義を通じて、受信機は、同様に、これらのホッピングパターンのための検出を実行しなければならない。もし、受信機の計算能力は、通常のホッピングパターンが、受信機のすべての計算能力をほとんど必要とするように構成されていれば、高い優先順位を有するメッセージのためのホッピングパターンは、通常モードのすべてのホッピングパターンがもはや支援されない限り、加えられることはできない。しかしながら、この実行の結果、通常の電文のための性能が低下する。
この問題を解決するために、非常に低い計算量で検出される可能性のあるホッピングパターンが、高い優先順位を有するメッセージのために用いられてもよい。
実施の形態では、第1のホッピングパターン160は、図25に示すように、第1のホッピングパターン160に従って送信されたサブデータパケット162が、互いに関して、同じ時間間隔、及び周波数間隔と、を備えるように、生成されてもよい。
詳細には、図25は、第1のホッピングパターン160に従って送信されたサブデータパケット162が、互いに関して、同じ時間間隔、及び周波数間隔と、を備えるように、第1のホッピングパターン160に従って、時間、及び周波数に分布された、第1の複数のサブデータパケット162の送信での送信チャンネルの例示的な占有を図の中に示している。換言すれば、図25は、階段ホッピングパターンを用いている、電文の送信を示している。
図25に見られるように、とても低い計算努力を用いて検出されてもよい、いわゆる階段ホッピングパターンは有益である。階段ホッピングパターンでは、連続するサブパケットの周波数は、2つのサブデータパケット間の相違は、いつも同じであるように、選択される。サブパケットの間の休止は、オプションで(さらなる計算努力を減少させるために)、等距離である(すなわち、すべての休止は、同じ長さである)。
受信機では、電文のように(ちょうど、通常の電文を有するように)、水晶許容誤差によって引起こされた周波数オフセットを持って到達する。通常のホッピングパターンを用いて、電文を検出するときには、サブパケットの間の周波数間隔が、同じではないので、検出は、すべての可能な周波数偏移にわたって実行されなければならない。
階段ホッピングパターンの場合には、すべての電文は、周波数シフトを通じて、シフトされ、かつサブパケットの間の相対的な周波数間隔は、まだ一定なので、小さな範囲を通じて、サーチすれば十分である。図26は、受信機での電文を示しており、前記電文は、周波数オフセットなしに受信されており、それは、完全に検出範囲にある。これに加えて、図27は、さらに、それぞれ、正、及び負の周波数オフセットを有する、受信機に到達した2つの電文を示している。電文は、いまや、部分的にのみ、検出範囲にある。
検出のために、相関、検出範囲内のすべての可能な周波数で、個々のサブパケット(または、相関性の種類)の全体で、最初に実行される。この部分的な相関の結果は、そのとき、電文のホッピングパターンに従って、加えられる。
サブパケットの間の周波数間隔は、等距離なので、これは、正確に、階段ホッピングパターンのメリットが、明確になる。周波数オフセットが発生した場合には、電文の検出は、検出範囲内の、残りのサブパケットで実行される。
しかしながら、これは、受信機が、もはや、必ずしも電文の開始を検出するのではなく、周波数オフセットに依存する電内の任意の位置を検出することになる事実が結果として生じる。
したがって、電文を検出しているときには、電文の開始時間のさらなる決定は、その後に実行されるべきである。
階段関数としてのホッピングパターンを選択するさらなるメリットは、それぞれの周波数が、一度、占有されるだけでよく、かつ信号の帯域幅が最大化されることである。これは、他のシステムからの外部干渉に対して、より良い干渉ロバスト性を生じさせる結果になる。
しかしながら、このアプローチは、自己干渉ロバスト性が減少するので、システムの能力が減少するというデメリットも有する。しかしながら、これは、もし、通常のメッセージと高い優先順位を有する低遅延メッセージが、異なるホッピングパターンを用いれば、問題ではない。
実施の形態では、(データ送信側で)、ホッピングパターン162は、2つのサブパケットの間のすべての周波数間隔が、等距離になるように、かつ休止がオプションで、同じ長さにもなるようにも、選択されてもよい。
実施の形態では、(受信機側で)、階段ホッピングパターンのための検出範囲は、通常のホッピングパターンよりも小さくてもよい。階段ホッピングパターンの検出の後に、正確な開始時間のさらなる分析が実行される。
11.3.優先メッセージのための特定のパイロットシーケンス
データの量を減少することによって、低遅延を伴う、高い優先順位を有するメッセージの送信が可能になるいわゆるショートIDは、セクション10.2において定義された。
データの量を減少させるためのさらなるアプローチは、短いID、または、すべてのIDの一部分、または、パイロットシーケンス中へのメッセージのどのような部分でも符号化すべきことである。もし、少ない可能性(高い優先順位を有する異なるメッセージの種類のためのような)のみが格納されていれば、受信機で、シーケンスの検索を実行すること、及びしたがって、仮説検定によって、パイロットシーケンスの中で送信された情報を抽出することは可能である。
実施の形態では、データ送信機100は、第1のクラスのデータの少なくとも一部、第1のクラス、データ送信機100のアドレス情報、または、データ送信機100の短いアドレス情報から、データ受信機110中の第1の複数のサブデータパケット162の同期のための同期シーケンスの少なくとも一部を計算するように構成されていてもよい。
例えば、短いIDは、4つの異なった優先タイプを明示してもよい、2ビットの長さを有していてもよい。パイロットシーケンスにこれら4つの異なるタイプを変調するために、4つの異なるシーケンスが存在しなければならないかもれない。
可能な限り直交し、及び受信機によって検出され、かつ、認識される、4つのシーケンスを開発することは可能である。しかしながら、これは、4つのパイロットシーケンスの並行した検出を含む。
もし、パイロットシーケンスがいくつかの部分(例えば、少なくとも4つ)に分割され、かつ追加がパイロットシーケンスの一部の間で矛盾して実行されると(WO 2017/167366参照)、シンボルの位相オフセットが、パイロットシーケンスの中の情報を明示するために、できる限り直交した、いくつかのシーケンスを用いる代わりに、用いられてもよい。この場合には、4つのシーケンスの検出は、一緒に実行されるが、パイロットシーケンス部分の位相情報(または、パイロットシーケンス部分間の位相情報)の分析は、復号器で実行されなければならない。
セクション7.1に類似して、すべての同期シーケンスを変更しないで、かつ同期のために(まだ一定の)同期シーケンスの残りの部分を用いることは可能である。
実施の形態では、データ送信機側で、パイロットシーケンスは、メッセージ・タイプ、または、高い優先順位を有するメッセージのデータの一部分に依存してもよい。
実施の形態では、受信機は、仮説検定によって、送信されたパイロットシーケンスを決定してもよく、かつ高い優先順位を有するメッセージのデータのタイプ、または、データの一部分を抽出するために、これを用いてもよい。
12.電文におけるデータレートの適用
12.1.データレートの急激な適用
実施の形態では、データ送信機100は、第1のクラスのデータをチャンネル符号化し、かつ第1のホッピングパターン160を用いて、同じものを送信するように構成されていてもよく、データ送信機100は、エラーのない送信で、サブデータパケットの第1のグループのみが、第1のクラスのデータの成功した復号化のために必要とされるように、かつエラーのない送信で、より高い符号化利得が、サブデータパケットの第1のグループと、サブデータパケットの第2のグループの組み合わせを通じて、達成されるように、第1の複数のサブデータパケット162上にチャンネル符号化された第1のクラスのデータを分布されるように構成されていてもよく、データ送信機100は、サブデータパケットの第2のグループとは異なったデータレートを用いて、サブデータパケットの第1のグループを送信するように構成されていてもよい。
実施の形態では、データ受信機110は、第1のクラスのデータを得るために、サブデータパケット162の第1のグループとともに受信された、チャンネル符号化されたデータの第1の部分を復号化し、もし、第1のクラスのデータの復号化が成功しなければ、より高い符号化利得を達成するために、サブデータパケット162の少なくとも第2のグループとともに受信された、チャンネル符号化されたデータの少なくとも第2の部分を、チャンネルで符号化されたデータの第1の部分と組み合わせ、かつ第1のクラスのデータを得るために、同じものを復号化するように構成されていてもよい。
実施の形態では、データレートの適用、または、セクション1.4のすべての電文の変調方法の代わりに、電文の間に、データレートを適用することも可能である。すなわち、より高いデータレートは、早期の復号化のために最小限必要な情報をできるだけ早く送信できるようにするために、いつも、メッセージの始めに選択される。この最小限必要な情報が送信された後に、データレートは減少し、したがって、すべてのさらなるサブデータパケットは、より長い送信継続時間、及びしたがって、高い遅延を有する。
オプションで、データレートの変化の前に、少数の追加の冗長サブデータパケットが添付されてもよく、これは干渉の場合に、受信機によって用いられてもよい。
したがって、サブデータパケットで試みられる復号化は、また、もし、少数のサブパケットが、干渉のために、使用できなければ、より高いデータレートを用いて、成功するかもしれない。
セクション1.4に対して、このアプローチは、送信のリンク・バジェットは、データレートの減少を促進することを伴う遅延の増加に伴って増加するメリットを有する。したがって、限定された範囲でのSNRを有する受信機に到達している送信機は、セクション1.4でのアプローチを用いて、受信されることはできないが、データレートを適用しているときには、受信されることができる(しかしながら、高遅延を受け入れなければならない)。
いくつかの場合には、高いデータレートを用いる送信の検出は、可能ではないか、または、失敗するかもしれない(例えば、干渉、または、ノイズのために)。この場合には、検出は、より低いデータレートを用いるサブパケットの送信のみで起きる。したがって、2つの部分のそれぞれが、それ自身のために復号化されてもよいように、符号化、及びインターリーブを選択することは有益である、しかしながら、2つの組み合わせは、復号化のために用いられてもよい。
オプションで、データレートの変化の後に、いくつかの追加の冗長サブパケットが、添付されてもよく、これは干渉の場合に、受信機によって用いられてもよい。
実施の形態では、(データ送信機側で)データレートは、電文の範囲内で変化するかもしれない。この場合には、変化は、より高いデータレートで受信されたすべて、または、一部のサブパケットを、できるだけ早く、早い復号化を可能にするように選択される。
実施の形態では、受信機は、より高いデータレートを用いる、サブパケットの全部、または、一部の受信の後に、電文の復号化を試みてもよい。もしこれが失敗すれば、さらなるサブパケットが、より低いデータレートを用いて受信される。
12.2.データレートの逐次適用
実施の形態では、データ送信機100は、第1のクラスのデータをチャンネル符号化し、かつ同じものを第1の複数のサブデータパケット162上に分割するように構成されていてもよく、データ送信機100は、サブデータパケット162が送信されるデータレートを連続して、増加、または、減少するように構成されていてもよい。
実施の形態では、データレートの突然の適応の代わりに、データレートは、電文の範囲内で、連続して適応される(直線的に増加される)。すなわち、データレートは、送信されたサブパケットの数の増加に伴って、減少する(または、増加する)。
セクション2.2に類似して、これは、復号化が合理的であると分かるときに関しては、受信機100は、受信パラメータに基づいて、決定してもよい。原則として、これは、先のアプローチでも可能であるが、しかしながら、遅延はこの状況に関しては最適化されない。
例えば、セクション12.1の実施の形態では、もし、1つ以上のサブパケットが、より高いデータレートを用いて送信されたサブパケットよりも必要とされれば、より低いデータレートを用いて、現在、後に続くサブパケットは、より長い送信継続時間を有しているので、遅延は増加する。
もし、データレートが、連続して増加すれば、上記の例の中で、遅延は、また、増加するが、しかしながら、データレートの突然の適応を用いることは、多くはない。
実施の形態では、データ送信機側で、データレートは、電文の範囲内で変化してもよく、電文の範囲内で、いくつかの異なるデータレートが存在する。例えば、データレートは、直線的に増加するように、選択されてもよい。
実施の形態では、受信機は、受信パラメータ(SNR、干渉)に基づいて、どれくらいの数のサブパケットが、早期の復号化、及びサブパケット数に従った受信のために必要なのかを決定してもよい。この場合には、データレートは、送信機で選択された方法に従って、連続して適用される。
13.サブパケット長さの連続した適応
実施の形態では、第1の複数のサブデータパケット162のサブデータパケットの長さは、送信されたサブデータパケットの数の増加とともに、減少、または、増加してもよい。
図28は、第1のホッピングパターン160に従って、時間、及び周波数に分布された、第1の複数のサブデータパケット162の送信での送信チャンネルの例示的な占有を、図中に示しており、サブデータパケットの長さは、送信されたサブデータパケット数の増加とともに、減少してもよい。
れば、連続して変化しているデータレート(セクション12.2を参照されたい)に類似して、実施例においてサブパケットの長さは、送信されたサブパケットの数を用いて変化してもよい。つまり、サブパケットの長さは、送信されたサブデータパケット数とともに、減少、または、増加してもよい。
送信されるデータの大部分(または、情報のすべて)は、すでに、第1のサブパケットに(または、第1の、2、3、4・・・の中に)導入されている。したがって、第2の、または、第3のサブパケットからの開始は、冗長的に起きる。
これに応じて、受信機は、第2の、または、第3の受信されたサブデータパケットの後に、復号化の試みを開始してもよく、かつ第1の復号化の試みが合理的であると考えられるときに関しては、受信パラメータ(SNR、干渉のレベル)に基づいて、決定されてもよい。
このアプローチを通じて、セクション2に類似して、遅延は、受信パラメータに依存する。したがって、より良い受信パラメータを有するノードは、不十分な受信パラメータを有するノードよりも、より低い遅延を有する。
実施の形態では、データ送信機側で、サブデータパケットの長さは、電文の範囲内で変化してもよく、長さは、すでに送信されたサブパケットの数に依存する。
実施の形態では、受信機は、すべての必要な情報が受信されると、すぐに、復号化の試みを開始し、かつ、そうでなければ、どれくらいの数のサブデータパケットが早い復号化、及びこのサブパケットの数の受信のために、必要とされるのかに関して、受信パラメータ(SNR、干渉)に基づいて、決定してもよい。
14.送信能力の適応
特定の環境では、上述の実施の形態は、もし、電文の受信パラメータ(SBR、干渉のレベル)が良好であれば、遅延の減少は、いつも達成されるのみであるというデメリットを有する。
しかしながら、一般的な、電文ネットワークは、受信が制限される(不十分なSNR、および/または、強い干渉)センサノードがいつも存在するように構成される。遅延の減少は、先のコンセプトを有するこれらのノードのためには可能である、しかしながら、良好な受信パラメータを有する送信機のためには可能ではない。
この問題を解決するために、基地局は、センサノードに、受信パラメータに基づいて、すべての放射のために用いられる、または、高い優先順位を有する電文のためのみに適用されるかのいずれか一方で、異なる送信電力を割り当ててもよい。したがって、それは、もし、必要であれば、低遅延を伴うメッセージの送信のために、不十分な受信パラメータを有するセンサノードのために、可能でもある。
実施の形態では、個々のノードの送信電力は、基地局によって明示されてもよく、かつ受信パラメータに基づいて決定されたものが存在してもよい。
15.ホッピングパターンの生成
以下では、ホッピングパターンを生成するための方法の実施の形態が、さらに詳細に記述される。詳しくは、図29は、ホッピングパターンによって、単一(例えば、1回)のデータの転送のためのホッピングパターンを生成する方法を示しており、これに対し、図30は、2つのホッピングパターンによって、データを繰り返し転送するためのホッピングパターンを生成する方法を示している。
図29は、実施の形態に従った、ホッピングパターンの設定を生成するための方法200のフロー図を示している。方法200は、複数のホッピングパターンをランダムに生成しているステップ202を含み、ホッピングパターンは、時間、及び周波数に分布された、少なくとも2つのホップを備える。方法200は、さらに、複数のホッピングパターンから特定された自己相関特性を有するホッピングパターンを得るために、自己相関関数特定された自己相関特性を備えるホッピングパターンを選択するステップ204を含む。
実施の形態では、自己相関関数側の最大値が特定された最小限の振幅閾値を超えないホッピングパターンは、特定された自己相関特性を満たすかもしれない。例えば、振幅閾値は、ホッピングパターンが再分割される複数のクラスターの、クラスターのホップの数に等しくてもよい。例えば、クラスターは、互いに関して、同じ時間間隔、および/または、周波数間隔を備えたホップの数であってもよい。
実施の形態では、それぞれの自己相関関数の最大振幅値の特定された数の全体で形成された小計が特定された閾値よりも小さいホッピングパターンは、特定された自己相関特性を満たしているかもしれない。ここで、閾値は、少なくとも、2つのホッピングパターン(または、特定された数のホッピングパターン)が、特定された自己相関特性を満たすように、選択されてもよい。
図29に見られるように、方法200は、さらに、特定された自己相関特性を有するホッピングパターンの間の相互相関関数を計算するステップ206を備えてもよい。さらに、方法200は、特定された自己相関特性を有するホッピングパターンから、ホッピングパターンを選択するステップ208を備え、ホッピングパターンの相互相関関数は、特定された自己相関特性、及び特定された相互相関特性を有するホッピングパターンを得るために、特定された相互相関特性を備える。
実施の形態では、最小の小計がそれぞれの相互相関関数の最大振幅値の特定された数の全体で形成された、ホッピングパターンは、特定された相関関数特性を満たしていてもよい。
図30は、ホッピングパターンの第1の設定、及びホッピングパターンの第2の設定を生成するための方法210のフロー図を示している。方法210は、ホッピングパターンの第1の設定のための複数のホッピングパターン、及びホッピングパターンの第2の設定のための複数のホッピングパターンのランダムな生成212を含み、ホッピングパターンは、周波数、及び時間に分布された、少なくとも2つのホップと、を備え、ホッピングパターンの第1の設定のための複数のホッピングパターン、及びホッピングパターンの第2の設定のための複数のホッピングパターンは、異なる。これに加えて、方法210は、ホッピングパターンの第1の設定のための複数のホッピングパターンから、選択すること214を含み、ホッピングパターンの自己相関関数は、ホッピングパターンの第1の設定のためのあらかじめ設定された自己相関特性を有するホッピングパターンを得るために、及びホッピングパターンの第2の設定のための複数のホッピングパターンから、選択するために、あらかじめ設定された自己相関特性と、を備え、ホッピングパターンの自己相関関数は、ホッピングパターンの第2の設定のためのあらかじめ設定された自己相関特性を有するホッピングパターンを得るために、あらかじめ設定された自己相関特性を備える。
実施の形態では、ホッピングパターンの第2の設定のためのホッピングパターンのホップの時間間隔は、ホッピングパターンの第1の設定のためのホッピングパターンのホップのうちの1つの時間的な長さと少なくとも同じぐらいの大きさであってもよい。
Figure 0007303190000009
実施の形態では、あらかじめ設定された自己相関特性は、ホッピングパターンの自己相関関数の第2の最大値があらかじめ設定された最小の振幅閾値を超えないことによって、満たされてもよい。例えば、振幅閾値は、ホッピングパターンに分割された、複数のクラスターのホップの数に等しくてもよい。例えば、クラスターは、互いに関して、同じ時間、及び/または周波数間隔を有しているホップの数であってもよい。
実施の形態では、あらかじめ設定された自己相関特性は、それぞれの自己相関関数の最大振幅値のあらかじめ設定された数の全体で形成された小計が、あらかじめ設定された閾値よりも小さいホッピングパターンによって、満たされてもよい。ここで、閾値は、少なくとも2つのホッピングパターン(または、ホッピングパターンのあらかじめ設定された数)が、あらかじめ設定された自己相関特性を満たすように、選択されてもよい。
図30に見られるように、方法210は、ホッピングパターンの第1の設定のためのあらかじめ設定された自己相関特性を有するホッピングパターンの間の相互相関関数、及びホッピングパターンの第2の設定のためのあらかじめ設定された自己相関特性を有するホッピングパターン間の相互相関関数を計算すること216を備える。さらに、方法は、ホッピングパターンの第1の設定のためのあらかじめ設定された自己相関特性を有するホッピングパターンから、選択すること218を備え、ホッピングパターンの相互相関関数は、ホッピングパターンの第2の設定のためのあらかじめ設定された自己相関特性を有するホッピングパターンから、あらかじめ設定された相互相関特性を有するホッピングパターン、及びあらかじめ設定された相互相関特性を得るために、あらかじめ設定された相互相関特性を備え、ホッピングパターンの自己相関関数は、ホッピングパターンの第2の設定のためのあらかじめ設定された自己相関特性、及びあらかじめ設定された相互相関特性を有するホッピングパターンを得るために、あらかじめ設定された自己相関特性を備える。
実施の形態では、あらかじめ設定された相互相関特性は、それぞれの相互相関関数のあらかじめ設定された、最大振幅値の全体で形成された、ホッピングパターンの最も小さい小計によって満たされてもよい。
15.1.TSMAのためのホッピングパターンの生成
例えば、図29、または、図30に示された方法を用いて生成されたホッピングパターンは、いわゆる"電文分割多重アクセス(TSMA)"方法を用いて、多くのセンサノードから基地局への、一方向性の、または、双方向性のデータ送信のためのシステムに用いられてもよい。
TSMAでは、メッセージの送信は、互いに異なる長さの送信が存在しない時間間隔の間に、複数の短いバースト(=ホップ、または、サブデータパケット)142に再分割される。ここで、バースト142は、実、及び疑似乱数原理に従って、全体の時間、及び全体の利用可能な周波数にわたって分されてもよい。
電文分割のこのアプローチは、それらが、それら自身から、または、外部システムから来たかどうかに係わらず、他のセンサノードの干渉に対する、特に大きなロバスト性を提供する。特に、センサノードそれ自身の中の干渉ロバスト性は、時間領域、及び周波数領域でも、できるだけ均等に、さまざまなユーザの信号バーストに分布することによって達成される。
このランダムのような分配は、さまざまな手段、例えば、(1)周波数に関する、水晶基準発振器の避けられない許容範囲の偏差によって、(2)ランダムな非同期チャンネルアクセスによる時間領域中の任意の精度、(3)異なるホッピングパターンへの異なるセンサノードの異なるバーストの配置によって、達成されてもよい。
データ送信機で失敗の可能性のさらなる増加を達成するために、ペイロードデータを送信するときには、時間/周波数ダイバーシティ用いられてもよい。サブデータパケット(バースト)は、時間オフセット方法で、少なくとも2回、例えば、できるだけ異なるホッピングパターン、及び例えば、できるだけ異なる周波数帯域で送信されてもよい。センサノードの1回だけの送信は、信号の送信のために可能なので、ホッピングパターンの間に配置された時間的なバーストに関する特定の制限は、インターリーブを繰り返す結果を生じさせる。繰り返される場合の中での第1の、及び第2の送信のインターリーブされた配置は、以下でさらに詳細に説明される。
多様性冗長信号は、すべての可能な方法、例えば、最大比合成(MRC)、等利得合成、スキャニング/スイッチング合成、あるいは選択合成で、受信機側で組み合わされてもよい。しかしながら、そのような多様性冗長ホッピングパターンのように設計するときは、結合器が、できるだけ単純な方法で、第1の送信の代わりに送信された繰り返しを検出すべきである。
そのようなホッピングパターンの設計、及び最適化は、以下に詳細に記述される。
送信方法TSMAでは、図31aaに記述されたように、データパケット120の個々のバースト(以下で、フレームとしても参照される)は、時間の全体、及び周波数の全体にも分布される。
詳細には、図31aは、TSMAホッピングパターン140を有するフレーム120の構造を図中に示している。この場合、縦座標は、周波数、または、チャンネル(周波数チャンネル)を記述しており、横座標は、時間を記述している。
Figure 0007303190000010
Figure 0007303190000011
Figure 0007303190000012
以下のシステムの想定、及び限界は、1つ以上のTSMAパターンの設計に関して考慮されてもよい。
Figure 0007303190000013
上述のポイント1)から3)は、1回(一度、または、繰り返されない)で送信されたデータ(ペイロードデータ)のためのホッピングパターンの設計のための基本として用いられてもよい。
データ送信機で、失敗の可能性をさらに増加させるために、インターリーブされた繰り返しの形式での時間/周波数ダイバーシティは、ペイロードデータを送信するときに、オプションで、用いられてもよい。この場合には、繰り返されるべき、2つのホッピングパターンのバースト(=ホップ、または、サブデータパケット)142は、例えば、図31に示されるように、フレームごとに、時間的にインターリーブされてもよい。2つの繰り返しのために必要とされる送信時間をできるだけ短く維持するために、交互のインターリーブされた配置は、第1/第2のバーストの交互の送信に、用いられてもよい。
以下では、最近設計されたホッピングパターンのために存在するどのようなさらなる条件が必要かが記述される。繰り返しデータを送信するための新しいホッピングパターンは、一度送信されたホッピングパターンと、任意に、一致してもよく、換言すれば、可能な限り低い相互相関を有してもよい。
(4)周波数ホッピングパターンの選択。TSMAホッピングパターンは、a)他のシステム(帯域幅も干渉の継続時間も、ここでわかっていない)からの外部干渉に対して、及びb)それ自らのシステムからの干渉に対して、強固であるべきである。任意に、それは、c)受信機のために、特に、最大比合成を用いるときに、送信の間の識別のために、繰り返すことなく、できるだけ簡単にされる。実施例a)、及びc)は、設計過程に依存しておらず、かつあらかじめ決定されてもよい。例えば、外部インターフェースに対する、改良された、または、同等の最大の干渉ロバスト性は、2つの異なる周波数帯域中に、繰り返される2つのフレームを置くことによって達成されてもよい(それらのそれぞれのL周波数チャンネルを用いて)。より長い周波数距離(図31b参照)、より低いより低い外部干渉の可能性は、同時に、両方のフレームを用いて、干渉することができる。詳細には、図31bは、第1のホッピングパターン140_1、及び第2のホッピングパターン140_2によって、繰り返されたデータの送信での、2つ周波数チャンネル150_1、及び150_2の占有を図の中に示している。ここで、縦座標は、周波数を記述しており、横座標は、時間を記述している。換言すれば、図31bは、2つの異なる周波数帯域を用いているときの、繰り返しを伴う、インターリーブされたフレーム送信を示している。
例えば、受信機(データ受信機)は、もし、異なるホッピングパターンが2つの送信タイプに用いられると、送信の間で区別されてもよく、かつホッピングパターンに基づいて繰り返されなくてもよい。一般的な適用可能性の制限なしに、セクション3.2に示されたホッピングパターンは、繰り返しなしに送信するために用いられてもよく、かつセクション3.3に示されたホッピングパターンは、繰り返しを用いる送信で用いられてもよく、例えば、原則として、異なる(新しい) ホッピングパターンは、第2の送信に匹敵する、繰り返しモードの中の第1の送信で用いられてもよい。しかしながら、単独のホッピングパターンの使用は、対応する以下に述べる方法を用いているときには、繰り返しモードの中で、すべての送信のために十分である。これに加えて、この方法は、また、受信機のために、繰り返しモード中の、同じパターン中で、同時に個々のバーストを検出することを容易にする。
Figure 0007303190000014
Figure 0007303190000015
上述の制限を考慮すると、図32に示すTSMAパターン140の構造が生じる。
詳細には、図32は、TSMAホッピングパターン140の構造の概略図を図中に示している。この場合には、縦軸は、周波数チャンネルの周波数を記述しており、横軸は、時間を示している。換言すれば、図9は、クラスター配置、及び周波数占有を伴うTSMAホッピングパターンの構造を示している。
Figure 0007303190000016
これは、以下の周波数チャンネル占有に関する自由度を生じさせる結果になる。8つのクラスター中の3つのバーストは、それぞれ、互いに関する同じ周波数間隔を有し、少なくとも8のさらなる周波数帯域は、3つのバーストの基本的な割り当てのための28の周波数帯域の最大のゆれを残して、予約されてもよい。例えば、3つの異なる周波数帯域を用いて、どのような相的な配置も実行されてもよい。基本配置(1,28,14)、または、(1,24,12)の場合のように、例えば、近隣のバーストでの最長の可能な周波数ゆれは、後の最適化に関連したメリットがあることを証明する。互いに関する個々のクラスターの配置は、ランダムに生じてもよい。例えば、基本配置(1,28,14)において、数字の順序{1,2,3,4,5,6,7,8}は、互いに関して、任意に変更されてもよく(Matlabコマンド:randperm(8))、かつこれら8つの異なるそれぞれの値は、8つのクラスター中のバーストの周波数配置を得るために、基本配置に加えられてもよい。基本配置(1,24,12)において、12の開始値(Matlabコマンド:randperm(12))の並べ替えですら可能である。そして、最初の8つの値は、対応する基本配置(1,24,12)に再び加えられてもよい。もし、ホッピングパターンの2つのグループ、例えば、8つのホッピングパターンの2つのグループが繰り返しの有無に関係なく、設計されていれば、異なる周波数を一掃することを伴う2つの基本配置を用いることが推奨される。この場合には、完全なクラスターは、グループ間で衝突しないかもしれない。
Figure 0007303190000017
"電文分割多重アクセス(TSMA)"方法では、メッセージは、ホッピングパターン140に従った、時間方向、及び周波数方向の中の両方で、多くの小さなバースト142に分割される。個々のセンサノード100の非同期送信、及び異なる周波数偏差のために、バースト142は、時間の全体、及び利用可能な周波数スペクトラムの全体にもけられる。もし、すべてのセンサノード100が、同じホッピングパターンを有していれば、参加者数の増加に伴って、異なる参加者のバースト(完全に最悪の場合に)はさらに時間、及びさらに周波数で重複し、そして、したがって、互いに干渉する。フレーム120の範囲内のさらなるバースト142は、他の参加者のバーストによって、分布され、受信機側が、エラー訂正を失敗し、かつ送信エラーが起きる可能性をより高める。
Figure 0007303190000018
適切なホッピングパターン140を創造するために、理想的には、期待されたパケットエラーレートに正確に単調に関連し、換言すれば、最小化はパケットエラーレートも理想的に最小化する行列が必要とされる。実施の形態では、ホッピングパターンの2次元(2D)の自己相関、および/または、相互相関は、設計基準として考慮されてもよい。
Figure 0007303190000019
Figure 0007303190000020
Figure 0007303190000021
Figure 0007303190000022
以下では、個々の設計ステップが詳細に記述される。
Figure 0007303190000023
Figure 0007303190000024
Figure 0007303190000025
Figure 0007303190000026
Figure 0007303190000027
Figure 0007303190000028
Figure 0007303190000029
Figure 0007303190000030
Figure 0007303190000031
ホッピングパターンを決定するときの、すべての設計過程、及び自由度が、図35に再び記述されている。ホッピングパターンのいくつかの設定を同時に最適化する可能性は、考慮されてもよいが、示されるだけである。
詳細には、図35は、実施の形態に従ったホッピングパターンを生成するための方法260のフロー図を示している。
第1のステップ262の中で、方法260開始する。
第2のステップ264の中で、nは1に等しく設定され、nは動作変数である。
第3のステップ266では、ホッピングパターンは、ランダムに生成されてもよい。ここで、上述の周波数チャンネル占有に関する自由度は、例えば、クラスターの範囲内のバーストの基本的な割り当てを有する、バーストの周波数チャンネル割り当て、及びそれぞれに関するクラスターの割り当てで考慮されてもよい。さらに、上述の時間間隔に関する自由度、例えば、クラスターの範囲内、及びクラスター間の時間間隔の決定で考慮されてもよい。
Figure 0007303190000032
Figure 0007303190000033
もし、ホッピングパターンが明示された自己相関特性、を備えていなければ、第3のステップは、繰り返される。もし、ホッピングパターンが明示された自己相関特性、を備えていれば、方法は継続される。
Figure 0007303190000034
Figure 0007303190000035
Figure 0007303190000036
第8のステップ276では、ホッピングパターンの新しい設定が生成されるかどうかが、判断される。もしそうであれば、第2のステップ264は、繰り返される。もしそうでなければ、方法は継続される。さらに、別のパラメータ設定、例えば、別の発振器オフセット、または、可変時間間隔、または、周波数ホップを有する別のクラスター設計のためにホッピングパターンのさらなる設定かが任意に生成されるべきか否かが決定されてもよい。
Figure 0007303190000037
Figure 0007303190000038
Figure 0007303190000039
Figure 0007303190000040
第13のステップ286では、選択されたホッピングパターンは、格納されてもよい。
Figure 0007303190000041
15.2.低遅延TSMAのためのホッピングパターンの生成
Figure 0007303190000042
Figure 0007303190000043
Figure 0007303190000044
Figure 0007303190000045
Figure 0007303190000046
基本クラスターを維持することによって、バースト、及び同じデータレートで、同じ同期シーケンスを選択するときには、部分的に、共通の検出は、両方のモードのために実行されてもよい。受信機は、バースト相関、及びクラスター相関とともに、シンボル回復時間を実行する。電文相関だけが、インターリーブのために、分離して実行されなければならない。これは、両方のモードの検出のための計算能力に関して、十分な節約が生じる結果になる。
図36は、第1のホッピングパターン160に従って、周波数、及び時間に分布された、第1の複数のサブデータパケット162の送信での送信チャンネルの例示的な占有を図中に示している。換言すれば、図36は、低遅延パターンのような、インターリーブしている実施の形態を示している。
図36に見られるように、第1のホッピングパターン162は、互いの時間シフトされた、および/または、周波数シフトされたバージョンである、複数のサブホッピングパターン(クラスター)1651から165 4 備えていてもよく、複数のサブホッピングパターン(クラスター)1651から1654は、異なるサブホッピングパターン(クラスター)1651から1654に割り当てられた、サブデータパケット162が、交互に送信されるように、互いにインターリーブされている。
例えば、サブデータパケット1621、1625、及び1629は、第1のサブホッピングパターン(クラスター)1651に従って、時間、及び周波数に分布されて、送信されてもよく、これに対して、サブデータパケット1622、1626、及び16210は、第2のサブホッピングパターン(クラスター)1652に従って、時間、及び周波数に分布されて、送信されてもよく、これに対して、サブデータパケット1623、1627、及び16211は、第3のサブホッピングパターン(クラスター)1653に従って、時間、及び周波数に分布されて、送信されてもよく、これに対して、サブデータパケット1624、1628、及び16212は、第4のサブホッピングパターン(クラスター)1654に従って、時間、及び周波数に分布されて、送信されてもよい。
実施の形態では、(データ送信機側で)基本クラスターは、互いにインターリーブされてもよい。
実施の形態では、データ受信機側で、通常の、及び低遅延モードの検出は、クラスター相関までに実行されてもよい。
15.3.低遅延TSMAのためのホッピングパターン
以下では、特定の第2のホッピングパターン160(低遅延ホッピングパターン)が、例えば、第1のクラスのデータ(最大送信間隔に関する高い優先順位、および/または、より高い必要性を有するデータ)の送信のために用いられてもよいように、代表的に定義される。
実施の形態では、時間ホッピングパターン、周波数ホッピングパターン、または時間ホッピングパターン、及び周波数ホッピングパターンの組み合わせは、ホッピングパターンによって、データの単独の送信のために用いられてもよい。
周波数ホッピングパターンは、図37中の表に示された、24ホップを有する、周波数ホッピングパターンであってもよく、表中の行は、周波数ホッピングパターンで、表の中の各列は、周波数ホッピングパターンのホップであり、表中の各セルは、UCG_C0からUCG_C23のキャリアでの周波数ホッピングパターンのそれぞれのホップの送信周波数を示している。
換言すれば、図37は、+/-20ppmの水晶許容誤差(発振器許容誤差)のための低遅延周波数ホッピングパターン(UCG_C0からUCG_C23のキャリアの値)の定義を表中に示している。
時間ホッピングパターンは、図38の中の表に示された、24ホップを有する、時間ホッピングパターンであってもよく、図38の中の表において、行は、時間ホッピングパターンで、表の中の互いの列は、第2のホップから開始している、時間ホッピングパターンのホップであり、それによって、それぞれの時間ホッピングパターンは、24ホップを備え、表の中のそれぞれのセルは、-好ましくは、複数の-シンボル継続期間-の中の、すぐ次のホップの同じ参照ポイントに至るまでの、それぞれのホップの参照ポイントの時間間隔を示している。
換言すれば、図38は、+/-20ppmの水晶許容誤差(発振器許容誤差)のための低遅延時間ホッピングパターン(複数のシンボル継続時間中の値)の定義を表中に示している。24サブデータパケットの長さは変化してもよいという事実のために、時間ホッピングパターンは、24サブデータパケットの中央の間で定義される。
時間ホッピングパターン、及び周波数ホッピングパターンから作られたホッピングパターンの組み合わせで、それぞれの時間ホッピングパターン、及び周波数ホッピングパターンは、それぞれの表で、同じ列番号を有してもよい。
いくつかの実施例は、装置の文脈で記述されているが、前記態様は、また、対応する方法の記述として表されていることが理解できて、それによって、装置のブロック、または、構造構成要素は、対応する方法のステップ、または、方法のステップの特徴として理解できる。類似的に、それとともに、方法ステップの、または、方法ステップとしての文脈で記述された態様は、また、対応する装置の対応するブロック、または、詳細、または、特徴の記述としても表されている。いくつかの、または、すべての方法ステップは、例えば、マイクロプロセッサ、プログラム可能なコンピュータ、または、電子回路のような、ハードウエア装置を用いている間に、実行できる。いくつかの実施の形態では、1つ以上の最も重要な方法ステップは、そのような装置によって実行されてもよい。
音声信号、ビデオ信号、または、送信ストリーム信号のような、本願発明に従って符号化された信号は、ディジタル記憶媒体に格納されてもよく、または、無線送信媒体、または、例えば、インターネットのような、有線送信媒体のような、送信媒体で送信されてもよい。
本願発明の符号化された音声信号は、ディジタル記憶媒体に格納されてもよく、または、無線送信媒体、または、例えば、インターネットのような、有線送信媒体、のような送信媒体で送信されてもよい。
特定の実施の必要要件に依存している、本願発明の実施の形態は、ハードウエア、または、ソフトウェアで実施することができる。
実施は、ディジタル記憶媒体、例えば、それぞれの方法が実行されるように、協働し、または、プログラム可能なコンピュータシステムと協働できる、それに格納された、電気的に読み取り可能な制御信号を有する、フロッピーディスク(フロッピーは登録商標)、DVD、ブルーレイディスク、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、または、FLASHメモリ、ハードディスク、その他の磁気的、または、光学的なメモリを用いている間に、有効であるかもしれない。このような理由で、ディジタル記憶媒体は、コンピュータで読み取り可能であってもよい。
本願発明に従った、いくつかの実施の形態は、本明細書に述べられた方法のうちのいずれか1つを実行するような、プログラム可能なコンピュータシステムと協働することができる、電気的に読み取り可能な制御信号、を含む、データ担体、を備える。
一般的に、本願発明の実施の形態は、プログラムコードを有するコンピュータプログラム製品として実施されてもよく、プログラムコードはコンピュータプログラム製品がコンピュータで動作しているときに、任意の方法を実行するうえで有効である。
プログラムコードは、例えば、機械的に読み取り可能な担体に格納されていてもよい。
他の実施の形態は、本明細書に述べられた方法のうちのいずれか1つを実行するためのコンピュータプログラムを含み、前記コンピュータプログラムは、機械で読み取り可能な担体に格納される。
換言すれば、本願発明の方法の実施の形態は、したがって、コンピュータプログラムが、コンピュータで動作しているときに、本明細書に述べられた任意の方法を実行するためのプログラムコードを有する、コンピュータプログラムである。
本願発明の方法のさらなる実施の形態は、したがって、本明細書に述べられた任意の方法を実行するためのコンピュータプログラムが記録された、データ担体(または、ディジタル記憶媒体、または、コンピュータ読み取り可能な媒体)である。データ担体、または、ディジタル記憶媒体、または、記録媒体は、一般的に、有形、および/または、非一過性である。
本願発明の方法のさらなる実施の形態は、したがって、本明細書に述べられた方法のうちのいずれか1つを実行するためのコンピュータプログラムを表現しているデータストリーム、または、信号のシーケンスである。データストリーム、または、信号のシーケンスは、例えば、インターネットのような、データ通信リンクを経由して送信されるように構成されていてもよい。
さらなる実施の形態は、本明細書に述べられた任意の方法を実行するように構成された、または、適用される、処理装置、例えば、コンピュータ、または、プログラム可能な論理装置、を含む。
さらなる実施の形態は、本明細書に述べられた方法のうちの1つを実行するためのコンピュータプログラムがインストールされた、コンピュータ、を含む。
本願発明に従ったさらなる実施の形態は、本明細書に述べられた方法のうちの少なくとも1つを実行するためのコンピュータプログラムをレシーバに送信するように構成された、装置、または、システムを含む。送信は、例えば、電気的、または、光学的であってもよい。レシーバは、例えば、コンピュータ、モバイル機器、メモリ装置、または、類似の装置であってもよい。装置、または、システムは、例えば、コンピュータプログラムをレシーバに送信するためのファイルサーバ、を含んでいてもよい。
いくつかの実施の形態では、プログラム可能な論理装置(例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ、FPGA)は、本明細書に述べられた方法の機能のうちのいくつか、または、すべてを実行するために用いられてもよい。いくつかの実施の形態では、フィールドプログラマブルゲートアレイは、本明細書に述べられた方法のうちのいずれか1つを実行するために、マイクロプロセッサと協働してもよい。一般的に、方法は、いくつかの実施の形態の中で、任意のハードウエア装置によって、実行されてもよい。前記ハードウエア装置は、コンピュータプロセッサ(CPU)のような、普遍的に適用可能なハードウエアであってもよく、または、ASICのような、方法用途向けのハードウェアであってもよい。
例えば、本明細書に述べられた装置は、ハードウエア装置を用いて、または、コンピュータを用いて、または、ハードウエア装置と、コンピュータとの組み合わせを用いて、実施されてもよい。
本明細書に述べられた装置、または、本明細書に述べられた装置の任意の構成要素は、少なくとも、部分的に、ハードウエア、および/または、ソフトウェア(コンピュータプログラム)で実施されてもよい。
例えば、本明細書に述べられた方法は、ハードウエア装置を用いて、または、コンピュータを用いて、または、ハードウエア装置と、コンピュータの組み合わせを用いて、実施されてもよい。
本明細書に述べられた方法、または、本明細書に述べられた方法の任意の構成要素は、少なくとも、部分的に、実行され、および/または、ソフトウェア(コンピュータプログラム)で実施されてもよい。
上述の実施の形態は、主に、本願発明の原理を説明したものにすぎない。本明細書に述べられた、配置、及び詳細の修正、及び変更は、他の当業者が理解するであろうと理解される。このような理由から、この実施の形態の説明、及び議論によって表された、特定の詳細によってよりも、次の特許請求の範囲の範囲によってのみ限定されることが意図される。

Claims (58)

  1. 第1の複数のサブデータパケット上に第1のクラスのデータを分割し、第1のホッピングパターンを用いて前記第1の複数のサブデータパケットを送信するように構成されたデータ送信機であって、前記データ送信機は、第2の複数のサブデータパケット上に第2のクラスのデータを分割し、第2のホッピングパターンを用いて前記第2の複数のサブデータパケットを送信するように構成され、
    前記第1のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケット間の送信休止は、前記第2のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケット間の送信休止よりも小さい、および/または、前記第1のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットは、前記第2のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットよりも長く、
    前記第1のクラスの前記データは低遅延データであり、
    前記第2のクラスの前記データは通常遅延データである
    ことを特徴とする、データ送信機。
  2. 前記データ送信機は、第3の複数のサブデータパケット上に第3のクラスのデータを分割し、第3のホッピングパターンを用いて前記第3の複数のサブデータパケットを送信するように構成され、
    前記第2のホッピングパターンに従って送信された前記サブデータパケット間の前記送信休止は、前記第3のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケット間の送信休止よりも小さい
    ことを特徴とする、請求項1に記載のデータ送信機。
  3. 前記データ送信機は前記第1のクラスの前記データ、または前記第1のクラスの前記データを含む第1のデータパケットを、前記第1の複数のサブデータパケットのそれぞれが前記第1のクラス、または前記第1のデータパケットの前記データの一部のみを含むように、前記第1の複数のサブデータパケット上に分割するように構成され、
    前記データ送信機は前記第2のクラスの前記データ、または前記第2のクラスの前記データを含む第2のデータパケットを、前記第2の複数のサブデータパケットのそれぞれが前記第2のクラス、または前記第2のデータパケットの前記データの一部のみを含むように、前記第2の複数のサブデータパケット上に分割するように構成され、
    前記第1のデータパケットは低遅延データパケットであり、
    前記第2のデータパケットは通常遅延データパケットである
    ことを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のデータ送信機。
  4. 前記第1の複数のサブデータパケットは、前記第2の複数のサブデータパケットよりも少ないサブデータパケットを含むことを特徴とする、請求項1ないし請求項3のうちのいずれか1つに記載のデータ送信機。
  5. 前記データ送信機は、前記第1のホッピングパターンを用いて、前記第1のクラスの前記データの送信に時間的に同期した第1のメッセージを受信するように構成され、且つ前記データ送信機は、前記第2のホッピングパターンを用いて、前記第2のクラスの前記データの送信に時間的に同期した第2のメッセージを受信するように構成され、
    前記第1のホッピングパターンに従って送信される前記第1の複数のサブデータパケットと前記第1のメッセージとの間の時間間隔は、前記第2のホッピングパターンに従って送信される前記第2の複数のサブデータパケットと前記第2のメッセージとの間の時間間隔よりも小さい
    ことを特徴とする、請求項1ないし請求項4のうちのいずれか1つに記載のデータ送信機。
  6. 前記第1のメッセージは、第1のダウンリンク・ホッピングパターンに従って、複数のサブデータパケット上に分割されて送信された第1のダウンリンク・メッセージであり、
    前記第2のメッセージは、第2のダウンリンク・ホッピングパターンに従って、複数のサブデータパケット上に分割されて送信された第2のダウンリンク・メッセージであり、
    前記第1のダウンリンク・ホッピングパターンによって送信された前記複数のサブデータパケット間の送信休止は、前記第2のダウンリンク・ホッピングパターンによって送信された前記複数のサブデータパケット間の送信休止よりも短い
    ことを特徴とする、請求項5に記載のデータ送信機。
  7. 前記データ送信機は、前記第1のクラスの前記データを送信すると、前記第1のクラスの前記データの受信に成功したことをシグナリングする受信確認をデータ受信機から受信するように構成されることを特徴とする、請求項1ないし請求項6のうちのいずれか1つに記載のデータ送信機。
  8. 前記データ送信機は、
    ‐前記第1のクラスの前記データの前記第1のホッピングパターンを用いた送信、
    ‐または、前記第2のクラスの前記データの前記第2のホッピングパターンを用いた送信
    に時間的に重複した前記受信確認を前記データ受信機から受信して、
    それぞれのホッピングパターンに従って送信された少なくとも1つのサブデータパケットが、前記データ受信機の前記受信確認が送信されたホッピングパターンの2つのデータパケットの間に配置される
    ことを特徴とする、請求項7に記載のデータ送信機。
  9. 前記データ送信機は、前記第1のクラスの前記データをチャネル符号化して、前記第1のホッピングパターンを用いて送信するように構成され、
    前記データ送信機は、エラーのない送信において、前記第1のクラスの前記データの復号化に成功するためには前記第1の複数のサブデータパケットのうちの第1のサブデータパケットグループのみが必要となり、またエラーのない送信において、前記第1の複数のサブデータパケットのうちの前記第1のサブデータパケットグループと第2のサブデータパケットグループの結合を通じて、より高い符号化利得が達成されるように、前記第1の複数のサブデータパケット上に前記第1のクラスのチャネル符号化された前記データを分布させるように構成され、
    前記第1のサブデータパケットグループは、前記第2のサブデータパケットグループよりも時間的に前に送信される
    ことを特徴とする、請求項1ないし請求項8のうちのいずれか1つに記載のデータ送信機。
  10. 前記第1のクラスの前記データはコア情報と拡張情報とを含み、前記データ送信機は、前記第1の複数のサブデータパケットの第1サブデータパケットグループが前記コア情報を含み、前記第1の複数のサブデータパケットの第2サブデータパケットグループが前記拡張情報を含むように、前記第1の複数のサブデータパケット上に前記第1のクラスの前記データを分割するように構成され、前記第1サブデータパケットグループは、前記第2サブデータパケットグループよりも時間的に前に送信される
    ことを特徴とする、請求項1ないし請求項9のうちのいずれか1つに記載のデータ送信機。
  11. 前記データ送信機は、前記第1のホッピングパターン自身が前記データ送信機を識別するように、前記データ送信機のアドレス情報を用いて前記第1のホッピングパターンを計算するように構成されることを特徴とする、請求項1ないし請求項10のうちのいずれか1つに記載のデータ送信機。
  12. 前記データ送信機は、前記第1のホッピングパターンについての符号化されたまたは暗号化された情報をデータ受信器に予め送信するように構成されることを特徴とする、請求項10または請求項11のうちのいずれか1つに記載のデータ送信機。
  13. 前記第1のホッピングパターンは、基地局によって前記データ送信機に割り当てられることを特徴とする、請求項1ないし請求項12のうちのいずれか1つに記載のデータ送信機。
  14. 前記データ送信機は、通信ネットワークの基地局から、前記通信ネットワーク内の前記データ送信機を明確に識別するアドレス情報よりも短いショートアドレス情報を取得して、前記第1のホッピングパターンで送信しているときに用いるように構成されることを特徴とする、請求項1ないし請求項13のうちのいずれか1つに記載のデータ送信機。
  15. 前記第1のホッピングパターンは、使用周波数および/または優先度に従って、基地局によって前記データ送信機に割り当てられることを特徴とする、請求項1ないし請求項14のうちのいずれか1つに記載のデータ送信機。
  16. データをチャネル符号化し、複数のサブデータパケット上に分割して、前記複数のサブデータパケットをホッピングパターンに従って送信するように構成されたデータ送信機であって、
    前記データ送信機は前記データをチャネル符号化して、エラーのない送信において、前記データの復号化を成功させるためには前記複数のサブデータパケットのうちの第1サブデータパケットグループのみが必要となるように、前記複数のサブデータパケット上に分割するように構成され、
    前記第1サブデータパケットグループの前記サブデータパケット間の送信休止は、前記複数のサブデータパケットのうちの第2サブデータパケットグループのサブデータパケット間の送信休止よりも小さく、前記第2サブデータパケットグループは前記第1サブデータパケットグループの後に送信され、
    前記データ送信機は、エラーのある転送においては、前記第1サブデータパケットグループと前記第2サブデータパケットグループとの結合を通じてより高い符号化利得を達成するように、前記複数のサブデータパケット上に第1のクラスのチャネル符号化されたデータを分布させるように構成され、
    前記第1のクラスの前記チャネル符号化されたデータは低遅延データであり、
    2のクラスのチャネル符号化されたデータは通常遅延データである
    ことを特徴とする、データ送信機。
  17. データを複数のサブデータパケット上に分割し、第1のホッピングパターンを用いて前記複数のサブデータパケットを送信するように構成されたデータ送信機であって、前記データ送信機は、第2のホッピングパターンを用いて前記複数のサブデータパケットを繰り返し送信するように構成され、
    前記第1のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケット間の送信休止は、前記第2のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケット間の送信休止よりも小さく、
    前記第1のホッピングパターンは低遅延ホッピングパターンであり、
    前記第2のホッピングパターンは通常遅延ホッピングパターンである
    ことを特徴とする、データ送信機。
  18. 前記第1のホッピングパターンは、2つの別個の周波数帯域の全体に広がっていることを特徴とする、請求項17に記載のデータ送信機。
  19. 前記データ送信機は、2つの別個の周波数帯域において前記第1のホッピングパターンを2回用いて、前記データを送信するように構成されることを特徴とする、請求項17または請求項18のいずれか1つに記載のデータ送信機。
  20. 前記データ送信機は、2つの別個の周波数帯域において前記第2のホッピングパターンを用いて、前記データを送信するように構成されることを特徴とする、請求項17ないし請求項19のうちのいずれか1つに記載のデータ送信機。
  21. 前記データ送信機は、2つの別個の周波数帯域において前記第2のホッピングパターンを2回用いて、前記データを送信するように構成されることを特徴とする、請求項17ないし請求項20のうちのいずれか1つに記載のデータ送信機。
  22. 前記データ送信機は、前記第1のホッピングパターンを用いて、且つ前記第2のホッピングパターンを繰り返し用いて、前記第2のホッピングパターンに従って送信された、少なくとも1つのサブデータパケットが前記第1のホッピングパターンに従って送信された2つのサブデータパケットの間に配置されるように、前記データをインターリーブして送信することを特徴とする、請求項17ないし請求項21のうちのいずれか1つに記載のデータ送信機。
  23. 前記データ送信機は、第2のクラスのデータを第2の複数のサブデータパケット上に分割して、前記第2の複数のサブデータパケットを第2のホッピングパターンを用いて送信するように構成され、
    前記第1のホッピングパターンに従って送信された前記サブデータパケット間の前記送信休止は、前記第2のホッピングパターンに従って送信された前記サブデータパケット間の前記送信休止よりも小さい
    ことを特徴とする、請求項17ないし請求項22のうちのいずれか1つに記載のデータ送信機。
  24. データパケットを用いて第1のクラスのデータを送信するように構成されたデータ送信機であって、前記データ送信機は、前記データを複数のサブデータパケット上に分割して、前記複数のサブデータパケットを用いて前記データを繰り返し送信するように構成され、前記複数のサブデータパケットは第1のホッピングパターンに従って送信され、
    データ送信機は、第2のクラスのデータを第2の複数のサブデータパケット上に分割して、前記第2の複数のサブデータパケットを第2のホッピングパターンを用いて送信するように構成され、
    前記第1のホッピングパターンに従って送信された前記サブデータパケット間の送信休止は、前記第2のホッピングパターンに従って送信された前記サブデータパケットの間の送信休止よりも小さく、
    前記第1のクラスの前記データは低遅延データであり、
    前記第2のクラスの前記データは通常遅延データである
    ことを特徴とする、データ送信機。
  25. 前記データ送信機は、さらなるデータパケットを用いて前記第1のクラスの前記データを繰り返し送信するようにさらに構成されることを特徴とする、請求項24に記載のデータ送信機。
  26. 前記データ送信機は、前記さらなるデータパケットが前記複数のサブデータパケットのうちの2つの間に時間的に配置されるように、前記さらなるデータパケットを用いて、且つ前記複数のサブデータパケットを用いて、前記第1のクラスの前記データを時間的にインターリーブして送信するように構成されることを特徴とする、請求項25に記載のデータ送信機。
  27. 前記データ送信機は、前記データパケットおよび前記複数のサブデータパケットの送信の間の時間間隔を、前記時間間隔内にデータ受信機からの受信確認の受信が可能なサイズになるように、選択するように構成されることを特徴とする、請求項24ないし請求項26のうちのいずれか1つに記載のデータ送信機。
  28. 第1のホッピングパターンを用いて、第1の複数のサブデータパケット上に分割されて送信された第1のクラスのデータを受信するように構成されたデータ受信機であって、
    前記データ受信機は、第2のホッピングパターンを用いて、第2の複数のサブデータパケット上に分割されて送信された第2のクラスのデータを受信するように構成され、
    前記第1のホッピングパターンに従って受信されたサブデータパケット間の送信休止は、前記第2のホッピングパターンに従って受信されたサブデータパケット間の送信休止よりも小さい、および/または、前記第1のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットは、前記第2のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットよりも長く、
    前記第1のクラスの前記データは低遅延データであり、
    前記第2のクラスの前記データは通常遅延データである
    ことを特徴とする、データ受信機。
  29. 前記データ受信機は、第3のホッピングパターンを用いて、第3の複数のサブデータパケット上に分割されて送信された第3のクラスのデータを受信するように構成され、
    前記第2のホッピングパターンに従って受信された前記サブデータパケット間の前記送信休止は、前記第3のホッピングパターンに従って受信されたサブデータパケット間の送信休止よりも小さい
    ことを特徴とする、請求項28に記載のデータ受信機。
  30. 前記第1のクラスのデータまたは前記第1のクラスのデータを含む第1のデータパケットは、前記第1の複数のサブデータパケットがそれぞれ前記第1のクラスのデータまたは前記第1のデータパケットのデータの一部しか含まないように、前記第1の複数のサブデータパケット上に分割され、前記データ受信機は、前記第1のクラスのデータを得るために、前記第1の複数のサブデータパケットを受信して結合するように構成される、および/または、
    前記第2のクラスのデータまたは前記第2のクラスのデータを含む第2のデータパケットは、前記第2の複数のサブデータパケットがそれぞれ前記第2のクラスのデータまたは前記第2のデータパケットのデータの一部しか含まないように、前記第2の複数のサブデータパケット上に分割され、前記データ受信機は、前記第2のクラスのデータを得るために、前記第2の複数のサブデータパケットを受信して結合するように構成され、
    前記第1のデータパケットは低遅延データパケットであり、
    前記第2のデータパケットは通常遅延データパケットである
    ことを特徴とする、請求項28または請求項29のうちのいずれか1つに記載のデータ受信機。
  31. 前記第1の複数のサブデータパケットは、前記第2の複数のサブデータパケットよりも少ないサブデータパケットを含むことを特徴とする、請求項28ないし請求項30のうちのいずれか1つに記載のデータ受信機。
  32. 前記データ受信機は、前記第1のホッピングパターンを用いて、前記第1のクラスの前記データの受信に時間的に同期させて第1のメッセージを送信するように構成され、前記データ受信機は、前記第2のホッピングパターンを用いて、前記第2のクラスの前記データの受信に時間的に同期させて第2のメッセージを送信するように構成され、
    前記第1のホッピングパターンに従って送信された第1の複数のサブデータパケットと前記第1のメッセージとの間の時間間隔は、前記第2のホッピングパターンに従って送信された前記第2の複数のサブデータパケットと前記第2のメッセージとの間の時間間隔よりも小さい
    ことを特徴とする、請求項28ないし請求項31のうちのいずれか1つに記載のデータ受信機。
  33. 前記第1のメッセージは、第1のダウンリンク・ホッピングパターンに従って、複数のサブデータパケット上に分割されて送信された第1のダウンリンク・メッセージであり、前記第2のメッセージは、第2のダウンリンク・ホッピングパターンに従って、複数のサブデータパケット上に分割されて送信された第2のダウンリンク・メッセージであり、前記第1のダウンリンク・ホッピングパターンによって送信された前記複数のサブデータパケット間の送信休止は、前記第2のダウンリンク・ホッピングパターンによって送信された前記複数のサブデータパケットの間の送信休止よりも短いことを特徴とする、請求項32に記載のデータ受信機。
  34. 前記データ受信機は、前記第1のクラスの前記データの受信に成功したことに応答して、前記第1のクラスの前記データの受信の成功をシグナリングする受信確認を発信するように構成され、
    前記データ受信機は前記受信確認を、前記第1のクラスの前記データについてのみ発信し、前記第2のクラスの前記データについては発信しないように構成されることを特徴とする、請求項28ないし請求項33のうちのいずれか1つに記載のデータ受信機。
  35. 前記データ受信機はホッピングパターンを用いて前記受信確認を発信するように構成され、前記ホッピングパターンは
    ‐前記第1のホッピングパターンを用いた前記第1のクラスの前記データの受信、
    ‐または、前記第2のホッピングパターンを用いた前記第2のクラスの前記データの受信
    に時間的に重複して、
    前記第1のホッピングパターンまたは第2のホッピングパターンに従って送信された少なくとも1つのサブデータパケットが、前記受信確認が送信された前記ホッピングパターンの2つのサブデータパケットの間に配置されるように構成される
    ことを特徴とする、請求項34に記載のデータ受信機。
  36. 前記第1のクラスの前記データはチャネル符号化され、チャネル符号化された前記第1のクラスの前記データは、エラーのない送信においては、前記第1のクラスの前記データの復号化を成功させるためには前記第1の複数のサブデータパケットのうちの第1サブデータパケットグループのみが必要となるように、且つエラーのない送信においては、前記第1の複数のサブデータパケットのうちの前記第1サブデータパケットグループと第2サブデータパケットグループの結合を通じてより高い符号化利得が達成されるように、前記第1の複数のサブデータパケット上に分布され、前記第1のサブデータパケットグループは、前記第2のサブデータパケットグループよりも時間的に前に転送され、
    前記データ受信機は、前記第1のクラスの前記データを得るために、前記第1のサブデータパケットグループとともに受信した前記チャネル符号化されたデータの第1の部分を復号化して、前記第1のクラスの前記データの復号化が成功しなかった場合には、より高い符号化利得を達成するために、少なくとも前記第2のサブデータパケットグループとともに受信した前記チャネル符号化されたデータの少なくとも第2の部分を前記チャネル符号化されたデータの前記第1の部分と結合して、前記第1のクラスの前記データを得るために復号化するように構成される
    ことを特徴とする、請求項28ないし請求項35のうちのいずれか1つに記載のデータ受信機。
  37. 前記第1のクラスの前記データはコア情報および拡張情報を含み、前記第1のクラスの前記データは、前記第1の複数のサブデータパケットの第1のサブデータパケットグループが前記コア情報を含み、前記第1の複数のサブデータパケットの第2のサブデータパケットグループが前記拡張情報を含むように、前記第1の複数のサブデータパケット上に分割され、前記第1のサブデータパケットグループは、前記第2のサブデータパケットグループよりも時間的に前に送信され、
    前記データ受信機は、前記拡張情報の前に前記コア情報を得るために、最初に前記第1のサブデータパケットグループを受信し、その後で前記第2のサブデータパケットグループを受信するように構成される
    ことを特徴とする、請求項28ないし請求項36のうちのいずれか1つに記載のデータ受信機。
  38. 前記第1のホッピングパターンは、前記第1のホッピングパターン自身がデータ送信機を識別するように、前記データ送信機のアドレス情報を用いて計算され、
    前記データ受信機は、前記第1のホッピングパターンに基づいて前記データ送信機を識別するように構成される
    ことを特徴とする、請求項28ないし請求項37のうちのいずれか1つに記載のデータ受信機。
  39. 前記データ受信機は、前記第1のホッピングパターンに関する符号化されたまたは暗号化された情報を前記データ送信機から予め受信するように構成されることを特徴とする、請求項38に記載のデータ受信機。
  40. 前記データ受信機は、前記第1のホッピングパターンをデータ送信機に割り当てるように構成されることを特徴とする、請求項28ないし請求項39のうちのいずれか1つに記載のデータ受信機。
  41. 前記データ受信機は、通信ネットワーク内のデータ送信機を明確に識別するアドレス情報よりも短いショートアドレス情報を前記データ送信機に割り当てるように構成され、
    前記データ受信機は、前記ショートアドレス情報に基づいて前記データ送信機を識別するように構成される
    ことを特徴とする、請求項28ないし請求項40のうちのいずれか1つに記載のデータ受信機。
  42. 前記データ受信機は、使用する周波数および/または優先度に従って前記第1のホッピングパターンをデータ送信機に割り当てるように構成されることを特徴とする、請求項28ないし請求項41のうちのいずれか1つに記載のデータ受信機。
  43. チャネル符号化されたデータを受信するためのデータ受信機であって、前記チャネル符号化されたデータは複数のサブデータパケット上に分割され、ホッピングパターンに従って分布されて転送され、前記データはチャネル符号化されて、エラーのない送信において、前記データの復号化に成功するためには前記複数のサブデータパケットの第1のサブデータパケットグループのみが必要になるように、前記複数のサブデータパケット上に分割され、前記第1のサブデータパケットグループの前記サブデータパケット間の送信休止は、前記複数のサブデータパケットの第2のサブデータパケットグループのサブデータパケット間の送信休止よりも小さく、前記第2のサブデータパケットグループは前記第1のサブデータパケットグループよりも後に送信され、
    前記データ受信機は、少なくとも前記第1のサブデータパケットグループを受信して、前記データを得るために、前記第1のサブデータパケットグループとともに受信した前記チャネル符号化されたデータの一部を復号化するように構成され、
    第1のクラスのチャネル符号化されたデータは、エラーのある転送においては、前記第1のサブデータパケットグループと前記第2のサブデータパケットグループとの結合を通じてより高い符号化利得を達成するように、前記複数のサブデータパケット上に分布され
    前記データ受信機は、前記第1のクラスの前記チャネル符号化されたデータの復号化が成功しなかった場合は、より高い符号化利得を達成するために、少なくとも前記第2のサブデータパケットグループとともに受信した前記第1のクラスの前記チャネル符号化されたデータの少なくとも第2の部分を前記第1のクラスの前記チャネル符号化されたデータの第1の部分と結合して、前記データを得るために復号化するように構成され、
    前記第1のクラスの前記チャネル符号化されたデータは低遅延データであり、
    2のクラスのチャネル符号化されたデータは通常遅延データである
    ことを特徴とする、データ受信機。
  44. 複数のサブデータパケット上に分割され、第1のホッピングパターンを用いて、且つ第2のホッピングパターンを繰り返し用いて伝送されたデータを受信するように構成されたデータ受信機であって、
    前記第1のホッピングパターンに従って伝送されたサブデータパケット間の送信休止は、前記第2のホッピングパターンに従って伝送されたサブデータパケット間の送信休止よりも小さく、
    前記第1のホッピングパターンは低遅延ホッピングパターンであり、
    前記第2のホッピングパターンは通常遅延ホッピングパターンである
    ことを特徴とする、データ受信機。
  45. 前記データ受信機は、前記第1のホッピングパターンを用いて、且つ前記第2のホッピングパターンを繰り返し用いて前記データをインターリーブして受信して、前記第2のホッピングパターンの少なくとも1つのホップが前記第1のホッピングパターンの2つのホップの間に配置されるようにすることを特徴とする、請求項44に記載のデータ受信機。
  46. 前記第1のホッピングパターンは、2つの別個の周波数帯域の全体にわたることを特徴とする、請求項44または請求項45に記載のデータ受信機。
  47. 前記データ受信機は、2つの別個の周波数帯域において前記第1のホッピングパターンを2回用いて前記データを受信するように構成されることを特徴とする、請求項44または請求項45に記載のデータ受信機。
  48. 前記データ受信機は、2つの別個の周波数帯域において前記第2のホッピングパターンを用いて前記データを受信するように構成されることを特徴とする、請求項44または請求項45に記載のデータ受信機。
  49. 前記データ受信機は、2つの別個の周波数帯域において前記第2のホッピングパターンを2回用いて前記データを受信するように構成されることを特徴とする、請求項44請求項45または請求項48のうちのいずれか1つに記載のデータ受信機。
  50. データパケットを用いて伝送された第1のクラスのデータを受信するように構成されたデータ受信機であって、前記データ受信機は、第1のホッピングパターンに従って、複数のサブデータパケット上に分割され、前記複数のサブデータパケットを繰り返し用いて伝送された前記第1のクラスの前記データを受信するように構成され、
    前記データ受信機は、前記データパケットおよび前記複数のサブデータパケットの前記受信の間の時間間隔内に、受信確認を送信するように構成され、
    前記第1のホッピングパターンに従って受信したサブデータパケット間の送信休止は、第2のクラスのデータが伝送されるのに用いられる第2のホッピングパターンに従って受信したサブデータパケット間の送信休止よりも小さく、
    前記第1のクラスの前記データは低遅延データであり、
    前記第2のクラスの前記データは通常遅延データである
    ことを特徴とする、データ受信機。
  51. 前記データ受信機は、さらなるデータパケットを繰り返し用いて、前記第1のクラスの前記データを受信するようにさらに構成されることを特徴とする、請求項50に記載のデータ受信機。
  52. 前記データ受信機は、前記さらなるデータパケットを用いて、且つ前記複数のサブデータパケットを用いて、前記第1のクラスの前記データを時間的にインターリーブして受信し、前記さらなるデータパケットが、前記複数のサブデータパケットのうちの2つの間に時間的に配置されるようにすることを特徴とする、請求項51に記載のデータ受信機。
  53. 前記データ受信機は、前記データパケットおよび前記複数のサブデータパケットの受信の間の時間間隔の間に、受信確認を送信するように構成されることを特徴とする、請求項50ないし請求項52のうちのいずれか1つに記載のデータ受信機。
  54. 請求項1ないし請求項27のうちのいずれか1つに記載のデータ送信機と、
    請求項28ないし請求項53のうちのいずれか1つに記載のデータ受信機と、
    を備えたシステム。
  55. 第1のクラスのデータをデータ送信機からデータ受信機に伝送するステップであって、
    前記第1のクラスの前記データは、第1のホッピングパターンを用いて、第1の複数のサブデータパケット上に分割されて伝送される、ステップと、
    前記データ送信機または異なるデータ送信機から前記データ受信機に第2のクラスのデータを伝送するステップであって、前記第2のクラスの前記データは、第2のホッピングパターンを用いて、第2の複数のサブデータパケット上に分割されて伝送される、ステップと、
    を含む伝送方法であって、
    前記第1のホッピングパターンに従って伝送されたサブデータパケット間の送信休止は、前記第2のホッピングパターンに従って伝送されたサブデータパケット間の送信休止よりも小さいことを特徴とする、伝送方法。
  56. 請求項55に記載の前記方法を実行するためのコンピュータプログラム。
  57. 第1の複数のサブデータパケット上に第1のクラスのデータを分割し、前記第1の複数のサブデータパケットを第1のホッピングパターンを用いて送信するように構成されたデータ送信機であって、前記データ送信機は、第2の複数のサブデータパケット上に第2のクラスのデータを分割し、前記第2の複数のサブデータパケットを第2のホッピングパターンを用いて送信するように構成され、
    前記第1のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケット間の送信休止は、前記第2のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケット間の送信休止よりも小さい、および/または、前記第1のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットは、前記第2のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットよりも長く、
    前記データ送信機は、前記第1のクラスの前記データをチャネル符号化し前記第1のホッピングパターンを用いて送信するように構成され、前記データ送信機は、エラーのない送信においては、前記第1のクラスの前記データの復号化に成功するためには前記第1の複数のサブデータパケットのうちの第1のサブデータパケットグループのみが必要となるように、且つエラーのない送信においては、前記第1の複数のサブデータパケットのうちの前記第1のサブデータパケットグループと第2のサブデータパケットグループの結合を通じてより高い符号化利得が達成されるように、前記第1の複数のサブデータパケット上にチャネル符号化された前記第1のクラスの前記データを分布させるように構成され、前記第1のサブデータパケットグループは、前記第2のサブデータパケットグループよりも時間的に前に送信され、
    前記第1のクラスの前記データは低遅延データであり、
    前記第2のクラスの前記データは通常遅延データである
    ことを特徴とする、データ送信機。
  58. 第1のホッピングパターンを用いて、第1の複数のサブデータパケット上に分割されて伝送された第1のクラスのデータを受信するように構成されたデータ受信機であって、前記データ受信機は、第2のホッピングパターンを用いて、第2の複数のサブデータパケット上に分割されて伝送された第2のクラスのデータを受信するように構成され、
    前記第1のホッピングパターンに従って受信したサブデータパケット間の送信休止は、前記第2のホッピングパターンに従って受信したサブデータパケット間の送信休止よりも小さい、および/または、前記第1のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットは、前記第2のホッピングパターンに従って送信されたサブデータパケットよりも長く、
    前記第1のクラスの前記データはチャネル符号化され、チャネル符号化された前記第1のクラスの前記データは、エラーのない伝送においては、前記第1のクラスの前記データの復号化を成功させるためには前記第1の複数のサブデータパケットのうちの第1のサブデータパケットグループのみが必要となるように、且つエラーのない伝送においては、前記第1のサブデータパケットグループと前記第1の複数のサブデータパケットのうちの第2のサブデータパケットグループの結合を通じてより高い符号化利得が達成されるように、前記第1の複数のサブデータパケット上に分布され、前記第1のサブデータパケットグループは、前記第2のサブデータパケットグループよりも時間的に前に伝送され、
    前記データ受信機は、前記第1のクラスの前記データを得るために、前記第1のサブデータパケットグループとともに受信した、チャネル符号化された前記データの第1の部分を復号化し、前記第1のクラスの前記データの復号化に成功しなかった場合には、より高い符号化利得を達成するために、少なくとも前記第2のサブデータパケットグループとともに受信された前記チャネル符号化されたデータの少なくとも第2の部分を前記チャネル符号化されたデータの前記第1の部分と結合して、前記第1のクラスの前記データを得るために、復号化するように構成され、
    前記第1のクラスの前記データは低遅延データであり、
    前記第2のクラスの前記データは通常遅延データである
    ことを特徴とする、データ受信機。
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