JPH06296176A - ワイヤレスｌａｎ - Google Patents

ワイヤレスｌａｎ

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JPH06296176A
JPH06296176A JP29108193A JP29108193A JPH06296176A JP H06296176 A JPH06296176 A JP H06296176A JP 29108193 A JP29108193 A JP 29108193A JP 29108193 A JP29108193 A JP 29108193A JP H06296176 A JPH06296176 A JP H06296176A
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ロス ダニエルズ グラハム
Terence M P Percival
マイケル ポール パーシヴァル テレンス
Diethelm I Ostry
アイロニ オストゥリ ディーテルム
John F Deane
フレイザー ディーン ジョン
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、多重通路伝送環境内において１０
ＧＨｚを越える周波数で動作可能なワイヤレスＬＡＮ、
ピールツーピールワイヤレスＬＡＮ、ワイヤレストラン
シーバ及びデータの伝送方法を提供することを目的とす
る。 【構成】 これは、伝送の情報ビットレートの逆数は多
重通路伝送通路の重要なものの間の時間遅延差に比較し
て短い多重通路伝送通路の存在における適当な性能を可
能にする技術の組み合わせによって達成される。ＬＡＮ
において、移動トランシーバは各々は対応する演算能力
を有する可搬電子装置に接続されそれにより駆動され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は演算能力を有する装置を
互いに通信可能にするローカルエリアネットワーク（Ｌ
ＡＮ）に係り、特に装置が無線伝送により通信するワイ
ヤレスＬＡＮに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータはビジネ
スや商業において益々重要な道具になってきており、現
在多くの従業者達はそのようなコンピュータを操作する
ことに彼等の１日の仕事の大きな部分を費やしている。
同様に、ビジネス組織は益々、その従業者がオフィス環
境の回りに又は内に広がるローカルエリアネットワーク
に接続されたパーソナルコンピュータや同等の端末によ
り情報にアクセス可能にするだけでなくそのように強い
るように彼等の仕事を構成している。
【０００３】従来、そのようなローカルエリアネットワ
ークは導電材又は光ファイバの何れかによって配設され
ており、これはオフィス構内を広範囲にわたって配線す
ることを必要とする。この配線は、もし例えばオフィス
内の間仕切りが調節される時には適合されなければなら
ない。また、多数のパーソナルコンピュータが小さな領
域内で操作されるような教室や個人指導装置に必要とさ
れる配線は非常に大きなものとなる。
【０００４】更に、演算能力を有する移動可能又は可搬
の装置の売上は、最近増大する傾向にある。これらはラ
ップトップ／ノートブック及び手持ちコンピュータを含
む。そのようなコンピュータの購入の主な動機は普通の
オフィス環境の外でその演算力を使用できる能力である
が、一旦可搬型コンピュータが購入されると、例えば”
大学構内”のような近接した幾つかの建物に渡って広が
ったビジネス組織のＬＡＮにアクセス可能なように、可
搬型コンピュータの使用者がコンピュータを持っていき
同僚のオフィスに近接して使用することができるように
オフィス構内で可搬性を使用したいという欲求が持ち上
がる。
【０００５】これは一使用者の可搬型コンピュータを如
何なる特定の場所においてもオフィスＬＡＮに差し込む
ことを可能にする差し込みプラグ接続器により可能であ
るが、ＬＡＮは単一のオフィス内で２つ以上の接続点を
提供しないため一般的に不便であり、可搬型コンピュー
タはその可搬性を失ってしまう。従って、そのような可
搬型の装置がワイヤレス又は無線結合により接続可能な
ＬＡＮへの要求が持ち上がっている。
【０００６】しかし、そのようなワイヤレスＬＡＮは従
来低データ伝送速度に実質的に限定されていた。普及し
た商業的受容性を達成するためには、比較的高い伝送速
度、従って１ＧＨｚ以上のオーダーの周波数で伝送する
必要がある。以下に説明するように、そのような高周波
数での伝送は特有な問題に直面する。市販されているワ
イヤレスＬＡＮの一つには、ＡＬＴＡＩＲの商品名でモ
トローラ社から販売されているものがある。このシステ
ムは約１８ＧＨｚで動作するが、最大データ伝送速度は
約３−６Ｍｂｉｔ／ｓに限定される。このシステムの有
用な検討及びこれらの周波数でのオフィス環境内でのワ
イヤレス受信の問題は、ＩＥＥＥネットワークマガジ
ン、１９９１年１１月号、２１−２６ページのＥ．Ｍｉ
ｔｚｌａｆｆによる”ＷＩＮ環境内における無線伝播及
び耐多重通路技術”に記載されている。
【０００７】この技術設計者は、不十分な性能及び１０
Ｍｂｉｔ／ｓのデータ信号でさえ適合できるに等しい必
要のあるハードウェアの大型のサイズ費用及び電力消費
は、そのために多重通路伝播の問題がワイヤレス建物内
ネットワーク（ＷＩＮ）システムにおいて解決すること
はできないと結論した。同様に、多重通路の問題に対抗
するために使用されるであろうスペクトル拡散技術は、
有効に使用するには広すぎる帯域幅（１０Ｍｂｉｔ／ｓ
に対して３００ＭＨｚ）を使用する。
【０００８】その代わり、モトローラ社及びＭｉｔｚｌ
ａｆｆにより採用された解決策は、”最良の品質”の通
路及び対応するアンテナの”切り換え”を達成するため
にシステムプロセッサにより周期的に点検される３６の
可能な伝送路を生じる６ビームの指向性アンテナシステ
ムである。この手順はシステムに実質的な容積と費用と
を付加する。この手順は、本質的に指向性のアンテナの
使用により多重通路伝送の問題を単通路伝送環境へ変換
することである。
【０００９】本発明の目的は、データ又は情報ビットレ
ート（データ”周期”）が重要な伝送路間の時間遅延差
に対して短くなるような高ビットレートを有する多重通
路伝送環境におけるワイヤレスＬＡＮを提供することで
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの面によれ
ば、データ源及び／又は目的地を構成するために各々が
互いに接続された複数のハブトランシーバと、各々が所
定の範囲内において前記ハブトランシーバの一つと無線
伝送によって通信可能な複数の移動トランシーバとより
なり、前記移動トランシーバの各々は演算能力を有する
対応する可搬電子装置に接続可能であってそれにより駆
動可能であり、前記無線伝送は１０ＧＨｚを越える周波
数を有し、全てのトランシーバは多重通路伝送環境にお
いて受信及び発信するよう構成され、前記トランシーバ
の伝送の情報ビットレートの逆数は前記多重通路伝送環
境の伝送通路の重要なものの間の時間遅延差に比較して
短い構成のワイヤレスＬＡＮが開示される。
【００１１】本発明の他の面によれば、各々が所定の範
囲内において他の類似したトランシーバと無線伝送によ
って通信可能な複数の移動トランシーバを有し、前記移
動トランシーバの各々は対応する演算能力を有する可搬
電子装置に接続可能であってそれにより駆動可能であ
り、前記無線伝送は１０ＧＨｚを越える周波数を有し、
全てのトランシーバは多重通路伝送環境において受信及
び発信するよう構成され、前記トランシーバの伝送の情
報ビットレートの逆数は前記多重通路伝送環境の伝送通
路の重要なものの間の時間遅延差に比して短い構成のピ
ールトゥピールワイヤレスＬＡＮが開示される。
【００１２】本発明の更に他の面によれば、所定のセル
範囲内において少なくとも一つのハブトランシーバと複
数の移動トランシーバとの間で又は前記移動トランシー
バの間でデータを伝送する方法であって、前記データ伝
送は１０ＧＨｚを越える周波数を有する多重通路伝送で
あり、各々の前記移動トランシーバは対応する演算能力
を有する可搬電子装置に接続可能であってそれにより駆
動され、前記伝送の情報ビットレートの逆数は前記多重
通路伝送環境の伝送通路の重要なものの間での時間遅延
差に比較して短い構成の方法が開示される。
【００１３】好ましくは、伝送は以下の技術、即ち相互
作用チャンネル探査；非相互作用接続のために十分な冗
長度でのフォーワードエラー補正；少なくとも選択され
たデータの再伝送による相互作用エラー補正にとって十
分な冗長度での変調；及びチャンネル間のデータの割当
のうち一つ以上を使用することによって強められる。無
線伝送は、所定の範囲に亘る伝送特性が比較的一定であ
る時間にわたって各々が伝送されるデータの小さなパケ
ットに分割されることが好ましい。
【００１４】データの符号化は、各々がサブチャンネル
を構成し好ましくは搬送波振幅及び／又は位相（ｍＱＡ
Ｍ）の多重レベル変調である各々の独立した搬送波の変
調と共の異なる周波数を有する搬送波の集合に対して好
適に実行される。変調種族ｍＱＡＭは、振幅シフトキー
イング（ＡＳＫ）、多重レベルＡＳＫ（ｍＡＳＫ）、置
換変調、２値位相シフトキーイング（ＢＰＳＫ）、多重
レベル位相シフトキーイング（ｍＰＳＫ）、振幅位相キ
ーイング（ＡＰＫ）、多重レベルＡＰＫ（ｍＡＰＫ）等
を含む。
【００１５】
【実施例】図１は一般のオフィス環境における家具２及
び送信機３及び受信機４を含む部屋１を模式的に示す。
１０ＧＨｚを越える周波数での無線伝送では送信機３か
ら受信機４への多重通路モードが生じる。部屋１の壁
（及び床及び天井）から及び部屋１内の家具２等からの
反射が多重通路伝送を生じさせる。
【００１６】図２に示されるように、多重通路伝送の影
響は、受信機４が送信機３から受信機４に直接来る遅延
の無い信号５と、遅延の無い信号５の受信後に受信され
る多数の遅延信号６とを受信することである。遅延信号
６の強さは普通いくらか減衰している。ある条件におい
ては、遅延の無い信号５の強さも、時には遅延信号６よ
り減衰する。
【００１７】遅延信号６の結果として、最初の記号のエ
コーが次の記号の受信をマスクしないように単一の記号
が伝送される間の時間（記号時間）の長さが実質的に遅
延時間より長いことが必要である。この必要性は、その
様な環境内においてデータを伝送し得る速度に対して厳
しい上限を課してきた。更に、図３に示されるように、
オフィス環境は無線伝送にとって決して良い環境では無
い。図３は、６０と６１ＧＨｚの間の１ＧＨｚ帯域にお
ける周波数の関数としての受信信号の強さを示す短時間
の典型的なチャンネル特性を示す。受信される強さは決
して一定ではなく、特に様々な周波数減衰が生じてい
る。更に、図３に点線で示されるように、減衰の生じる
周波数は部屋内の移動のために時間の関数として変化す
る。そのような通信チャンネルは時間変化周波数選択減
衰チャンネルと呼ばれる。
【００１８】類似しているが異なる通信チャンネルが電
話及び長距離無線通信の両者において知られており、一
般的に等化として知られている様々な方式がそのような
チャンネルが起こす問題を解決するために使用されてい
る。しかし、これらの分野においてそのような減衰が温
度又は大気条件の変化によるものであるため、一旦その
ような電話及び長距離無線通信チャンネルが確立された
なら減衰特性は比較的ゆっくりと変化する。また、電話
への応用において、等化を行うときにチャンネル減衰は
チャンネルの中心付近において一般的に低いという利点
を得ることができる。これはオフィス又は室内環境の場
合には無い。
【００１９】むしろ、上述のオフィス環境において、図
３の点線で示された伝送特性の変化は、例えば誰かが机
の上に置かれた書類カバンを開けたという単純な動作に
より引き起こされる。書類カバンの持ち上げられた蓋が
特性の変化を生じさせる。同様な非常に短期間の変化
が、受信機４自体が移動する、又はドアが開く、人が動
く等の他の物体が移動することによって引き起こされ
る。特に、１ＧＨｚ帯域内には好適なチャンネルも保証
されたチャンネルさえも存在しない。
【００２０】直接通路以外の全ての伝送通路を排除する
ために高度に指向性のあるアンテナを使用することによ
って上述の問題を解決することは可能であろう。しか
し、可搬型のコンピュータに固定されたそのようなアン
テナを機械的に整列させる試みは商業的には魅力的では
無い。図４は本発明による好適な実施例に基づくワイヤ
レスＬＡＮの一般的な配置を模式的に示す。複数のハブ
８と移動トランシーバ９とが設けられている。ハブ８は
導電体又は光ファイバケーブルの何れの形態でもよいバ
ックボーン１０により相互接続されている。図４の点線
により示されるように、バックボーン１０はループを構
成する。所望であれば、バックボーン１０は多重通路伝
送のコンピュータ７に、又、所望であればゲートウェイ
１１を介して公衆電話回線網１２に接続可能である。一
般的な構成では、各々のオフィス（又は構内の各々の建
物の各々のオフィス）には、部屋内の移動トランシーバ
９、又はその各々と通信するであろう単一のハブ８が設
けられる。バックボーン１０がカバーされる全領域にわ
たって延在しうるか、或いは領域は多ゲートウェイ及び
多バックボーンを使用することによりカバーされうる。
ハブ８内のトランシーバの有効範囲はその部屋内だけを
実質的にカバーするように構成される。ハブ８の限定さ
れた伝送範囲は図４の破線により示されるように対応す
るセル１３を形成する。教育環境内におけるレクチャー
ルームのような大きな部屋では、部屋の長さによってそ
の部屋は２つのハブ８を設けられる必要があり、その場
合一つの部屋内に二つの部分的に重なりあったセル１３
が存在するであろう。
【００２１】図５に示されるように、ハブトランシーバ
８には多数の構成部品ブロックが設けられる。これら
は、ネットワークインターフェース２０、バッファメモ
リ２１、フレーム、フォーワードエラー補正（ＦＥＣ）
及び変調器２３、ＩＦ（中間周波数）システム部２４、
ｍｍ波受信機２５、ｍｍ波送信機２６、及びセル全体を
照射するために放射パターンが十分に広いアンテナ１７
の形を取る。アンテナ２７はこの結果を静的又は動的
（電子的又は機械的ビーム操作により）に達成する。こ
れらの部品は全て制御タイミング部２８に接続され操作
される。更に、全てはＡＣ主要操作操作電源供給部２９
により駆動される。
【００２２】移動トランシーバ９の同等な部分は図５中
及び図６−９に１０だけ大きい参照符号により示され
る。移動トランシーバ９は電池駆動の電源供給部３９を
有する。これは、特に受信機３５及び発信機３６内で低
電力ガリウム砒素装置を使用することにより可能であ
る。尚、アンテナ３７は、少なくとも伝送を移動トラン
シーバに又はから対応するハブ８に向けて部分的に方向
付けるために制御タイミング部３８により電気的に操縦
可能な操縦可能アンテナであることが好ましい。この目
的のための好適なアンテナは、本出願人による”平面ア
ンテナ”という名称のオーストラリア特許出願第ＰＬ９
７３９号（代理人番号２３９０４５）に開示されてお
り、ここに参考として挙げる。このアンテナはワイヤレ
ス連結の信号ノイズ比を改善し、遅延信号を減衰し、そ
れによって多重通路性能を改善する。
【００２３】トランシーバ９の一部のより詳細なブロッ
ク系統図が図６−９に示される。図６において、トラン
シーバ９（端末インタフェース３０及びバッファメモリ
３１を除く）の一般的な構成が示されている。詳細の中
間段階は受信機３５及び送信機３６と受信中間周波数シ
ステム３４及び受信復調器３３及び送信中間周波数シス
テム３４及び送信変調器３２とに与えられる。変調の完
全な詳細は図７に示され、復調は図８に示されている。
図７において、伝送路フレーム、ＦＥＣ及び図５の変調
器３２が詳細に示されている。図５のバッファメモリ３
１から２値データの流れがＣＲＣ（サイクリック リダ
ンダンシイ チェック）発生付加ブロック４０に供給さ
れる。このブロック４０又はパケットパターン発生部４
１からの出力は選択的に１／２比のＴＣＭ（格子符号化
変調）符号化部４２に入力される。符号化部４２の出力
は次にＤｉビットインタリーバ４３に入力され、その出
力は次にフレーム毎に差符号化を実行するＱＰＳＫ符号
化部４４に入力される。ＱＰＳＫ符号化部４４及び同期
ヘッダー発生部４５の出力はフレーム組立及びゼロパッ
ド挿入ブロック４６において組み合わされ、六つの搬送
波が中心周波数の両側に同時ではなく発生するようにフ
レームは組み立てられて四つのゼロパッドが挿入され
る。
【００２４】組み立てられたフレームは１６点の複合Ｉ
ＦＦＴを使用する逆高速フーリエ変換装置１７を通過す
る。結果としての信号は、４点巡回拡張と共に直列フレ
ームを正確にシーケンスするためにフレーム直列化部及
び巡回拡張ブロック４８を通過させられる。結果はディ
ジタルアナログ変換器４９，５０を介して図５及び６の
中間周波数段３４に送られる。
【００２５】図５及び６のフレーム化ＦＥＣ及び復調器
３３の受信路において、図８に詳細に示されるように実
質的に逆の手順が実行される。中間周波数段３４から受
け取った信号はアナログディジタル変換器６０，６１を
通過し、巡回抽出フレーム組立部６２に送られる。結果
としての信号は実質的に復号化された信号を得るために
高速フーリエ変換装置６３を通過させられる。この信号
は同時にフレーム分解及びゼロパッド除去部６４及びメ
ッセージの開始、終了及び記号タイミング信号を提供す
る同期計算検出部６５に送られる。これらは図５及び６
の制御タイミング部３８に送られる。
【００２６】フレーム分解及びゼロパッド除去部６４の
出力は、必要なフレーム毎のソフト決定差復調及び検出
を実行する復調／検出部６６に送られる。結果としての
出力は、デインタリーバ６７に送られそして再度ソフト
決定復号器であるＴＣＭ復号化部に送られる。復号化部
の出力は図５のバッファメモリ３１とＣＲＣ積算検査部
６９との両方に送られる。この後者の装置は、もし復号
化／符号化が伝送データを正確に回復しなかった場合
に、図５及び６の制御タイミミング部３８のためのエラ
ー信号を生成する。
【００２７】図９に移り、アンテナ３７から簡略的に示
された双方向増幅器７１はフィルタ７２を介して映像阻
止ミクサー７３に接続される。双方向増幅器７１の好適
な形態は、本出願人による”双方向増幅器”という名称
のオーストラリア特許出願第ＰＭ２４４５号（代理人番
号２５０９８３）に開示されており、それをここに参考
として挙げる。代わりに、双方向増幅器７１は、図示さ
れるように図５及び６の制御タイミング部３８の制御下
で適当に切り換えることによりアンテナ３７とフィルタ
７２との間に接続される独立の発信増幅器と別の送信増
幅器とを使用することによって実現可能である。
【００２８】映像阻止ミクサー７３は局部発振器部（Ｌ
Ｏ）７４から５８ＧＨｚ信号を受信する。好適な形態に
おいて、第１の局部発振器（ＬＯ）は、５８ＧＨｚの周
波数であり、２−３ＧＨｚの中間周波数帯域を生じる結
果となる。図９に示される好適な実施例において、この
信号は２９ＧＨｚ発振器の出力信号を倍にすることで得
られる。図９に示されるように外部周波数弁別器を使用
する、或いは安定内部共振器又はある形態の周波数／位
相ロックドループを使用することにより、この発振器に
周波数安定化のある形態を実行することも好ましい。
【００２９】映像阻止ミクサー７３は受信ＩＦシステム
３４及び発信ＩＦシステム３４の両方に接続され、再び
図５及び６の制御タイミング部３８の制御下において適
当なスイッチを使用することによりそれらの間で分けら
れる。フィルタ７２の使用は映像周波数の付加的な阻止
を提供する。図６−９により、変調の好適な形態は符号
化だけではなく高速フーリエ変換及びその逆をも含む。
トランシーバ３５，３６は一つ以上のモノリシック集積
回路により好適に実現される。更に、移動トランシーバ
９での電力消費を低減するため、制御タイミングストリ
ーム３８は送信中又は受信中以外の各々のトランシーバ
９の出力を低減させることができる。これはハブトラン
シーバ８により開始されるポーリングスキームによって
決定される。例えば、ハブ８は各々の移動トランシーバ
９と通信可能であり、発信されるべきデータが要求され
ているか、又はＬＡＮの他の部分にアクセスすることが
要求されているかを順次調べる。様々なステーションの
このポーリングは、時分割多数アクセス、ＡＬＯＨＡ又
はスロットＡＬＯＨＡ、時間トークン通過、許容要求ス
キーム又は他の適用可能な技術等の多くの標準技術の内
の一つより構成することができる。
【００３０】ネットワークを構成する様々なトランシー
バ８及び９からの伝送は、ネットワークのある部分は低
速度の伝送のみを必要とし一方他の部分は非常に高速の
伝送を必要とするので、同じビットレートである必要は
ない。この実施例は、両立可能なネットワーク内に適応
されるべき様々な速度の伝送を可能とする。これはプリ
ンタや低データ速度演算装置に使用される低コスト及び
／又は低電力消費トランシーバ９を可能にする。
【００３１】上述のような妨害的な無線環境内で高速の
ビット伝送速度を得るために、少なくとも二つ（好まし
くは三つ）の技術が同時に使用される。第１の技術は、
各々のチャンネルが低ビットレートを有するが総体又は
全体のビットレートが高くなるように、使用可能な帯域
幅内で比較的多数の並列のサブチャンネルにわたって伝
送することである。記号長さを増大することによるこの
拡散は遅延時間の問題を解決し、よって記号間の干渉に
より生じる問題を減少させる。
【００３２】第２の技術は、フォーワードエラー補正
（ＦＥＣ）のようなデータ信頼性監視及び／又は増補の
ある形態を有する小さなパケット内のデータの伝送を含
む。パケットの長さは、データ信頼性増強方法及び環境
の妨害性に依存する。十分に小さなパケットは、チャン
ネル特性の急速な時間的変化の問題を解決する。第３の
技術は、本質的に更なるデータ信頼性増強である（以下
に説明する）インタリーブである。この技術は、チャン
ネルの周波数応答における零により生じる問題の解決に
おいて多くのＦＥＣ法の性能を改善する。
【００３３】最も好適な環境において、集団変調（第１
の技術）だけを使用することは適当な結果を生成するの
に十分であり得る。しかし、そのような環境は、稀に生
じるものであり、従って、実際は第２の技術が第１の技
術に組み合わされて使用される。第２の技術の初期の形
態は、自動繰り返し要求（ＡＲＱ）によるデータ信頼性
増強である。選ぶことのできる最大許容パケット長さ
は、エラー無し伝送の実際の可能性を保証するものであ
る。環境の妨害性が増大するにしたがい、チャンネル包
囲又はフォーワードエラー補正（ＦＥＣ）のような冗長
構成及び／又はデータ冗長及び／又は置換変調が使用さ
れるべきである。必要であれば、チャンネル探査及び冗
長技術の両方が使用される。
【００３４】これらの技術の第１に関し、多重通路伝送
による一般的な時間遅延は、一般的な部屋の大きさから
して５０ｎｓのオーダーである。１００Ｍｂｉｔ／ｓの
オーダーの好適なビットレートにおいて、これはビット
期間が遅延時間の２０％だけである１０ｎｓであること
を示す。しかし、もし伝送が例えば１２のサブチャンネ
ルに分割されるとすると、全体的に１００Ｍｂｉｔ／ｓ
のビットレートを達成するためには、これは各々のチャ
ンネルが約８．３Ｍｂｉｔ／ｓのビットレートを有さな
くてはならないことを意味する。もし１２ビットが符号
化され記号として送られた場合、記号時間は遅延時間よ
り大きい１２０ｎｓのオーダーとなる。サブチャンネル
の最適な数の選択は環境に依存する。
【００３５】第２の技術に関し、減衰するチャンネルの
ため、サブチャンネルの全てがうまく伝送するとは期待
されない。この理由により、データエラー補正が設けら
れる。これは多くの形態を持つ。第１は、その中で正確
に受信されない情報のそれらの通路がリセットされる少
なくとも選択されたデータの引き続いて起こる再伝送が
されるようなエラーの検出に十分な冗長度である。再伝
送は同じサブチャンネル又はチャンネルで行われる必要
は無い。第２は、非相互作用補正に十分な冗長度を有す
るフォーワードエラー補正である。第３は、内蔵冗長度
を有する多重トーン増幅シフトキーイングのような置換
変調である。これらの技術は、受信されたビットの比較
的小さな割合のエラーを復調器が補正することを可能に
する。
【００３６】各々のサブチャンネルにおける変調の好適
な型は、搬送波振幅及び／又は位相（ｍＱＡＭ）の多重
レベル変調である。変調の種類ｍＱＡＭは、振幅シフト
キーイング（ＡＳＫ）、多重レベルＡＳＫ（ｍＡＳ
Ｋ）、置換変調、２値数位相シフトキーイング（ＢＰＳ
Ｋ），多重レベル位相シフトキーイング（ｍＰＳＫ）、
振幅位相キーイング（ＡＰＫ）、多重レベルＡＰＫ（ｍ
ＡＰＫ）等を含む。
【００３７】低ビットレート伝送を必要とするプリンタ
のような装置のためのトランシーバ９は、振幅シフトキ
ーイング（ＡＳＫ）のような低スペクトル効率を与える
技術を使用することができる。搬送波の集合のＡＳＫの
変体は置換変調と呼ばれる。この方法において、伝送は
伝送される記号がｌｏｇ2 ｍの２進数を符号化できるｍ
−ａｒｙである。チャンネルに割り当てられたｍ個の記
号のアルファベットがある。伝送される各々の記号は内
蔵された冗長度を有し、もし記号の幾つかがチャンネル
の対応する部分の劣悪な性質によりエラーとして受信さ
れた場合、どの許容された記号が伝送されたかの正確な
決定が行われる。適当な直交性は、多数の既知の情報理
論技術を使用することにより、又は適当な符号のための
コンピュータ検索により得られる。置換変調の高冗長度
及び限定された帯域幅効率により、このシステムは（ｂ
ｉｔｓ／Ｈｚで表される）高スペクトル効率を生じな
い。図示された実施例のシステムにとって、これは０．
２５ｂｉｔ／Ｈｚ以下である。しかし、具体化は比較的
簡単であり、例えば以下に説明する高性能の実施例と互
換性があるプリンタ用の低ビットレートトランシーバ９
は低コストで好適に使用される。
【００３８】多重搬送波法の他の実施例は、位相シフト
キーイング（ＰＳＫ）を使用して各々の搬送波を位相変
調することである。簡単な実施例において、これは二つ
の位相オプションが伝送される２値位相シフトキーイン
グ（ＢＰＳＫ）又は四つのオプションが伝送される直角
位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ）である。必要に応じ
てより高い数が伝送される。
【００３９】フォーワードエラー補正が組み込まれたＢ
ＰＳＫの実施例において、ビットレート”ｂ”で入って
くる２値データの流れは、限定はされないがリード−ソ
ロモン又はたたみこみ符号化のような従来のフォーワー
ドエラー補正構成を使用して符号化される。そのような
コーディングは、コードレートの逆数である計数”ｒ”
によって伝送されるべきビットの数を増加する。ビット
レートｂ．ｒで符号化された流れは”ｐ”の並行通路に
分割され、ＢＳＫに使用される各々の通路は集合の別々
の搬送波を変調し、無線連結に関してｐ／（ｂ．ｒ．）
秒の有効な記号時間を与える。結果としての信号はチャ
ンネル上を伝送され、チャンネルの周波数選択特性によ
り幾つかのサブチャンネルではエラー無しで、又他では
起こり得る実質的なエラーレートと共に他の装置により
受信される。
【００４０】受信された搬送波は復調され、個々のビッ
トの流れは可能性のあるエラー（主に悪いサブチャンネ
ルから）と共に符号化されたデータの流れを形成するた
めに組み合わされ（又は集合され）、それは（リード−
ソロモン又はビテルビ復号器のような）装置によって復
号化される。受信された信号におけるエラーはこの復号
化処理によって普通は完全に補正される。
【００４１】また、受信された搬送波の振幅に基づき、
各々のＢＰＳＫ変調の出力の正確さの信頼性として重み
付けが与えられる。この重み付けは、どのビットがより
エラーと思われるかを決定するために、また伝送におい
てできるだけ多くのエラーを補正するために、装置の性
能を高めるように符号化装置への付加的な入力として使
用される。
【００４２】改善された帯域幅効率及び改善されたエラ
ー補正能力を与えるため、組み合わされたコーディング
及びトレリスコード変調（ＴＣＭ）のような変調構成を
使用することが可能である。伝送される搬送波の各々に
多重レベル位相シフトキーイング及び受信機の対応する
復調器を使用することも可能である。これは改善された
帯域幅効率を与え、したがって同じ互換性のある帯域幅
のためのチャンネルを介して伝送されるより高いデータ
レートを可能にする。このオプションは、互換性のある
手段によってではあるがより低いビットレートのトラン
シーバとして、より高いビットレートユニットが同じス
ペクトルを占有することを可能にする。増大されたスペ
クトル効率を得るには、ある程度のエラー性能の低下と
共に変調器及び復調器のコストが増大された複雑とな
る。
【００４３】上述のように、個々のデータ要素の貢献を
集合の総数より少ない搬送波に分配するＦＥＣのエラー
補正性能を更に改善するために、連結データインタリー
ブスキームが使用可能である。連結データインタリーブ
スキームは、符号化されない入力データの与えられた要
素に関連したこれらの搬送波のエラーの可能性の相互関
連は最小とされるような方法で搬送波間の符号化された
データを分配することによってこれを行う。普通は、こ
れらの搬送波の間の最小周波数間隔を最大とすることに
対応する。
【００４４】例えば５ビットの拘束長さと共の、１２搬
送波集合体の搬送波のハーフレートトレリスコードＱＰ
ＳＫ変調において、適当なインタリーブスキームは以下
の通りである。 連続したエンコーダ出力ｄｉ−ｂｉｔｓにより変調され
た搬送波番号（１〜１２）：１，３，５，７，９，１
１，２，４，６，８，１０，１２，１，３，．．． そのようなインタリーブスキームは実質的に従来の方法
によってデマルチプレクサ、シフトレジスタ及びマルチ
プレクサによって一般的に具体化される。
【００４５】上記はシステムのエラーレート性能を改善
するであろうが、全ての場合において全てのエラーを除
外しない。システム内に残ったエラーを無くすため、巡
回冗長検査（ＣＲＣ）自動繰り返し要求（ＡＲＱ）のよ
うな付加的なエラー補正層が使用される。このエラー補
正層は、エラーと思われるこれらの記号の再伝送を要求
する。この再伝送は、同じ周波数のチャンネルで行われ
ることもあり、又はいくらかの所定の量だけ全部の周波
数チャンネルにシフトさせることが制御タイミング部に
要求されることもあり、又はエラーの無い伝送の可能性
を増加するためにアンテナの特性を極性が生じるように
変えることもある。
【００４６】伝送チャンネルの高度の時間変化特性のた
め、伝送データは短い時間のパケット（一般的に１００
マイクロ秒）に分割される。この短い時間の間伝送特性
は一定であると仮定することができる。データのパケッ
トの伝送の前に、エラーレートを減少させるためチャン
ネル選択技術を使用してもよい。一つのチャンネル選択
技術はパケットの伝送に先立ってチャンネルを探ること
である。必要であれば、特定のサブチャンネル又はチャ
ンネルが減衰することがわかれば、これはデータレート
を減少させる。
【００４７】図７及び８に示されるように、多重搬送波
変調スキームを発生し復調する好適な方法は、復号デー
タに関して高速で高速フーリエ変換（ＦＦＴｓ）及び逆
高速フーリエ変換（ＩＦＦＴｓ）が可能な装置を使用す
る。そのような装置は、本出願人に対して許可された
「変換処理回路」という名称のオーストラリア特許第６
１０、９３４号に記載されており、その開示内容はここ
に参考として挙げる。図７及び８に示される例におい
て、１６点の高速フーリエ変換が使用される。
【００４８】高速フーリエ変換と共に回路４８による巡
回拡張、及び回路６２による巡回抽出の使用によって改
善された性能を得ることができる。巡回拡張は、チャン
ネル遅延拡散効果及び復調器タイミングエラーによって
生成されたサブチャンネルの直行性の減衰を減少するこ
とによるＦＦＴベースの集合変調構成の多重通路を増補
するための技術である。復調器において、それは、ＦＦ
Ｔ出力フレームにそのフレームのコピーを付加し組み合
わせを所望の長さに縮めることによって個々の多重搬送
波記号の時間を拡張することよりなる。拡張の長さは、
多重通路誘起中間記号干渉への許容とチャンネルスペク
トル効率の減少との中間である。それはチャンネルイン
パルス応答が実質的なエネルギーを有する時間間隔に好
適に対応する。
【００４９】抽出器及びフレーム組立器６２において、
本質的に悪化されていない多重搬送波記号は、その端部
が多重通路チャンネルの拡張されたインパルス応答によ
り悪化される潜在的に歪んだ入来拡張記号から（巡回抽
出によって）摘出される。この摘出された記号はＦＦＴ
を基にした復調処理に使用される。例えば、１６点ＦＦ
Ｔを使用する時、４点の巡回抽出長さが使用可能であ
る。
【００５０】これらの処理は、ＦＦＴインタフェースの
ために要求されるフレーム組立／分解機構の僅かな拡張
によって効率的に具体化される。関連した処理（より演
算的に集中した）は、「テーパリング」又は「ウィンド
イング」のものであり、それでは多重搬送波記号の振幅
は、サブチャンネルの相互クロストークを周波数の数搬
送波間隔分以上低減するために記号時間の一部の間で変
化する。
【００５１】多重搬送波スキームを使用する時、全ての
帯域を占有することは常に好ましいわけではなく、幾つ
かの搬送波は伝送される必要は無い。例えば、ＦＦＴ装
置６３を使用するときには、所定の近接したチャンネル
抑制／拒否のためのアナログ（再構成／耐エイリアシン
グ）フィルタ選択性要求は、その高周波数ビンは変調器
内でゼロフィルされ、変調器内で無視されるより大きな
変換によって緩和するこができる。これは、送信機にお
いて高い周波数（帯域外）の搬送波を発生しないで、そ
れらの周波数において受信されたエネルギーを無視する
ことに相当し、よってＦＦＴは（ダイナミックレンジの
考慮に従って）帯域端選択性の重要な部分を与える。ゼ
ロ挿入は、システム内のＤＣオフセットドリフトへの感
受性を低減するように帯域中心搬送波（基本帯域におけ
るＤＣ）を除外するために使用される。例えば、１６点
ＦＦＴ装置６３を使用するとき、１２の搬送波のみが操
作可能に使用される。
【００５２】図６に示されるように、装置６５は受信機
を入来データに同期させるように要求される。この装置
は、例えばこの入ってくるデータを受信機のタイミング
信号と比較し、記号とビット時間との差を計算し、この
情報を同期又はゼロ差を達成するために適当な補正を行
う制御タイミング部に送る。集合変調及びＦＦＴハード
ウェアの分割に釣り合った多重通路誤差を有する好適な
同期スキームは、発生器４５により発生するメッセージ
ヘッダーに存在する幾つかの搬送波相対的位相の計測
と、これらをヘッダー伝送の最初の伝送される搬送波の
既知の位相関係と比較することにより多重搬送波記号タ
イミング及び全局部発信周波数差を決定する。
【００５３】ＩＦシステム３４は図６に示され、送信機
のためのＩ，Ｑアップ変換器及び受信機のためのＩ，Ｑ
ダウン変換器を構成する。ＩＦシステムの第２のＬＯ部
は帯域２−３ＧＨｚに同調され、これは基本帯域への及
びからの信号の変換を可能にする。幾つかの実施例にお
いて、第１の部分発振器７４（図９）の周波数を変える
ことにより、及び他においてはＩＦシステム内の第２の
部分発振器の周波数を変えることにより、搬送波周波数
の同調を与えることが好ましい。発信及び受信ＩＦシス
テム内の構成部品を共通に使用することが可能である。
【００５４】前述は本送信機の幾つかの実施例を説明し
ているにすぎず、本発明の範囲から逸脱することなく変
形例を成すことが可能である。例えば、受信されるエラ
ーレートの減少のために発信されるデータのインタリー
ブ及びビット反転は、ＦＦＴ変換の固有のビット反転を
利用することによって達成可能である。また、アンテナ
３７は受信を改善するために極性変化を利用してもよ
い。
【００５５】低ビットレートトランシーバ及び高ビット
トランシーバの同時動作のための一つの構成は、例え
ば、利用可能なチャンネル（高ビット）の半分を低ビッ
トレートトランシーバに割り当てることである。よっ
て、低ビットトランシーバは利用可能な帯域幅の半分だ
けを使用し、ハブは同時に二つの低ビットレートトラン
シーバに低速度でデータを伝送できる。よって、同じハ
ブのハードウェアが高ビットレート及び低ビットレート
トランシーバの両方に使用できる。
【００５６】移動トランシーバ９は互いに所定のセル範
囲内で直接伝送し会うことができるため、ＬＡＮはハブ
８を含むことを必要としないことは当業者には明白であ
る。そのようなＬＡＮはピールツーピール（ｐｅｅｒ
ｔｏ ｐｅｅｒ）ＬＡＮと呼ばれている。同様に、ハブ
８は電気ケーブル及び／又は光ファイバによって相互接
続されているとして説明したが、無線又は赤外線連結に
より相互接続されてもよい。連結はバックボーン１０の
一部を形成し、又はハブ間の通信連結を構成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】反射によって生じる少なくとも１０ＧＨｚの無
線周波数の多重通路伝送を示すオフィスの簡略平面図で
ある。
【図２】多重通路伝送の可能性のために遅延された減少
された強さの受信信号を示すインパルス伝送のための時
間の関数としての受信された電力のグラフである。
【図３】特性自体が時間依存であり、伝送周波数の関数
としての定常状態信号の受信された振幅のグラフであ
る。
【図４】各々が対応するセル内で移動トランシーバと通
信可能である複数のハブを有するローカルエリアネット
ワークを示す簡略線図である。
【図５】各々のハブ及び移動トランシーバ内の回路構成
の簡略ブロック図である。
【図６】図５の移動トランシーバの一部を示すより詳細
なブロック図である。
【図７】図６の移動トランシーバの伝送通路のフレー
ム、ＦＥＣ及び変調器部３２のより詳細なブロック図で
ある。
【図８】図６の移動トランシーバの伝送通路のフレー
ム、ＦＥＣ及び変調器部３２のより詳細なブロック図で
ある。
【図９】図６の移動トランシーバのｍｍ波送信機３６及
び受信機３５のより詳細なブロック図である。
【符号の説明】
１ 部屋 ２ 家具 ３ 送信機 ４ 受信機 ５ 非遅延信号 ６ 遅延信号 ８ ハブ ９ 移動トランシーバ １０ バックボーン １１ ホストコンピュータ １２ 公衆電話回線網 １３ セル ２０ ネットワークインタフェース ２１，３１ バッファメモリ ２２，３２ フレーム、ＦＥＣ及び変調システム ２３，３３ フレーム、ＦＥＣ及び復調システム ２４，３４ 中間周波数部 ２５，３５ ｍｍ波受信機 ２６，３６ ｍｍ波送信機 ２７ 広帯域アンテナ ２８，３８ 制御タイミング部 ２９，３９ 電源供給部 ３０ 端末インタフェース ３７ 操縦可能アンテナ ４０ ＣＲＣ発生及び付加ブロック ４１ パケット端部及びパターン発生器 ４２ レート１／２ＴＣＭエンコーダ ４３ ｄｉ−ｂｉｔインタリーバ ４４ 差（フレーム毎）ＱＰＳＫエンコーダ ４５ 同期ヘッダー発生器 ４６ フレーム組立体及びゼロパッド挿入ブロック ４７ １６点復号ＩＦＦＴ ４８ フレーム直列化部及び４点巡回拡張器ブロック ４９，５０ ディジタルアナログ変換器 ６０，６１ アナログデジタル変換器 ６２ ４点巡回抽出及びフレーム組立体 ６３ １６点ＦＦＴ装置 ６４ フレーム分解及びゼロパッド除去部 ６５ 同期計算器及び検出器 ６６ 復調器／検出器 ６７ デインタリーバ ６８ ＴＣＭデコーダ ６９ ＣＲＣ積算器／検査器 ７１ 双方向増幅器 ７２ フィルタ ７３ 影像阻止ミクサー ７４ 局部発信部
フロントページの続き (72)発明者 ジョン デイビッド オサリヴァン オーストラリア国，ニュー サウス ウェ ールズ 2115，アーミントン，メイプル クレセント 38 (72)発明者 グラハム ロス ダニエルズ オーストラリア国，ニュー サウス ウェ ールズ 2068，ウィロービー，ベッドフォ ード ストリート ６ (72)発明者 テレンス マイケル ポール パーシヴァ ル オーストラリア国，ニュー サウス ウェ ールズ 2066，レーン コーブ，ローン アヴェニュー ３ (72)発明者 ディーテルム アイロニ オストゥリ オーストラリア国，ニュー サウス ウェ ールズ 2049，ピーターシャム，ホーダー ン アヴェニュー ６ (72)発明者 ジョン フレイザー ディーン オーストラリア国，ニュー サウス ウェ ールズ 2122，イーストウッド，クライブ ロード ９

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 データ源及び／又は目的地を構成するた
    めに各々が互いに接続された複数のハブトランシーバ
    と、各々が所定の範囲内において前記ハブトランシーバ
    の一つと無線伝送によって通信可能な複数の移動トラン
    シーバとよりなり、前記移動トランシーバの各々は演算
    能力を有する対応する可搬電子装置に接続可能であって
    それにより駆動可能であり、前記無線伝送は１０ＧＨｚ
    を越える周波数を有し、全てのトランシーバは多重通路
    伝送環境において受信及び発信するよう構成され、前記
    トランシーバの伝送の情報ビットレートの逆数は前記多
    重通路伝送環境の伝送通路の重要なものの間の時間遅延
    差に比較して短いことを特徴とするワイヤレスＬＡＮ。
  2. 【請求項２】 各々が所定の範囲内において他の類似し
    たトランシーバと無線伝送によって通信可能な複数の移
    動トランシーバを有し、前記移動トランシーバの各々は
    対応する演算能力を有する可搬電子装置に接続可能であ
    ってそれにより駆動可能であり、前記無線伝送は１０Ｇ
    Ｈｚを越える周波数を有し、全てのトランシーバは多重
    通路伝送環境において受信及び発信するよう構成され、
    前記トランシーバの伝送の情報ビットレートの逆数は前
    記多重通路伝送環境の伝送通路の重要なものの間の時間
    遅延差に比較して短いことを特徴とするピールツーピー
    ルワイヤレスＬＡＮ。
  3. 【請求項３】 相互作用チャンネル探査；非相互作用接
    続のために十分な冗長度をもってのフォーワードエラー
    補正；少なくとも選択されたデータの再伝送による相互
    作用エラー補正にとって十分な冗長度をもっての変調；
    及びチャンネル間のデータの割当の選択よりなる技術の
    群から選択される一つ以上の技術を使用することによっ
    て伝送が強められることを特徴とする請求項１又は２記
    載のＬＡＮ。
  4. 【請求項４】 伝送は、前記所定の範囲に亘る伝送特性
    が比較的一定な時間にわたって各々が伝送されるデータ
    の小さなパケットに分割されることを特徴とする請求項
    ３記載のＬＡＮ。
  5. 【請求項５】 データのコーディングは、各々が異なる
    周波数の搬送波の集合に関して実行されることを特徴と
    する請求項１乃至４のうちいずれか１項記載のＬＡＮ。
  6. 【請求項６】 各々の独立した搬送波の変調は、搬送波
    振幅及び／又は位相（ｍＱＡＭ）の多重レベル変調であ
    ることを特徴とする請求項５記載のＬＡＮ。
  7. 【請求項７】 前記ｍＱＡＭは、振幅シフトキーイング
    （ＡＳＫ）；多重レベルＡＳＫ（ｍＡＳＫ）；置換変
    調；２値位相シフトキーイング（ＢＰＳＫ）；多重レベ
    ル位相シフトキーイング（ｍＰＳＫ）；振幅位相キーイ
    ング（ＡＰＫ）；及び多重レベルＡＰＫ（ｍＡＰＫ）よ
    りなる変調種族の形であることを特徴とする請求項６記
    載のＬＡＮ。
  8. 【請求項８】 所定のセル範囲内において少なくとも一
    つのハブトランシーバと複数の移動トランシーバとの間
    で又は前記移動トランシーバの間でデータを伝送する方
    法であって、前記データ伝送は１０ＧＨｚを越える周波
    数を有する多重通路伝送であり、各々の前記移動トラン
    シーバは対応する演算能力を有する可搬電子装置に接続
    可能であってそれにより駆動され、前記伝送の情報ビッ
    トレートの逆数は前記多重通路伝送環境の伝送通路の重
    要なものの間での時間遅延差に比較して短いことを特徴
    とするデータ伝送方法。
  9. 【請求項９】 相互作用チャンネル探査；非相互作用接
    続のために十分な冗長度でのフォーワードエラー補正；
    少なくとも選択されたデータの再伝送による相互作用エ
    ラー補正にとって十分な冗長度での変調；及びチャンネ
    ル間のデータの割当の選択よりなる技術の群から選択さ
    れる一つ以上の技術を使用することによって伝送が強め
    られることを特徴とする請求項８記載の方法。
  10. 【請求項１０】 伝送は、前記所定の範囲に亘る伝送特
    性が比較的一定である時間にわたって各々が伝送される
    データの小さなパケットに分割されることを特徴とする
    請求項９記載の方法。
  11. 【請求項１１】 データのコーディングは、各々が異な
    る周波数の搬送波の集合に関して実行されることを特徴
    とする請求項８乃至１０のうちいずれか１項記載の方
    法。
  12. 【請求項１２】 各々の独立した搬送波の変調は、搬送
    波振幅及び／又は位相（ｍＱＡＭ）の多重レベル変調で
    あることを特徴とする請求項１１記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記ｍＱＡＭは、振幅シフトキーイン
    グ（ＡＳＫ）；多重レベルＡＳＫ（ｍＡＳＫ）；置換変
    調；２進位相シフトキーイング（ＢＰＳＫ）；多重レベ
    ル位相シフトキーイング（ｍＰＳＫ）；振幅位相キーイ
    ング（ＡＰＫ）；及び多重レベルＡＰＫ（ｍＡＰＫ）よ
    りなる変調種族の形であることを特徴とする請求項１２
    記載の方法。
  14. 【請求項１４】 多重通路伝送環境において１０ＧＨｚ
    を越える周波数を有する無線伝送を発信し受信するよう
    に動作可能であり、トランシーバの伝送の情報ビットレ
    ートの逆数は前記多重通路伝送環境の伝送通路の重要な
    ものの間の時間遅延差に比較して短いことを特徴とする
    ワイヤレストランシーバ。
  15. 【請求項１５】 伝送は搬送波の集合の変調によること
    を特徴とする請求項１４記載のトランシーバ。
  16. 【請求項１６】 トランシーバは、搬送波の集合の前記
    変調の発生及び検出のための高速フーリエ変換装置及び
    逆高速フーリエ変換装置を組み込んだ変調／復調システ
    ムを有することを特徴とする請求項１５記載のトランシ
    ーバ。
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