JPH0773379B2 - 通信方式 - Google Patents

通信方式

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JPH0773379B2
JPH0773379B2 JP21419587A JP21419587A JPH0773379B2 JP H0773379 B2 JPH0773379 B2 JP H0773379B2 JP 21419587 A JP21419587 A JP 21419587A JP 21419587 A JP21419587 A JP 21419587A JP H0773379 B2 JPH0773379 B2 JP H0773379B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 技術分野 本発明は通信システム及び受信機、特に低電力消費のワ
イドエリアページングシステム及び携帯ページング受信
機並びに一つの共通チャネルで多数の受信機へデータを
伝送する方法に関するものである。
従来技術の説明 従来のページングシステムは一般に2種類のカバレージ
を提供する。ローカルエリアカバレージは代表的には、
一都市エリアの全域又は一部をカバーする1個以上の単
周波数で動作する送信機からページ(呼出し)を同時に
ローカルエリア内の受信者に送信することにより与えら
れる。斯かるカバレージはローカル送信機の放送範囲に
制限されること明らかである。大きな都市エリアのいく
つかの互いにオーバラップするエリア又は互いにオーバ
ラップしないエリアをカバーするワイドエリアカバレー
ジは代表的には、ページングリクエストを電気通信によ
りいくつかの送信機に送信し、全ての送信機からページ
ングメッセージをワイドカバレージエリア内のどこかに
いる所定の受信者に放送することにより与えられる。ワ
イドエリアカバレージを与える上述の方法は費用がかか
ると共に比較的少数のページングユーザに制限される。
ページングトラヒックが増加すると、ローカルエリア及
びワイドエリアカバレージユーザがページングチャネル
スペースを求めて競合し始める。そして各ワイドエリア
ユーザがワイドエリアカバレージ内のページ送信機の全
てに対して使用可能なページングチャネルスペースの一
部分を占有し、同じチャネル部分のローカルカバレージ
ユーザが各送信機からしめ出される。これがため、同一
チャネル部分のローカルエリアカバレージユーザをワイ
ドエリア内の全送信機からしめ出すことのないワイドエ
リアページングカバーレージを提供し得るようにするの
が好ましい。
現在のページングシステムの他の問題点は両立性がない
点にある。ローカルエリアカバレージユーザはページン
グメッセージをページ受信機に放送する第1タイプのペ
ージングメッセージ符号化体系を用いることができ、ワ
イドエリアカバレージユーザは第2タイプのページング
メッセージ符号化体系を用いることができる。これがた
め、頻繁に旅行するエーザは両タイプのメッセージを受
信する種々のページ受信機を携帯しなければならない。
この非両立性の一つの解決策がデービス等の米国特許第
4518961号明細書に開示されている。デービス等は、複
数個のページングシステムのための符号化体系、例えば
POCSAGのような符号化体系をストアするシングルページ
受信機、英国郵便局のページングプロトコル及びモトロ
ーラ社により設計されたページングプロトコルGGCにつ
いて記載している。しかし、この解決策は、符号化体系
の数がデービス等の受信機がストアし得る数より著しく
多いために部分的な解決を与えるにすぎない。
また、従来のページングシステムは電池動作携帯ページ
受信機の全体のサイズを最小にすると共に電池の寿命を
延長するためにその電力消費を低減する種々の方法を用
いている。一つの方法は電力をページ受信機内の受信回
路に、当該ページ受信機に対するデータが送信される予
定のタイムスロット中のみ供給するものである。しか
し、この方法はいくつかの欠点を有する。第1に、ペー
ジ受信機を送信機に精密に同期させることが難しい。第
2に、単一のタイムスロットで伝送し得ない長いメッセ
ージはページ受信機に完全に伝送されるのに過大な時間
を要する。第3に、この方法を用いるページ受信機は特
定のエリア内でメッセージをページ受信機へ満足に伝送
するのに十分な強さにし得ない単通信チャネルに強く頼
るものである。最後に、上述のページ受信機は電力消費
が十分に低くなく、頻繁な電池交換又は再充電を避けら
れないため、今までのところ小型電池を備えるページ受
信機を実現することは不可能であることが確かめられて
いる。
斯かる従来のページングシステムの一例がナトリ当の米
国特許第3937004号明細書に開示されている。このナト
リ当の特許明細書には受信回路を周期的に所定の時間間
隔中駆動して当該受信機に向けられたページング信号を
検出する腕時計形のページ受信機が開示されている。そ
の特定の実施例では、受信機は15分の送信サイクルのう
ちの5分間駆動される。この技術は電力消費を低減する
が、受信回路を全時間の3分の1だけオンにする必要が
まだある。
ページ受信機の電池節約システムがムーア等の米国特許
第4398192号明細書にも開示されている。このシステム
ではページ受信機をグループに分け、各グループの受信
機を当該グループのために割当てられた送信サイクルの
時間区分中動作させる。この場合個々のグループ内の各
受信機はそのグループの時間区分の全時間中動作して各
受信機に対し個々にアドレスされた任意のメッセージを
検出する。このムーアのシステムはメッセージを受信す
るのを実際に必要とされる時間より遥かに長い時間受信
機をオンにする即ち付勢する必要がある。
アカホリ等の米国特許第4437095号のページングシステ
ムはムーア等のシステムに動作が類似している。アカホ
リ等のページ受信機はその受信回路を周期的に付勢して
同期信号を検出し、次いで所定時間後にグループメッセ
ージのために再び付勢する。この方法によればアカホリ
等の受信機はその電力消費を連続付勢受信機の約半分に
低減することができる。
ギアランザの米国特許第4383257号明細書に、上述の方
法の変形例が開示されている。このギヤランザ等の方法
では受信回路を周期的なデューティサイクルでシーケン
シャルにオンオフさせる。そのオン時間中に、メッセー
ジを受信機に送信すべきときに送信機により送出される
同期信号を検出する。同期信号が検出される場合には受
信機はそのデューティサイクルを越えてオン状態に維持
されて次のアドレス信号が斯かる受信機を識別してメッ
セージの受信を続けさせるものであるか否かを決定す
る。この方法も受信回路をメッセージが当該受信回路に
向け伝送されているか否かと無関係に少なくとも一定時
間オンにする必要がある。殆どの場合、このオンタイム
は伝送されたメッセージを実際に受信するのに必要とさ
れる時間より遥かに長い時間になる。
リアルタイム信号を用いて受信機を送信機に同期させる
ことは従来公知であるが、斯かる装置は受信機を連続的
にオンにする必要がある。例えば、トーヤマ等の米国特
許第4358836号明細書に、送信機からのリアルタイム信
号を受信してその内部クロックを同期させる電子時計が
開示されている。同じく、バァンゲン等の米国特許第43
37463号明細書に、遠隔局のクロックを主局のクロック
に同期させる時間同期システムが開示されている。
ワイコッフ等の米国特許第4419765号明細書に、周波数
走査機能も有する電力制限ページング受信機が開示され
ている。この受信機は、入信号が現在のチャネルで検出
されない場合にいくつかのチャネルを走査することがで
きる。しかし、この走査は盲目的に行われる。その結
果、この走査は電力を必要以上に消費する。
指定のタイムスロットを用いてメッセージを受信する上
述の装置の他の欠点は受信能力が制限される点にある。
単一のタイムスロットで伝送し得ないメッセージはその
完全な伝送に数個の伝送サイクルを必要とする。
クレブス等の米国特許第4519068号明細書に、可変長の
メッセージを送信する方法が開示されている。この方法
は受信機を送信機に同期させる同期フィールド及びこの
同期フィールドに続くデータブロックを含む数個のフィ
ールドを有するデータメッセージを送信する。第1チャ
ネルデータブロックは局アドレスを含んでいる。第2チ
ャネルデータブロックは後続のチャネルデータブロック
の個数を表わす情報フィールドを含んでいる。しかし、
クレブス等の方法はそのフォーマットのために時分割多
重に対し実際的でない。
代表的には150,200又は400メガヘルツの周波数帯域で動
作する既知の携帯ページング受信機においては、アンテ
ナはフェライト棒に導体を巻いたもので構成するのが普
通である。このアンテナは関連するページング受信機と
一緒にポケットに入るサイズ又はベルトに挟むサイズの
非導電性ケース内に装着される。ケースをこのサイブ以
下に小さくすることは比較的かさばるフェライトアンテ
ナを収納しなければならないことにより制限される。
ページ受信機のサイズの問題はページング周波数が低く
なるにつれて増大する。低周波数受信機は周波数依存回
路内に大きなインダクタ、キャパシタ及びフィルタを用
いる必要がある。しかし、低周波数ページングはその優
れた無線信号伝搬特性のために望ましい。
テレコミュニケーションズ グループ オブ アメリカ
ン ダイバーシファイド キャピタル コーポレーショ
ンにより市販されているページングシステムにおいて
は、ページングデータはFM放送信号中に57キロヘルツの
副搬送波で符号化されて1200ボーの速度で伝送される。
信号の変調は57キロヘルツ副搬送波を位相変調して行わ
れる。順次のデータエレメントが同一の場合には57キロ
ヘルツのサイクルが途切れることなく連続する。しか
し、データが状態を変化する場合、即ち0から1又は1
から0に変化する場合には、57キロヘルツ副搬送波の位
相が急に逆転する。これは副搬送波の正方向サイクル又
は負方向サイクルを2倍にすることにより行われ、これ
により副搬送波に短い直流成分が導入される。斯かる後
に副搬送波の位相が前の副搬送波の位相に対し180゜移
相される。
アメリカンダイバーシファイドシステムは種々の欠点を
受ける。低いボー速度により、有効にサービスを受ける
ことができるユーザの数並びに情報を伝送し得る速度が
厳しく制限される。また、ボー速度を増大させると共に
メッセージ長を短くすることによりユーザ数を増大する
試みは受信信頼度を低下することが既知である。この問
題は移動無線受信機を用いてFMのような極めて高い周波
数を受信するときに最も明らかである。更に、使用する
位相変調技術は広帯域のスプリアス成分を発生し、これ
ら成分を精巧なフィルタ回路でろ波して放送オーディオ
信号を妨害しないようにする必要がある。これらフィル
タ回路はコストを増大すると共に変調装置の複雑度を増
大する。更に、高価なフィルタを受信機の回路内に設け
て57キロヘルツを中心に変調された所望のページング情
報を53キロヘルツで終わる放送ステレオオーディオ信号
から分離する必要がある。これもシステムのコストと複
雑度を増大する。
従って、従来のページングシステムの上述した欠点及び
他の欠点を克服した多機能ワイドエリアページングシス
テムが必要とされている。
発明の要旨 本発明の目的は従来のページングシステムを、効率を増
大し、一層広いエリアに亘り一層有用にし、サイズを減
少し、電力消費を低減し、多数のユーザにサービスし得
るようにすることにより改善することにある。
本発明の他の目的は、慣例の電子腕時計と同一のサイズ
で、同一の時間精度で、同一の電池寿命特性を有する携
帯電子ページング受信機を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、任意所望のエリア内の実際上
無制限の数のページ加入者のページングをローカル(地
区)レジョナル(地方)、ナショナル(全国)、コンチ
ネンタル(全大陸)及びグローバル(全世界)通信能力
を含む共通のシステムにより行い得るようにすることに
ある。
本発明の更に他の目的は、ローカルエリアユーザのペー
ジングシステムへのアクセスをしめ出さないようにした
ワイドエリアページングエリアページングカバレージを
提供することにある。
本発明の更に他の目的は、斯かるページングシステム内
の加入者が無制限の長さ及び情報内容のメッセージを確
実に有効に受信し得るようにすることにある。
本発明の第1の特徴は、互いにオーバラップしないカバ
レージのローカルエリアをそれぞれカパーする少なくと
も2個のローカルエリア送信機と、各ローカルエリア内
に通常住んでいる居住者に割当てられる複数個のページ
ング受信機と、1つのローカルエリアからのページング
要求をこのページング要求の目的の受信者が現在存在す
る他のローカルエリアへ転送する送信手段とを備えるペ
ージングシステムを提供することにある。各ローカルエ
リア送信機は各居住者のページ受信機に対する独自の識
別アドレス及び現在地をストアする加入者記憶手段と、
選択した1個のページング受信機の識別アドレスを入力
する手段と、ページングメッセージを目的の受信者の現
在地をサービスしているローカル送信機に送るルーチン
グ手段とに関連する。ページングメッセージは選択され
たページング受信機のストアされた現在地に従って通信
回路網を経て送られる。これがため、通常は第1ローカ
ルエリア内にあるが一時的に第2ローカルエリア内に位
置するページング受信機に対するページングメッセージ
が第2ローカルエリアをサービスする送信手段により放
送される。
この構成によれば、放送チャネルの一部分を第2ローカ
ルエリア内に一時的に位置するページング受信機に割当
しなくてすむようになる。
本発明の他の特徴は、ページング要求をローカルエリア
送信手段からページ受信機にパケットの形で伝送するこ
とにある。各パケットはそのパケットが伝送される時間
に対応するアドレスを有する。この時間はサブフレーム
を構成する所定数の順次番号をつけたタイムスロットの
うちの1個のタイムスロットと、周期的なタイムフレー
ムを構成する所定数の順次番号をつけたサブフレームの
うちの1個のサブフレームとで決められる。各ページ受
信機は同様にタイムスロットとサブフレームに対応する
アドレスを有し、該受信機にアドレスされたパケットの
受信を制御する。受信機は他の受信機に通常割当てられ
ているタイムスロット内のパケットを、パケットを連結
してチェーンを形成し、チェーンを順次連結する方法に
より受信することもできる。この方法によれば最小長の
メッセージを極めて短いタイムスロットを用いて送信す
ることができると共に長いメッセージを使用可能な空の
タイムスロットを用いて急速に伝送することができる。
本発明の好適例においては、ページングデータをローカ
ルエリア送信機として使用する2個のFMステレオ放送局
の副搬送波上に位相変調する。この変調波はプログラム
可能な波形と合成してスプリアス変調成分が最低になる
ようにする。ページング受信機は腕時計のような装置内
に構成する。関連するアンテナは時計バンドと一体に構
成し、ユーザを受信機に電磁的に結合させる。この技術
により小ループアンテナの不所望な受信特性が緩和され
る。ページング受信機における復調はステレオパイロッ
ト信号を既知の基準信号として用いて行う。この技術に
より、FM信号中の放送オーディオ信号を妨害することな
くデータを19キロボーの速度で送信することができる。
本発明の上述の目的及び追加の目的、特徴並びに利点は
添付図面を参照して進められる本発明の好適実施例の下
記の詳細な説明から一層明らかになる。
以下図面につき説明する。
1.0アプリケーションレベルと動作の説明 1.1簡単化したシステムモデル 本発明による第1A図の時計ページング受信機20は第2A図
に示すグローバルページングシステム22内の多数の受信
機の1個である。このグローバルページングシステムと
のその動作を説明する前に、このシステムをこのシステ
ムのユーザから見たアプリケーションレベルの点から説
明する。
第2B図は第2A図のシステムの簡単化したオープンシステ
ムインターフェースモデルを示す。システムの2人のユ
ーザ、即ちページング時計受信機20を身につけている人
(以後受信ユーザと称す)と、受信ユーザにページ信号
を送信することを要求する人(以後ページ要求者又は送
信ユーザと称す)が示されている。通常、システム22に
モデムを介して接続された適当にプログラムされたパー
ソナルコンピュータを使用し得るが、ページ要求はタッ
チトーン電話機24により開始させることが考えられてい
る。以下の説明においては送信ユーザは電話機24を使用
し、受信ユーザは時計20を使用するものとする。
オープンシステムインターフェース(OSI)モデルにお
いて、各ブロック内の文字はモデルの各層を表し、以下
の通りである。
a=アプリケーション層 p=プレゼンテーション層 s=セッション層 t=トランスポート層 n=ネットワーク層 l=リンク層 P=フィジカル層 電話機24に隣接するコラム26内のブロック“a"はシステ
ムの送信ユーザが電話機24により入力する2周波数(DT
MF)トーンのような入力信号と、斯かるユーザがシステ
ム22から受信する音声返答のような出力信号とを表わ
す。時計20に隣接するコラム28内の“a"は、受信ユーザ
が押してシステム22を経て受信されるメッセージを表示
させる後述の種々のボタンを含む、時計20に対するユー
ザインターフェースを表わす。ジグザグ線30はシステム
22への電話接続を表わす。ブロック22は送信ユーザと、
ブロック34で示す第1のクリアリングハウス(クリアリ
ングハウスコンピュータAと称すことができる)との間
の通信インターフェースを示す。クリアリングハウスコ
ンピュータAにより伝送されたページング要求はブロッ
ク38で全体を示す種々のデータ通信網を経てブロック36
でクリアリングハウスコンピュータBとして示す第2の
クリアリングハウスコンピュータに伝送される。ページ
ング要求はクリアリングハウスコンピュータBにより後
述のように処理される。処理された要求は通信インター
フェース40及び伝送線路42を経て、時計20の受信ユーザ
の所在地にある送信タワー44を含む放送送信機に伝送さ
れる。送信タワーはページング要求を電波で時計20に送
信し、時計20は放送メッセージをデコードして受信ユー
ザに向けられたメッセージを時計20の表示部に表示す
る。
ブロック32に戻り説明すると、文字“n",“l",“p"をそ
れぞれ含む各別の入力コラム50及び出力コラム52は電話
機インターフェースとクリアリングハウスコンピュータ
Aとの間の可能な物理的分離を表わす。ブロック34にお
いて、各別のコラム54,56はクリアリングハウスコンピ
ュータAの入力側と出力側を表わす。ブロック36も同様
に各別の入力コラム58と出力コラム60を含んでいる。通
信インターフェースブロック40において各別のコラム6
2,64はクリアリングハウスコンピュータBから物理的に
分離し得る後述のメッセージキューイングマシーンの入
力及び出力端をそれぞれ示す。
次に送信ユーザ及び受信ユーザから見たシステム22の動
作を説明する。符号30〜46を有する素子からのシステム
の内部動作は両ユーザに対し明白である。後に述べるよ
うに、ページング時計受信機20は電子クロックを含んで
いる。この時計の時間は自動的に正確な地方時間にセッ
トされる。受信ユーザが異なる標準時地帯に旅行する
と、システム22に接続された送信機44を有するエリアに
到達後約7分以内に地方時間へのリセットが生ずる。時
計20に表示される日付けも自動的に調整される。
システム22内の各時計ページ受信機はクリアリングハウ
スコンピュータBのメモリ内でその時計のユーザの電話
番号に相関される独自の通し番号を有している。これが
ため、受信ユーザの電話番号又は受信ユーザの名前と所
在地を知っているだれでもページングメッセージをこの
受信ユーザに送ることができる。即ち、ページングメッ
セージを受信ユーザに、システム22に接続された送信機
44を有する世界中のどこにいても送ることができる。こ
の機能を促進するために、受信ユーザはタッチトーン電
話機で自分の現在地をシステム22に知らせる。
1.2ページ信号の送出 送信ユーザは、電話機24でローカルページング電話番号
をダイアルしてコンピュータ音声命令を待つことにより
ページングを開始する。最初のコンピュータ音声命令は
コンタクトしたい受信ユーザの電話番号を要求する。同
じ電話番号の多数の受信ユーザにはこれらユーザを識別
するために電話番号に加えて1個又は2個の独自の数字
が割当てられる。システム22が呼出すべき人の番号又は
名前を確認後に送信ユーザは星印()キーを押し、次
の命令を受ける。
上述の次の命令は送信ユーザが送ることができる下記の
好適なメッセージのメニューである。
押ボタン 1 仕事場から呼出し 2 自宅から呼出し 3 帰宅せよ 4 呼出すべき番号入力 5 50字までのスペシャルメッセージ 6 ボイスメッセージ発生 7 メッセージ再送 8 ボイスメッセージ聴取 9 呼出すべき人の電話番号の入力をレピート この命令メニューは種々のメッセージの利用確率の低下
に従って番号順にしてある。
送信ユーザは適当なメッセージを電話機24のキーボード
の関連する番号を押して選択する。1,2又は3番を押す
場合には、追加のデータを入力する必要はない。ユーザ
が電話を切ると、メッセージが通常の優先度で送出され
る。
送信ユーザが4番を押す場合には呼出すべき番号(15桁
の数字までとすることができる)を入力する必要があ
る。
送信ユーザが5番を選択する場合には送出するメッセー
ジは番号とアルファベット文字の両方を含むことができ
る。アルファベットの文字を送るには、アルファベット
文字が表示されたキーをそのキー上の文字の位置の順番
により決まる回数押す。例えば、キー2を1度押すと
“a"であり、キーを2度押すと“b"である。クリアリン
グハウスコンピュータがキーストローク間の時間に基づ
いて1つの文字を得るのにキーが何度押されたかを決定
する。このため送信ユーザは各アルファベット文字の入
力毎に短い間を置く必要がある。1つ星()キーを用
いてワード間のスペースを指示し、2つの星(**)キ
ーを用いてピリオド又は文の終りを指示する。数字符号
(#)キーにより次のキーストロークは文字でなく数字
を送るものであることを指示する。システムはメッセー
ジの長さに制限を設けることができる(例えば50字)。
送信ユーザが50字以上を送出しようとすると、クリアリ
ングハウスコンピュータはデータの受信を停止し、コン
ピュータ発生音声メッセージを送信ユーザに送出し、メ
ニューの次の部分へと続く。
例えば、メッセージ“John Doe will arrive at 9 o'cl
ock."を送出するには、送信ユーザは56664466366633
9444555555277774448883328#966622255566
22255**を押す。このメッセージは32文字長である。
ワード“John Doe will arrive at 9 o'clock."受信ユ
ーザの時計に表示される。メッセージが12文字より長い
場合、このメッセージは1秒につき1つの長いワード又
は2つの短いワードの割合で表示される。メッセージに
“緊急”表示をつける場合には感嘆符(!)がメッセー
ジの始めと終りに表示される。
メニューの続きを説明すると、キー6を押すことによ
り、送信ユーザは受信ユーザがボイスメールを呼出すべ
きことを指示するボイスメッセージを送出することがで
きる。コンピュータ発生音声が送信ユーザに受信ユーザ
に対するボイスメッセージをどのように送出するかを指
示する。
キー7と関連する命令は受信ユーザにより使用される。
システムに呼出しを行い、キー7を押すと、受信ユーザ
はシステムにより24時間前からの自分のメッセージの全
てを送信又は再送信させq呼出しを行い、キー7を押す
と、受信ユーザはコンピュータ音声により、自分が呼出
す電話番号を(国番号、市外又は地域番号及び市内番号
を含む)を入力することを促される。ユーザが番号を入
力しないで電話を切ると、メッセージが放送カバレージ
に依存するこのユーザのホームエリア、領域または居住
地内に再送信される。電話番号の入力によりページング
システムは受信ユーザのメッセージをどこへ送るか知る
ことができる。コンピュータ音声によりユーザが入力し
た国及び市が何であるか確認され、もし間違っていれば
番号の再入力が要求される。入力されたエリア内の放送
カバレージがない場合は受信ユーザにはそのことが知ら
され、メッセージは送出されない。
命令8も受信ユーザのために設けられたものである。シ
ステムに呼出しを行い、キー8を選択すると、受信ユー
ザは彼のために出されたボイスメッセージを受信するこ
とができる。この場合にもユーザはコンピュータ音声に
より、メッセージの取り出し方が指示される。即ち、ボ
イスメッセージを受信するためにシステムに入力する必
要の有るシークレットコードがユーザに割当てられる。
システムへの発呼者がキー9を押すと、上述の命令シー
ケンスがくり返される。
上述の命令1,2,3,4,5及び6と関連する動作に対しての
み有効な最後の命令がある。この命令はメッセージの優
先度又は緊急度を設定する。
押ボタン 1 緊急 2 普通 3 低優先度 緊急メッセージは30分間に4回まで送出される。普通メ
ッセージは30分間に3回送出される。低優先度メッセー
ジは高優先度メッセージが送出され終ると同時に60分間
に2回送出される。
送信ユーザは呼出すべき受信ユーザが斯かる受信ユーザ
のホームエリア内にいる場合には緊急コードを押した後
に電話を切ることができる。
1.3時計ページ受信機 第1A図に戻り説明すると、各受信ユーザにより使用され
るページング時計受信機20は慣例のディジタル腕時計に
よく似た形に構成される。この時計は後述するようにア
ンテナを組込んだリストバンド70と、電子クロック兼ペ
ージング装置72とを有している。装置72は第11A図にブ
ロック図で示す内部電子回路を含んでいる。装置72はア
ナログ時計表示面74と、日付け表示部76とを有してお
り、これらは慣例のものである。装置72は更に地域番号
及び電話番号並びにメッセージ記号を表示するページン
グデータ表示部78も含んでいる。
装置72は時計の両側に2個づつ4個の制御ボタン80,82,
84,86を有している。ボタン80は慣例のアナログ時間及
び日付け調整制御ノブである。ボタン82はメッセージを
表示し確認する機能、メッセージ待ち信号をベル/無音
に切換える機能及び外出/在宅を切換える機能を選択す
る機能選択ボタンである。ボタン84は時計の動作モード
を決定するものである。ボタン86はリセットボタンで、
1度押して電池交換後の装置の再同期及びテストを行
い、2度押して時計の通し番号の登録を行う。
第1B図に示す表示部78aの変形例は2つの文字行を含ん
でいる。上の文字行は、左から右に、自宅呼出し記号8
8、オフィス呼出し記号90、ベル/無音記号92、外出/
在宅記号94、信号アベイラビリティ記号96、電池インジ
ケータ98及び未/応答メッセージカウンタ100を含む絵
記号である。メッセージが受信されるとき、ベル/無音
シンボル92が現れ、装置72内のビーパにより可聴信号が
発生される。また、信号アベイラビリティ記号96が点滅
し、装置72が信号走査を行い、正当な信号を検出し得な
いときに記号96が消え、正当な信号を検出するときに記
号96が点滅し続ける。未応答メッセージカウンタ100は
応答されていないメッセージの数1〜9を表示する。0
が表示される場合には1つのメッセージも受信されてな
く、装置は行102に現在時刻を表示する。9が点滅して
現れる場合にはユーザが選択ボタンを押して記憶されて
いるメッセージを表示し応答するまではこれ以上メッセ
ージを受信することはできない。
第2文字行102は7セグメント文字の10桁2コロン表示
である。14セグメント文字又はドットマトリックス文字
のようなもっと複雑な表示を用いてアルファベットと数
字を表示することもできる。
1.4ページ信号の受信 或るページ信号の受信時に、受信ユーザは時計ページ受
信機20からの信号により、内部ビーパからのビーッと云
う音により可聴的に、或いはディスプレイ78におけるベ
ル記号92の例えば迅速な点滅及び未応答メッセージカウ
ンタ100の増分により可視的に通報される。ベル記号が
点滅しているモードの間に選択ボタン82を作動させるこ
とによって可聴信号と無声信号との選択をする。可聴信
号を選択した場合にはベル記号92が絶えず表示される。
無声信号を選択した場合には、ベル記号が表示されなく
なる。
最も簡単なメッセージは記号によって表示される。例え
ば自宅呼出しのメッセージの場合には、家の記号88が表
示される。オフィスを呼出すメッセージの場合には、工
場又は机の記号90が表示される。送信ユーザにより伝送
された電話番号を呼出すメッセージに対しては、その番
号が文字列102に表示される。長い電話番号は国及び市
又は地域コードに分けて最初に表示され、追加の番号は
ユーザが選択ボタン82を押した後に表示される。
あらゆる種類のページ信号/メッセージに対して、或る
メッセージを受信した後に最初に表示させる事項は、そ
のメッセージの受信時における時間と分及びメッセージ
番号である。自宅呼出及びオフィス呼出メッセージの場
合には、そのメッセージの受信時に下側のディスプレイ
は受信時間とメッセージ番号を示すだけである。メッセ
ージが、送信ユーザにより伝達された電話番号を呼出す
ものである場合には、呼出すべき電話番号を表示させる
前に受信時間及びメッセージ番号を約3秒間表示させ
る。
選択ボタン82は表示メッセージを制御する。選択ボタン
を押すと、受信ユーザがメッセージを読取ったことが時
計に知らされ、この際時計はつぎの最旧メッセージを表
示する。最初のメッセージを受信する前は、未応答メッ
セージカウンタの表示は0である。これによりディスプ
レイ78には時間、日にち及び曜日の普通の時計機能が表
示される。最初のメッセージが一旦受信されると、メッ
セージカウンタが1にセットされて、そのメッセージが
表示される。ユーザが選択ボタンを押す前に他のメッセ
ージが受信される場合には、メッセージカウンタが2に
セットされる。最初の未応答メッセージは表示されたま
まとなり、第2及びそれ以降の全部で9番目までの未応
答メッセージはデバイス72内の先入先出(FIFO)メモリ
に記憶される。メッセージが受信され続くも、ユーザが
選択ボタンを押すことにより応答しない場合には、最終
的にメッセージ記憶位置が満たされ、新規のメッセージ
を受信して記憶させることができなくなる。このような
ことが起ると、未応答メッセージ指示器100が点滅す
る。受信ユーザが選択ボタンを押せば、未応答メッセー
ジカウンタはつぎの最旧未応答メッセージを指示し、ま
たメッセージ記憶位置が充満している場合には応答済み
の古いメッセージを消去して新規のメッセージを受信さ
せることができる。最旧未応答メッセージは常に表示さ
れ、未応答メッセージカウンタのカウント値1は受信し
た一番遅いメッセージを常に表示する。カウンタが1で
ある時に選択ボタンを押すと、再び時間、日にち及び曜
日の普通の時計機能を表示し、カウンタは0となる。モ
ードボタン84はスクロールモードにセットしておいた場
合には、選択ボタンを再び押すことによって、メッセー
ジメモリに含まれていた最旧メッセージが読出されて、
そのメッセージがディスプレイ78に表示される。
受信ユーザが送信タワー44の送信範囲内に絶えずいて、
時計ページ受信機が送信周波数にロックされており、し
かも有効伝送信号を受信した場合には、タワー記号96が
絶えずがオンする。受信ユーザが送信機の範囲外にいる
か、又はこのようなユーザ装置の割当タイムスロットの
期間中に有効信号の受信を妨げる何等かの誤作動があっ
た場合に、このような状態はディスプレイ78における送
信タワー記号96の不在によって指示される。好適例では
FM信号伝送を利用するため、受信ユーザが谷間、又は大
きな建物の中にいる場合には信号を受信するのが困難に
なる。このような問題を軽減するために、あらゆるメッ
セージは少なくとも2度種々の時間間隔で伝送する。
受信ユーザが長時間受信不良個所を移動しているか、又
は飛行機で旅行している場合に、このようなユーザは最
新の24時間以内の彼宛のメッセージを再送信することを
要求することができる。これはページング電話番号を呼
出し、かつメニューオプション7を選択することによっ
て行なう。電話を切った後に受信ユーザはリセットボタ
ン86を押下げる。これにより時計ページ受信機72は“ウ
ェーク・アップ”、即ちリセットされ、この受信機に記
憶される有効信号に対する周波数リストを早座に探索す
る。ついでタワー記号96が点滅し、英数字ディスプレイ
を用いる場合には、受信機が有効信号を探索しているこ
とを示す言葉“RESET"がディジタルディスプレイ78に表
示される。
有効信号が一旦見つかると、時計ページ受信機は伝送メ
ッセージを探索する。時間、日にち及び曜日を伴なうメ
ッセージが受信されると、ディスプレイ78は記号96を点
滅せずにそのまま表示し、かつライン102に時間、日に
ち及び曜日を表示させることにより上記メッセージを表
わす。時間、日にち及び曜日を伴うメッセージはホーム
周波数のリスト及びローカルシステムに関する他の情報
も包含している。後に詳述するように、ホーム周波数は
受信ユーザの現場におけるFM伝送周波数とする。通常こ
れらの周波数は受信ユーザが滞在しているローカルエリ
ア内の周波数とするが、ユーザが新たの個所に移動する
場合には、その個所に対する新規の一組のホーム周波数
を記憶させる。リセットボタンを押すと、約1分間の間
に蓄電池の放電が多少増加する。ついで時計ページ受信
機は、この受信機に指定されたタイムスットで伝送信号
を待ち受ける正規の動作モード(これについては後に詳
述する)に復帰する。ページ受信機が既に受信して、し
かも消去されていないメッセージはいずれも、その各々
が独特の識別番号を有しているので表示されない。
受信ユーザが彼のホームスタンダードの首都区域外に移
動したい場合には、このようなユーザは歩き回っている
人の記号94が点滅し始めるまでボタン84を押すことによ
って受信機をホーム/漂浪モードにセットすれば良い。
ついで受信ユーザは選択ボタンを押す。記号94が消えれ
ば、受信機はホームモードになり、この受信機は有効信
号に対するホーム周波数のリストを探索する。この探索
は受信機の割当てタイムスロットの直前の時間周期で行
なう。有効信号が見つかれば、送信タワー記号96はつぎ
の探索時間までずっとオンし続ける。リストから有効信
号が見つからない場合には送信タワー記号がターン・オ
フされる。ホームモードは蓄電池節約型となっている。
漂浪モードに移すには、記号94が静止するまで選択ボタ
ン82を押す。受信機は先ずホーム周波数リストにて有効
信号を再度探索するが、有効信号が見つからない場合
に、受信機は有り得るあらゆる周波数を探索する。有効
信号の受信機には、ローカルクリアリングハウスから新
規のホーム周波数リストが受信される。全ての探索は、
つぎの割当てタイムスロットにて新規のホーム周波数リ
ストに有効信号見つからない場合にだけ再開する。あら
ゆる周波数探索を数回行なった後でも有効信号が見つか
らない場合には、つぎの割当てタイムスロットまで探索
をやめて、タワー記号96をターン・オフさせる。
時計ページ受信機20には通常の使用で約1年持ちこたえ
る慣例の時計用蓄電池を用いる。蓄電池の電気が弱くな
った状態は蓄電池記号98を約1秒間隔で点滅させること
によって知らせる。つぎの利用度に応じ斯かる表示器は
約24時間警告を与え、この時間内に蓄電池を交換する。
蓄電池の交換後に受信ユーザはリセットボタン86を押し
て時計を始動させ、現在の時間、日にち、曜日及び有り
得るあらゆる周波数に対するメッセージを探索する。
或る伝送メッセージが欠けていて、他の伝送メッセージ
が後に受信される場合には、その欠陥メッセージをハイ
フン記号“−−,"として、ついでメッセージ番号モジュ
ロ32として表示させる。ハイフン記号及びメッセージ番
号は、或るメッセージが欠けていたのであって、不良受
信ではなかったと云うことをそのメッセージ番号が知ら
せていることを指示する。このメッセージは、欠陥メッ
セージが再伝送で受信されるまでメモリに留める。欠陥
メッセージが受信されずに、新規のメッセージがメモリ
を満たすべく蓄積される場合には、新規メッセージによ
る記憶メッセージのスタックが欠陥メッセージを押出
す。受信した有効メッセージを表示させるには選択ボタ
ン82を押す。先の欠陥メッセージが後の再伝送でも受信
される場合には、適当なメッセージを直ちに表示させ
る。その理由は、後に受信した欠陥メッジが最旧未応答
メッセージとなってしまうからである。
例えば、電話番号を呼出すメッセージが10:30に受信さ
れて、それがメッセージ32(メッセージ番号はモジュロ
32である)となるものとすると、下側のディスプレイ10
2に表示される情報系列は、下記に示すように最初のラ
インで開始して、つぎに説明するような条件でつぎのラ
インを表示する。
時計ページ受信機20の作動をテストモードで試験して、
そのページ受信機及びシステム22が適切に機能している
ことを確かめる。テストモードにある間には(タワー記
号は点滅する)選択ボタン82を押して、時計ページ受信
機によりその受信機の割当てタイムスロットの代りに直
ちに有効信号を探索させる。時計ページ受信機が良好な
受信エリア内で適切に作動しており、しかも有効なデー
タプロトコルを伝送する放送タワーがある場合には、タ
ワー記号96が絶えずオンしている。周波数探索リストに
有効信号が見つからない場合には、タワー記号がターン
・オフする。他のあらゆるモードについても同様にモー
ドボタンを押すことによってテストモードを実行させ
る。
2.0システムについての説明 2.1ネットワーク・ハイアラーキ 第2A図にはグローバルなページングネットワーク22の一
部分をそのネットワーク内のハイアラーキのレベルで示
してある。最下位レベルにおけるKには受信ユニット2
0,20a,20b,20c及び20dがある。受信ユニットは第1A図の
装置と同じような携帯式の時計ページ受信機としたり、
又は第2A図の受信機20aの如き、加入者24aにデータを伝
送したり、その加入者からのデータを受信したりするサ
ービスをするような機能的に等価な固定基地ユニットと
することができる。これら受信機はいずれも送信機44,4
4a,44b,44c及び中継器44dからのFM放送による伝送デー
タを受信する。各送信機に関連する検証受信機45はデバ
イス20の受信装置と機能的に等価の受信装置を具えてい
る。検証受信機45は各送信タワー44からの伝送データを
受信し、かつ復号化すると共にその復号化したデータを
送信機に対応するデータ入力と比較して伝送精度を検証
する。この検証は通常クリアリングハウスBの如きロー
カル・クリアリングハウスにて行われる。ハイアラーキ
のつぎのレベルIにはローカルデータ通信網及び電気通
信網があり、これには電話機24及びボイスメール加入者
24b用の電話インターフェースが含まれている。レベル
Hにはローカル・クリアリングハウスがあり、第2B図に
対応するクリアリングハウスに参照番号34,36を付して
示してある。
ネットワーク22はハイアラーキのさらに上位レベルにレ
ジョナル・データ通信網38及びレジョナル電気通信網39
を具えており、このレジョナル電気通信網を経て特別の
加入者24cはシステムをアクセスして、ページング・メ
ッセージを送信したり、又はシステムへの申し込みをす
ることができる。レジョナル・データ通信網及び電気通
信網38,39はレジョナル・クリアリングハウス110に順次
接続する。レジョナル・クリアリングハウス110,110a,1
10bはローカル・クリアリングハウスと殆ど同様に作動
するが、それらは地方的に行なうものである。レジョナ
ル・クリアリングハウスは或る場所から他の場所へのペ
ージング又は他のディジタルメッセージをレジョナル・
データ通信網38を介してデータを受信しようとする人の
場所で放送する適当なローカル・クリアリングハウスに
伝送する。
レジョナル・クリアリングハウス・レベルの上のレベル
Eにはナショナルデータ通信網112及びナショナル電気
通信網114がある。ナショナル系の申し込み兼サービス
センター116をナショナルデータ通信網112に接続する。
ページ送信ユーザ及び他の加入者24dもナショナル電気
通信網114を介して国家的にレベルでシステム22をアク
セスすることができる。国家的レベルでの情報転送はレ
ベルDに示したようなナショナル・クリアリングハウス
118,118a,118bで行なう。ナショナル・クリアリングハ
ウスはレベルCに示したコンチネンタル・データ通信網
120に接続する。国家間でのディジタルデータブロック
の転送はコンチネンタル・クリアリングハウス122,122
a,122bで制御する。大陸間又は全世界的なデータ転送
は、単一のグローバル・クリアリングハウス126の制御
下でグローバルデータ通信網124を経て行なう。
以上これまで述べたことはグローバルなページングネッ
トワーク22を簡単に説明したまでであり、多数の相互接
続線及び付随するブロックは便宜上省いてある。レジョ
ナルデータ通信網38の如き単一ブロック素子は電気通信
会社及び私的なディジタルデータパケットネットワーク
の如き多数の他の回路網を形成する素子で構成し得るこ
とも明らかである。同様に、レジョナル電気通信網39に
も並列及び直列の双方にて接続される種々の電気通信組
織を成す種々の素子を含ませることができる。
2.2クリアリングハウスの設備 第4図はローカル・クリアリングハウスの設備及び送信
設備を一層詳細に示したものである。第2B図に対する第
4図に関連する各ローカル・クリアリングハウスの設備
はクリアリングハウスAとクリアリングハウスBとの双
方の能力を保有している。各ローカル・クリアリングハ
ウスは、第2B図におけるクリアリングハウス・コンピュ
ータA及びBに対応する参照番号34,36を付けた破線ブ
ロックにて示すコンピュータ設備を具えている。送信ユ
ーザのカバレージは電話線30を経てコンピュータ設備に
入り、電話集中ユニット202によって受信される。送信
ユーザ間の相互作用は音声応答処理ユニット204によっ
て与えられる音声同期命令によって促進される。ユニッ
ト202,204は相俟って第2B図の通信インターフェース32
を形成する。メッセージ処理ユニット206、メッセージ
記憶装置208及びシステム管理素子210を含むコンピュー
タは第2B図の左側のコンピュータ34の残りの機能をす
る。パケット・ネットワーク・インターフェース212は
ローカル・クリアリングハウス・コンピュータを外部の
パケット・ネットワークから、及びこの外部パケット・
ネットワークのデータパケットの受信及び伝送のために
接続する。マルチプレクサ202と相俟ってオペレータ補
助ブロックを設けて、自動化した命令シーケンスに適切
に応答できないページ信号の発生者を手助けすることも
できる。
第2B図の右に転ずるに、第4図の素子206,208,210はク
リアリングハウス・コンピュータBの機能もする。これ
らの素子はメッセージを受信して処理すると共にそれら
のメッセージをキューイング・マシン40に転送し、この
キューイング・マシンはプロトコル作業兼発生用の第2
コンピュータ220を具えている。キューイング・マシン4
0は必ずしも一次側のクリアリングハウス・コンピュー
タ34,36と一緒に位置付ける必要はない。コンピュータ2
20はマスタークロック222を有しており、このマスター
クロックはローカル・クリアリングハウス設備の場所に
て放送されるあらゆるメッセージのタイミングを制御す
る。メッセージは後に詳述するプロトコルに従ってコン
ピュータ220及びキューイング・マシン40によって書式
化される。
ページング・メッセージは、これらのメッセージを伝送
する順序で伝送リンク42により送信設備に送給される。
送信設備は一般に加入者発振器兼変調器810、励振器81
2、電力増幅器816及びアンテナ818を具えている。上述
したように、メッセージは時計ページ受信機20及び第2A
図に示した種々の他の受信機によって受信されるように
アンテナ818から放送する。
上記他の受信機の1つに、第2A図につき述べた検証受信
機45がある。検証受信機はアンテナ818から放送される
伝送メッセージを受信するアンテナ232を具えている。
受信した伝送メッセージは検証処理ユニット234に出力
される。ユニット234はコンピュータ220からの伝送デー
タと検証受信機からの復号化データとを比較する。復号
化データに誤りが検出される場合には、コンピュータ22
0に通報される。コンピュータ220はそのデータを適当な
時間にアドレス受信機に再伝送する。検証受信機及び復
号化素子は第10,11A,11B及び14図につき後に詳述するよ
うに時計ページ受信機20に用いられるものと機能的に同
じものとする。
2.3クリアリングハウスのデータ流 第3A及び3B図を参照するに、クリアリングハウスを経る
データ流は一般に図面で左から右へと進む。第4図に対
する第3A及び3B図に関し、第3A図の左側の部分は電話イ
ンターフェース202,204の機能をカバーする。第3A図の
右側部分及び第3B図の左側部分は素子206,208及び210を
含むクリアリングハウス・コンピュータの作動を網羅す
る。パケット・インターフェース212を介してのデータ
の受信及び伝送も第3A及び3B図の最後に述べた部分にて
カバーされる。第3B図の右側部分はキューイング・マシ
ン40の作動を網羅する。第3A及び3B図における種々のブ
ロック及び円はデータ流の処理工程を表わしており、こ
れらには別個の参照番号を付してある。しかし、これら
は第4図のブロック線図における種々の素子にも関連す
るため、第4図の適当なブロックにふさわしい個所には
挿入句的にも示してある。
電話インターフェースで第3A図の左側でスタートさせる
には、タッチ−トーン電話24(第2A図)におけるボタン
により予じめ発生されるデータをステップ250に入れ
る。これにより各ボタンを押す毎にDTMFトーンを発生さ
せる。これらのトーンをステップ252にて2進コードに
変換する。この2進データを多重化ステップ254(第4
図のブロック202)を経てローカル・クリアリングハウ
ス・コンピュータ(ブロック206)に伝送する。ステッ
プ256では入力データを解読し、妥当化して応答を発生
させる。この応答をマルチプレクサを介してリレーバッ
クさせ、かつステップ258(ブロック204)にて合成音声
応答に変換して、これを電話24を介してユーザに伝送す
る。
ステップ256を表わす大きな円に記した「解読、妥当
化、応答」はクリアリングハウス・コンピュータの動作
開始を表わしている。データは電話線を経て到来するも
のが解読される。チェックはステップ260にてローカル
加入者データベース(ブロック210)に対して行われ、
これによりページ信号を受信させる受信機に対する送信
ユーザにより入力される電話番号が妥当な番号であるか
否かを決定する。電話番号が妥当な場合には、ローカル
加入者データベースによってコンピュータに最新要求の
メッセージ番号、そのメッセージを受信する時計ページ
受信機の通し番号及び受信ユーザ用のカバレージ・エリ
アを知らせる。
要求した電話番号がローカル加入者データベース以外の
ものである場合には、ステップ262で国際的なネットワ
ークを経て適当なクリアリングハウスに漂浪者情報を要
求する。各クリアリングハウスは各電話エリアコード内
に電話交換機リストを有している。ローカル・クリアリ
ングハウスに対するページング・メッセージの要求がな
い場合には、適当なクリアリングハウスが決定され、こ
れに加入者の情報要求が送られる。この要求の目的は、
メッセージ網給が妥当な受信機に対するものであるかど
うかを決定することにある。もしそうである場合には、
メッセージ番号、時計ページ受信機の通し番号及び加入
者のカバレージ・エリアがネットワークを経て元のロー
カル・クリアリングハウスに送り戻されて、ステップ25
6に従って再び処理される。
前述した情報がローカル加入者データベース又は遠隔ク
リアリングハウスのいずれかかから一旦供給されると、
要求データは要求時間を記す処理ステップ264に送られ
る。この処理は要求データにその要求が成された日時を
加えて、そのメッセージを新規の妥当なページ信号要求
ファイル266(ブロック208)に入れる。このファイルは
メッセージの交付に必要な情報をすべて含んでおり、か
つ最終的には情報をビリング工程268(ブロック210)に
送信する。
遠隔クリアリングハウスから到来するページ信号用の妥
当化要求はパケット・ネットワーク・ノード278(ブロ
ック212)におけるデータ流に入っている。これら妥当
化要求は時間を示す工程264に送られて、後に詳述する
ようにローカル的に生じるページング要求と同じ方法で
さらに処理される。入及び出ビリング情報も同様にパケ
ット・ネットワーク・ノード270(ブロック212)を経て
他のクリアリングハウスに、及びそれから伝送される。
ステップ264及び266のつぎに妥当化ページ要求について
交付時間モニタ処理272を行なう。交付時間情報は送信
ユーザが供給される。交付時間が供給されない場合に
は、斯かる処理は時間遅れがなく不履行となる。処理27
2はページ要求ファイル266(第4図のブロック208)を
モニタして、交付準備にあるメッセージをチェックす
る。メッセージの交付準備ができると、これらのメッセ
ージを先行クリアリングハウス・ソータ274に送信す
る。このソータは先行番号が関連送信設備44が放送エリ
アによって決められるようなローカル・クリアリングハ
ウスのカバレージ範囲内にあるか否かを決定する。その
範囲内にない場合には、メッセージをパケット・ネット
ワーク・ノード278を経て他のクリアリングハウスへと
進める。メッセージをローカル的に放送すべき場合に
は、そのメッセージを確定カバレージ工程280に送信す
る。クリアリングハウス・ソータは、他のどのクリアリ
ングハウスに非−ローカルメッセージを送るべきかを決
定するためにデータベース276を用いる。
第3B図は3つの送信設備、即ち局1,2及び3を有してい
る単一のシステムを示す。或る受信ユーザが或る全体の
ローカル・サービス・エリア、例えば3つのすべての送
信設備によってカバーされるカバレージを申し込んだ場
合には、これら3つのすべての送信設備にメッセージが
送信される。受信ユーザが主要都市エリアの郊外の如き
サービスエリアの一部分だけのカバレージを申し込んだ
場合には、局1のキューイング・ノード282によって表
わされる1つの送信設備にしかメッセージを送ることが
できない。
各局のキューイング・ノード282,282B又は282Cから右方
向へのデータ流はOSIモデル(第2B及び2C図)における
ネットワーク・リンク及び物理的な層を表わす。各局キ
ューイング・ノードは意図した時計受信機20のアドレス
に対応するタイムスロットでメッセージを伝送する。メ
ッセージの伝送には優先順位が与えられ、キューイング
の最初のメッセージに最高の優先順位が与えられる。優
先メッセージをルーチン・メッセージよりも頻繁に繰返
して、ルーチン及び低優先メッセージに匹敵するものよ
りも高い予定のサービス量を得ることもできる。
ノード282(ブロック220)の如きキューイング・ノード
からのデータは物理的な線、即ち伝送リンク42を経て送
信タワーに送られ、こゝから情報が大気に放送される。
局検証受信機288(ブロック45)は放送されたメッセー
ジを受信して、復号化し、これらの復号化メッセージを
検証工程290(ブロック234)に進め、こゝでは送信設備
によるキューイング及び放送によって伝送されるような
データの流れを比較する。データの流れが整合しない場
合には、検証プロセッサがキューイング工程282(ブロ
ック220)に通知して、リンクフレーム工程290によって
示すように、局キューイングによるメッセージの再キュ
ーイングを行なわせるためにキューイング工程282へと
戻す。
各局キューイングノードがメッセージを一旦満足に伝送
し終わると、そのノードはメッセージ交付確認器302に
確証情報を送る。ステップ280で与えられるカバレージ
情報から確認器は、情報がすべてのタワーに送られたか
否かを決定する。ついでこの確認器はページ要求ファイ
ルに情報を入れ、メッセージの交付が確認されたことを
知らせる。
ビリング工程268は確認した交付メッセージについての
情報を取出し、かつローカル加入者データベース260か
ら受信ユーザが住んでいる場所及び番地についての情報
を得ると共にビル発生用情報ブロックを作って、そのビ
ルを送信する。メッセージがローカル加入者データベー
ス以外の誰かのものである場合には、ビルをX.25ノード
270を経てその加入者ローカル・クリアリングハウスに
転送する。
このシステムによれば時計ページャに正確な時間を伝送
することができる。正確なクロック信号はコロラド州の
WWVボウルダーからの時間を受信するWWV受信機によって
与えられ(ブロック222)、この受信機は工程300で局キ
ューイング・ノードに時間情報を伝送する。
3.0データプロトコル及び受信機動作 3.1プロコトコルの生成 システム内のメッセージは慣例のパケット交換ネットワ
ークを通じて種々のエリアにおけるクリアリングハウス
AとBとの間の双方にて或るクリアリングハウスから伝
送設備44を介してローカル・エリア内の時計ページャに
個別ディジタル情報パケットで伝送される。データプロ
トコルはパケット伝送のフォーマット及び相対的なタイ
ミングを制御して、後に詳述するように、パケットが伝
送される時間だけ時計の受信機部を作動させるようにす
る。このような時計ページャによる電力消費量は著しく
低減される。その理由は、時計ページャにおける受信機
840及び復号化部分700(第11A図)は、単一送信機から
7.5分毎に単一パケット・メッセージを受信する連続作
動時間の内最小で約0.006%作動させるだけであるから
である。ユーザが移動していて、伝送チャネルをを頻繁
に走査したり、又は各フレームで単一パケット・メッセ
ージよりも長目のメッセージを度々受信する必要のある
場合には、オン−タイムとオフ−タイムの比率を代表的
には約0.02%とする。
消防夫のページャの如き緊急用途に用いるページャに対
しては、約0.2%のオン−タイム/オフ−タイム比率で
サブフレーム毎にメッセージを伝送することができる。
慣例の時計蓄電池の場合、斯かる0.2%の比率では約1
週間以内に蓄電池を交換又は再充電する。約1%の最大
比率では蓄電池の交換又は再充電を1日1度に限定する
必要がある。これはページャの受信機及び復号化段を約
1/3時間作動させる必要のあるPOCSAG及びGSCの如き慣例
のプロトコルに調整した受信機よりも遥かに少ない。
下記の表1及び第2C図を参照するに、全プロトコルの一
部分はOSIモデルにおける7つの各層に関連する。第2C
図の破線にて示す横の接続線は0SIモデルの各層におけ
る送信ユーザと受信ユーザとの間の通信プロトコルを示
す。破線は上の5つのレベルでの実際の横の接続を表わ
しているのではなく、このような接続は実線で示すよう
に物理的なリンクレベルで行なわれるだけである。垂直
方向の隣接層は送信ユーザから受信ユーザへのメッセー
ジに対する実際の物理的通路を成すインターフェースに
よって接続される。各層におけるプロトコルは、送信ユ
ーザによって送られるようなメッセージがアプリケーシ
ョン層からフィジカル層へと物理的な通路に沿って下方
に移動する際にそのメッセージに物理的に加えられる。
逆に、プロトコルはメッセージがフィジカル層からアプ
リケーション層へと上向きに移動する際の物理的なリン
クレベルで受信されるメッセージから一度に或る層に移
される。第2C図は各レベルでのプロトコルの変化を要約
したものであり、表1は全メッセージの内容及び各層に
おけるプロトコルのフォーマットを詳細に示したもので
ある。第3A及び3B図には各処理工程と表1に詳述したプ
ロトコルの層との関係も下側の余白に示してある。
表1及び第2C図に示すように、送信ユーザはnビットで
構成し得るメッセージ(APデータ)をアプリケーション
層にて入れる。APデータはアプリケーション層における
プロトコルであり、このデータはカラム26の電話24又は
コンピュータ端末26Aに入力される形態でカラム28の時
計20にて受信ユーザにより解読される。APデータは慣例
の如く0〜9の番号で拡張2進化10進コード(BCD)に
符号化することができ、Aはスペースを示し、Bはハイ
フンを示す、Cはコロンを示し、Dは緊急メッセージを
示し、Eは自宅呼出しの必要性を示し、Fはオフィス呼
出しの必要性を示す。送信ユーザは受信者名及び受信機
番号、交付の優先順位等の如き他の情報をページ信号に
入れることもする。このデータはAPデータ及びクリアリ
ングハウスAによって与えられる他のデータ(受信機の
グループ及びアドレス、システム制御情報、メッセージ
番号等)と一緒にプレゼンテーション層に送られる。こ
の層ではメッセージ・フォーマットを規定するメッセー
ジ・フォーマット番号がBCDにてAPデータに加えられ
て、その層におけるプロトコル、即ち、Pデータを形成
する。メッセージ・フォーマットは2進数、ASCII等の
如きデータ符号化の種類を示す。時計受信機用メッセー
ジ・フォーマットは第5C図に示すように10進数と等価の
2進値06とする。これら2つの層におけるプロトコルは
第3A図の処理工程250〜258によって生成される。
モデルのセッション層はパケット伝送の目録を作り、ト
ランスポート層はどのネットワークによってパケットを
意図したユーザに到達させるかを決定する。本例のシス
テムではセッション層もトランスポート層もプレゼンテ
ーション層のプロトコルにデータを加えたりしない。デ
ータ流におけるこれらの層の位置を第3A図及び3B図に示
してある。第2C図に示すように、トランスポート層のプ
ロトコルに首都のクリアリングハウス34,36と時計20
(カラム28)との間にある。セッション層とトランスポ
ート層との間のインターフェースは電話通信網30とす
る。
ネットワーク層におけるプロトコルは時計受信機をアド
レスするためのアドレス・フィールドを形成するビット
を含んでいる。このフィールドはパケット伝送用のタイ
ミング・フォーマットに対応する。上記プロトコルは、
1つのパケットに適合させるのには大き過ぎるメッセー
ジを分解して、再編成するためのパケット・アセンブリ
・フィールドを形成するビットも含んでいる。第3B図に
示すように、これらのビットフィールドは第4図のキュ
ーイン・マシン40のプロトコル生成兼作業ブロック220
によって局キューイング・ノード282,282B,282Cに加え
られる。キューイン・マシン40のブロック220は、マイ
クロコンピュータを実行させる高レベルで、しかもアセ
ンブリ言語のソフトウェアプログラムによって規定さ
れ、これらのプログラムはプロトコル・ビットをデータ
・パケットに加え、かつ伝送用パケットをマスター・ク
ロック222を参照して作表する。ついで、データパケッ
トを伝送リンク42を介してローカル放送用の第4図の送
信設備44に伝送するか、又はX.25ネットワーク・インタ
ーフェース212を介して他のエリアのクリアリングハウ
スBに送付するための慣例のパケット交換網38に伝送す
る。第2C図ではX.25ネットワーク・インターフェースを
経て伝送をライン38にて示してある。データパケットに
よって担持されるメッセージは各受信機にて低い優先順
位で少なくとも2度伝送して、メッセージが検出される
機会を増進させる。通常の優先順位では、メッセージを
さらに頻繁に伝送する。既して受信機は一度伝送される
10個のメッセージの内の9つのメッセージを検出するこ
とを確かめた。各メッセージを少なくとも2度伝送する
ことによって、メッセージの検出機会は約90%にまで改
善される。優先順位のさらに高いメッセージは通常の優
先順位のメッセージよりも一層頻繁に伝送する。
3.2メッセージフォーマット メッセージを伝送するフォーマットを第5A〜5C図に示
す。このフォーマットは周期的に繰返す所定長さ、例え
ば7.5分の時間フレーム600(第5A図)を具える。各時間
フレーム600は所定数のサブフレーム602で構成する。第
5A図に示すように各時間フレームは約14秒で32個のサブ
フレームで構成する。これらのサブフレームに0,1,2,…
31の番号を付ける。第5B図に示すように各サブフレーム
は所定数のタイムスロット604を具え、このタイムスロ
ット中に1パケットの伝送を行う。第5B図に示すように
各サブフレームは約13ミリ秒で1024個のタイムスロット
で構成する。これらタイムスロットには0,1,2,…1023の
番号を付ける。図示の例ではタイムスロット及びサブフ
レームの番号を逐次的に増大し得るが各フレームでこれ
が予測的に繰返す限りこの特定の番号値の割当てを相違
させることができる。サブフレーム及びタイムスロット
番号の情報は伝送されたデータで送り、且つ以下説明す
るように受信機で使用して1フレーム内の基準点を決め
得るようにする。
1タイムスロット内に伝送される各パケットは256個の
情報ビット及び4個のパッディングビットで構成され、
しかもこれには第5C図に示されるように112個のメッセ
ージ又はトランスポートデータビット605が含まれる。
又、各サブフレームには制御情報のパケットを伝送する
制御スロット606を設ける。制御スロット606は期間及び
フォーマットがタイムスロット604と同様であるが後述
するように情報内容が相違する。
フレーム、サブフレーム及びタイムスロットの大きさ及
び期間は変更することができる。しかしタイムスロット
の期間及び番号は図示の順序として受信機のデューティ
サイクルを極めて短く(例えば図示の例では0.006%以
下)且つ単一チャネル(7.5分当り32,768個のタイムス
ロット)で多数のユーザにページングメッセージを伝送
する機会を頻繁に生ぜしめるようにする。同様に伝送さ
れたデータ速度を19Kバイト程度として本例で記載する
プロトコル及びメッセージフォーマットをサポートする
必要がある。又、極めて短い期間のタイムスロットを使
用することは、セクション4,4で更に記載するようにき
わめて高い周波数のページングシステムにおける受信の
信頼性を改善するうえで重要である。
第5C図に示すメッセージパケットは、トランスポートデ
ータ605から出発し、前のセクションで記載したように
発生させる。メッセージパケットの次の記載はこれが構
成される順序に配列する。各時計ページャー即ち受信機
には一連の番号を割当てる。第5C図に示すように1パケ
ット内のアドレスフィールドには第1及び第2フィール
ド608及び610が含まれる。通常個別の受信機に用いられ
る単一パケットに対してはアドレスフィールドは受信機
のアドレスと一致する。受信機の特定の群、例えば消防
士に対してはパケットアドレスの特定の部分のみがこの
特定の群に割当てられた受信機のアドレスと整合する必
要がある。第2アドレスフィールドは次に記載する。
第2アドレスフィールド610には受信機の連続番号の第
1部分に相当する受信機アドレスの最上位16−ビット
(MSB)が含まれる。これら最上位ビットの第1ビット
はメッセージが、受信機の1群に対して行われる場合
(1)又は個別の受信機に対して行われる場合(0)の
何れかを示す。第1ビットが受信機群を示す場合には残
りの15−ビットは群の番号に相当する。第1ビットが個
別の受信機を示す場合にはこれらビットは連続番号であ
る個別の受信機のアドレスの1部分を構成し、残りのビ
ットは第1アドレスフィールド608によって提供する。
これがため、種々の異る最上位ビットを有する個別の受
信機は同一のタイムスロット及びサブフレームを共有す
ることができる。電力が制限された受信機は、その割当
てられたタイムスロット及びサブフレーム中主としてタ
ーンオンしその完全なアドレスがパケット内のアドレス
と一致するか否かを検出する。完全なアドレスがパケッ
ト内のアドレスと一致する場合には受信機はターンオン
状態を保持してパケット内のデータを受信し且つ処理す
る。完全なアドレスがパケット内のアドレスと一致しな
い場合には割当てられたサブフレームの直前のサブフレ
ームの制御パケットが到来するまで受信機はターンオフ
状態となる。これら受信機は、14.0625秒毎に1回の割
合で頻繁にターンオンするように設計し得ること勿論で
ある。以下に更に説明するように制御パケットによっ
て、時間、日付、及び受信機に対してその割当てられた
サブフレーム及びタイムスロットで再びターンオンする
前に使用する可能な頻繁のリストを含む他のシステム情
報を示す。
電力が制限されない受信機(図示せず)によって伝送さ
れた全てのパケットをモニタし得るようにする。特別に
割当てられた群の受信機(例えば株式市場レポートをモ
ニタする受信機)によって一致群アドレスを有するパケ
ットを検出する。群メッセージを有するこれらパケット
は他の受信機のメッセージを有さない任意のタイムスロ
ットで到来し得るようにする。これがため、殆どの場合
正規のベーシックで群のメッセージ(セクション3.7で
説明したように群零を除く)を受信するためには全電力
受信機が必要となる。
第1アドレスフィールド608には受信機の割当てられた
連続番号の第1部分に相当する受信機アドレスの最下位
16ビット(LSB)が含まれる。単一パケットを伝送する
個別の受信機に対してはパケットのアドレスフィールド
608の最下位即ち下位の10ビットが割当てられたタイム
スロットの番号に相当し、且つ受信機のアドレスの最下
位の10−ビットに相当する。第1アドレスフィールド60
8の残りの即ち上位の6−ビットを、通常、用いてどの
くらいの数のビットが受信機によりマスクされるかに依
存して受信機に対し1個以上のサブフレームを識別し得
るようにする。これらの6−ビットも個別の受信機のア
ドレスの関連する部分と一致し、且つ通常各フレーム毎
にターンオンする受信機に対してはサブフレームの番号
に相当する。上記6−ビットの1ビットをマスクする場
合にはサブフレームの番号は受信機により判別されるた
め、32番目のサブフレーム毎に繰返されるようになる。
又2−ビットをマスクする場合にはサブフレーム数は16
番目のサブフレーム毎に繰返されるため個別の受信機は
フレーム毎に2回ターンオンするようになる。1群のメ
ッセージを伝送する場合にはアドレスページング608に
サブフレーム番号と、メッセージが伝送されるタイムス
ロットの番号とが含まれるようになる。
3.3メッセージのリンキング及びチエーンニング 第5C図に示すパケットアセンブリフィールド612によっ
て時計受信機840に7.5分のフレーム毎に1回以上パケッ
トを受信せしめるようにする。トランスポートデータフ
ィールド605はその大きさを適宜定めて最小長さのメッ
セージ、例えば呼、503−234−5678を有するようにする
長いメッセージは伝送用のトランスポートデータフィー
ルドに適合し得るパケットに分割した後受信機で再び配
列し得るようにする。後述するようにパケットアセンブ
リフィールドを用いることによってシステムを迅速に作
動させて特定の受信機へのメッセージを完了し得るよう
にする。
パケットアセンブリは2つの形態をとり得るようにす
る。即ちリンクされたパケットのチエーン及び一連のパ
ケットチエーンの形態をとり得るようにする。リンクさ
れたパケットの1チエンではこのチエーンのパケットを
受信する次のタイムスロットのアドレスを最後のパケッ
トのパケットアセンブリフィールド612内の8−ビット
連続番号(CONT NUMBER)から計算し得るようにする。
一連のパケットチエーンではチエーン最後のリンクの連
続番号によって1個のチエーンが追従するか多数のチエ
ーンが追従するかを示すようにする。多数のチエーンが
追従する場合には続くチエーン内の第1パケットは、次
のサブフレームにおいてメッセージを向ける受信機のタ
イムスロットアドレスに番号が相当するタイムスロット
でスタートする。例えば第5B図においてタイムスロット
0が受信機アドレスの下位の10ビットに相当するものと
すると、フレーム3のタイムスロット0及びタイムスロ
ット1間に1つのチエーンが形成されるようになる。従
って同一の受信機に送られる次のチエーンは例えばサブ
フレーム15のタイムスロット0でスタートする。
受信機に割当てられたサブフレーム及びタイムスロット
中に伝送される1パケットにおいて、スタート・オフ・
チエーンビット(SOC)を1にセットすることにより、
1つのチエーンが形成される。次のパケットのタイムス
ロットのアドレスは連続番号(CONT NUMBER)で与えら
れる。SOCビットを0にすると、パケットにチエーンの
開始が存在しないことを示す。この場合には1つのチエ
ーンが進行中であり、アドレスの最下位16ビットが伝送
されない。その理由は受信機が連続番号(CONT NUMBE
R)中チエーンにすでにロックされているからである。
最上位ビットを省略して形成したスペースにはメッセー
ジデータを充填することができる。
しかし最上位のビットが無く予め空になったタイムスロ
ットに割当てられた受信機は、メッセージがそのように
向けられていない限りパケットをピックアップする。こ
の傾向はSOCビットで受信機をロックすることにより達
成される。従ってSOCビットが0の場合には受信機は、
前のパケットの連続番号により予め前述したように向け
られていない限りデータを受信しない。
第5C図のパケットアセンブリフィールド612ではSOCビッ
トに続いてエンドオフチエーンビット(EOC)が到来す
る。このビットが1にセットされている場合にはパケッ
トが他のタイムスロットに継続しないでチエーンの終端
となることをこのビットEOCにより示す。ビットが0に
セットされると、EOCビットによって、連続番号から計
算されたタイムスロットでチエーンが他のパケットによ
り継続されることを示す。
パケットアセンブリフィールド612中の第3ビットをエ
ンドオフメッセージビット(EOM)とする。このビット
を1にセットすると、このビットは、このパケットがメ
ッセージの終端となり、且つ受信機によりメッセージを
表示し得ることを示す。しかしこのビットを1にセット
しても追加のパケットが到来しないことを示すものでは
ない。その理由は、多数のメッセージを1つのチエーン
に伝送し得るからである。EOMビットを0にセットする
場合にはこれにより、このパケットが完了すべき他のパ
ケットを必要とするメッセージの1部分となることを示
す。
次の5−ビットは特定の受信機に伝送されたメッセージ
の番号のモジュロ32計数値とする。各メッセージを番号
付けすると共に次のメッセージの番号を前のメッセージ
の番号に1を加算したものとする。この計数値によって
受信機に対し、メッセージの計数をミスしたか、メッセ
ージが新しいか、或いはメッセージが前のメッセージの
繰返しであるかを決めるようにする。パケットアセンブ
リフィールドの最後の8ビットは前述した連続番号を形
成する継続リンクビットとする。これらビットによって
256個のタイムスロットまで1つのチエーンが形成され
る場合次のタイムスロットにオフセット即ちリンク番号
を与えるようにする。1つのチエーンが終わると、EOC
ビット1で示すように連続番号によってシーケンスビッ
トの開始(SOS)を行い、一連のチエーンを残存するチ
エーン番号を示す。継続ビットの最上位ビットをSOSビ
ットとする。残りの7−ビットによって、残りのチエー
ンの番号を示す。SOSビットが1の場合には、これによ
って現在のチエーンが一連のチエーンの第1チエーンで
あることを示す。SOSビットが0の場合にはこれによっ
て現在のチエーンが一連のチエーンの第1チエーンでな
いことを示す。SOSビットを読出すことにより受信機に
より一連のチエーン内の1チエーンを計数ミスしたか否
かを検出することができ、且つこれによりファシリティ
44を伝送して第2の伝送時にミスしたチエーンを回復さ
せる必要がある。最後の7ビットを0にセットすると連
続番号によって、一連のチエーンに更にチエーンが残存
していないことを示すと共に割当てられたタイムスロッ
ト及びサブフレームの前に制御パケットが到来するまで
受信機をターンオフする必要があることを示す。
3.4チエーン化されたメッセージの例 パケットアセンブリの動作を、説明の便宜上パケットア
センブリフィールドのみで示す。第5D図により例示する
割当てられたサブフレーム及びタイムスロットアドレス
が例えば0/0である時計受信機によって第1メッセージ
を形成する3−パケットチエーンの第1パケットを受信
する。従ってパケットアセンブリフィールドは第5D図に
示すようにサブフレーム(タイムスロット0/0に現れ
る。SOCビットによってチエーンの開始を示し、EOCビッ
トによってチエーンが終了していないことを示し、EOM
ビットによってメッセージが終了していないことを示
す。連続番号(CONT NUMBER)によってチエーン内の第
2パケットを伝送する次のタイムスロットへのオフセッ
ト又はリンクを示す。メッセージ番号によって第1チエ
ーン内で1となるメッセージの番号を示す。受信機は、
このデータ及びパケットデータの残部を読出してターン
オフし、次いでサブフレーム0のリンクされたタイムス
ロット3でターンオンする。第2パケットを受信すると
受信機は再びパケットアセンブリフィールドを読出し、
これによりチエーンが進行(SOC,EOC,EOM)中であり、
且つ追加のパケットが15タイムスロットに亘って追従す
る(タイムスロット18)ことを示す。第2パケットを処
理した後受信機はタイムスロット18の直前まで再びター
ンオフし、次いでターンオンしてこのリンクされたタイ
ムスロット内のパケットを読取るようにする。タイムス
ロット18ではパケットアセンブリフールド(SOC,EOC,EO
M)によってチエーンの終端及びメッセージの終端を示
し、従って時計20はメッセージ全体を記憶又は表示する
ことができる。チエーンの終端(EOC)では連続番号に
よってチエーン内の次のパケットへのオフセットよりも
一連のチエーン内で追従するチエーンの番号を示す。図
示の例では3つのチエーンが追従する。
次のチエーン及びメッセージは、タイムスロット0で、
即ち、次のサブフレームであるフレーム1の受信機に割
当てられたタイムスロットで開始する。サブフレーム/
タイムスロット1/0のパケットのパケットアセンブリフ
ィールドはEOMビットで示されるように第2メッセージ
の1部分のみを有する1−パケットチエーンを示す。こ
の場合2つ以上ものチエーンが、連続番号の値により示
されるように追従する。SOSビットによってこのチエー
ンが一連のチエーンの内の第1チエーンでないことを示
す。受信機がこの第1チエーンの受信をミスしたは場合
には現在のチエーンのSOSビットによって受信機が1つ
のチエーンの受信をミスしたことを受信機に示し、従っ
てこの場合には受信機が再伝送時の第1チエーンを検出
して記憶する。受信機はタイムスロット0のパケットを
読出してタイムスロット0が次のサブフレーム、即ちサ
ブフレーム2に再び現れるまでターンオフする。この時
点で受信機は再びターンオンし、パケットアセンブリフ
ィールドを読出してサブフレーム/タイムスロット2/0
のパケットがマルチ−リンクチエーンの最初のものであ
ることをEOMビットから決め、このマルチ−リンクチエ
ーンを、2つのタイムスロットが到来する次のパケット
と共に受信機に伝送する。従って受信機はターンオフし
てこのタイムスロットまで待機してターンオンし、パケ
ットアセンブリフィールドを読出して第2メッセージを
組立てるようにする。タイムスロット2のパケットアセ
ンブリフィールドによってチエーンの終端及び第2メッ
セージの終端を示すが第2メッセージ全体は記憶し且つ
表示することができる。
連続番号(CONT NUMBER)によって前述したように次の
サブフレームで開始される1個以上のチエーンを示す。
従って受信機はサブフレーム/タイムスロット3/0及び3
/3で第4チエーンを受信し、次いで第3メッセージを記
憶又は表示する。最後のチエーンの終端で連続番号のSO
Sビットを0にセット(SOS)し、且つ残りのチエーンの
番号を0にセットし、これにより一連のチエーンの終端
を示す。従って、受信機はターンオフし、割当てられた
サブフレーム及びタイムスロット0/0が次のタイムフレ
ームに到来するまでこの状態を保持する。
3.5エラーチェック及び訂正 第5C図及び表1に示すようにネットワーク層プロトコル
にはエラーチェック及び訂正コード(ECC)も含まれ
る。かかるコードをアドレスフィールド608,610及びパ
ケットアセンブリフィールド612内に挿入してデータの
伝送エラーをチェック且つ訂正し得るようにする。本例
で使用するコードECCはデータの各バイトに対し4−ビ
ットのハミングコードを具える。エラーチェック及び訂
正は従来のように行う。
3.6フラグ及び強制零ビットの挿入 表1及び第2C図のモデルのリンク層ではフラグ614及び
フレームチェックシーケンス616のプロトコルをネット
ワーク層からNデータに加える。この処理は第4図の待
ちマシン40のブロック220内で行う。各パケットの始端
及び終端には01111110より成る始端及び終端8−ビット
フラグを挿入する。フレームチェックシーケンスは標準
ハイレベルデータリンク制御(HDLC)の16ビット列を用
いる。又、パケットにはパッディングビット618を加え
てリアルタイムで同期化されたフレーム600を保持し得
るようにする。
更にリンク層プロトコルによっても始端フラグ及び終端
フラグ間のデータに零ビットを挿入してパケット内のデ
ータとフラグとを識別し得るようにする。標準ハイレベ
ルデータリンク制御プロトコルとは相違し、この方法で
はビットの値に関係なくデータの所定数のビットの後
に、例えば5−ビット毎にフラグが一連の6ビットを含
む個所に0を挿入する。この技術によれば、1フィール
ドの5個の1の後に0を挿入するCCITTの勧告番号X.25
プロトコルにおけるような従来の零ビット挿入よりも改
善されている。5個のビット毎に1個零ビットを挿入す
ることにより上述した技術で伝送エラーを訂正すること
ができる。これに対しデータに衣存する零ビット挿入で
は、エラーを起こし易い伝送の訂正が容易ではない。
物理層ではプロトコルによってセルラーラジオリンク又
はFMサイドバンドのような伝送モードを決めるようにす
る。FM伝送ではデータ速度を19,000ビット/秒として第
5C図の各パケットを260ビットに保持し得るようにす
る。伝送の詳細な説明は次のセクションで行う。
3.7制御スロット 情報交換機関からのシステム制御情報は各サブフレーム
602の始端において3つの制御スロット606のパケットに
よって伝送する。この情報によって、メッセージデータ
を含む後続のパケットを受信するシステム及びチャネル
に受信機を向けるようにする。
全ての受信機はこれら制御パケットを受信することがで
きる。その理由は、これらパケットがグループゼロ(第
2表参照)であり、且つ個別の電力制限受信機を含む全
ての受信機がグループゼロのメンバーであるからであ
る。制御パケットは第5C図に示すようにデータパケット
604と同様のフォーマットを有しているが、この位置に
受信機アドレスの1部分を含むデータパケットと対比す
るに、第1アドレスフィールドのビット10−15のサブフ
レーム番号を常時有する。前述したように受信機が1フ
レームでターンオンするサブフレームの番号は、ビット
10−15内のビットをマスキングしたり、マスキングしな
いようにして変化させることができる。又、制御パケッ
トには同一のパケットアセンブリデータが含まれている
ため、リンキングパケットの上述したキャパビリティ
(セクション3.3参照)を用いて制御パケットを一括し
て1サブフレーム内に、又は1サブフレームから次のサ
ブフレームに連結するか或いはタイムスロット614の制
御情報を伝送し続けるようにすることができる。このキ
ャパビリティによって、1フレームの期間内で変化しな
い多量の制御情報を、各サブフレームの少数の制御パケ
ットの全フレームに亘って分布し得るようにする。
各サブフレームの第1制御パケットはトランスポートデ
ータに対し2進化10進法(BCD)を用い、これらは、ロ
ーカル情報交換機関のシステム識別番号(4個のBCDキ
ャラクタ)、月及びその日付(6個のBCDキャラクタ)
並びに24時間(7個のBCDキャラクタ)を具え、時計20
内のクロック信号と同期化される。又、第1パケットに
は状態計数モジュロ10(1個のBCDキャラクタ)を設け
る。従ってシステム情報を後述するように修正する度毎
に計数を更新して受信機が伝送システム内の変化を検出
し得るようにする。通常第1制御パケットのデータ内容
は日付の時間以外新たな情報が入力されるまで一定に保
持される。
第2及び第3制御パケットでは2進符号を用いて、グル
ープ及び個別の受信機のアドレスを種々のシステムに対
し再配置する区域のシステムの番号及び同調されたシス
テムのチャネルの番号のようなシステム特性に情報を供
給し得るようにする。人工密度の高い区域では、個別に
アドレスされた受信機に対し数個のシステムを用いる必
要がある。所定の受信機に対する適当なシステムは制御
パケット内の2つの4−ビット番号によって決まる。こ
れら番号の各々のビットフィールドは個別のアドレス可
能な受信機の連続番号のビット19−16に相当する。
これら2つの4−ビット番号によって種々の受信機のア
ドレスを或る区域の各システムに割当てる手段を決める
ようにする。第1の4−ビット番号は、受信機のアドレ
スのビット19−16の論理積(ANDED)を演算して或る区
域を分割するシステムの番号を決めるようにしたマスク
として作用する。例えば符号0011によって2つの最上位
ビットをマスクして受信機の17番目及び16番目のアドレ
スビットを表示する。
次いでこれらビットを、第2の4−ビット番号と比較
し、この第2の4−ビット番号によって受信機が現在受
信している区域の何れのシステムであるかを表すように
する。この番号が受信機の関連するアドレスビットと整
合しない場合には受信機によって、これが関連するビッ
トを有する伝送システムを検出するまで周波数スペクト
ルを走査する。例えば或るシステムによって符号0010を
同時通報して受信機の17番目及び16番目のアドレスビッ
トが01である場合には受信機はこれが01システムにロッ
クされるまで走査を継続する。
又、第2パケットにはパケットに与えられる特定のシス
テムのチャネルの番号が含まれる。従ってこのシステム
の各チャネルの2進符号化を用いる。FMサイドバンドの
場合にはチャネル1を76.1MHzとし、チャネル2を76.3M
Hzとする。第3パケットには追加のチャネル番号を含め
ることができる。受信機がシステムに同調すると、送信
機によって制御パケット内の8個のチャネル番号を受信
機に送信し得るようにする。これがため、受信機によっ
て充分な伝送出力のチャネルに対する関連の周波数を走
査して、同調チャネルの信号強度が受信機の好適な受信
に対し低過ぎる場合にこれら周波数を記憶し得るように
する。これがため、受信機はこれが充分な信号強度のチ
ャネルを検出するまでそのシステムに関連する他の周波
数に同調するようになる。
3.8プロトコル復号化 上述したようにウォッチ受信機が作動するサブフレーム
及びタイムスロット中1つのパケットを特定の受信機に
伝送する。各受信機はその割当てられたタイムスロット
中1フレームで少なくとも1回作動すると共に1パケッ
トにより1パケットチエーン又は一連のチエーンを検出
する場合には多数回の作動を行うことができる。受信機
がパケットを検出し且つプロトコルを復号する手段を充
分に説明するために受信機の作動を第6A,6B,7A及び第2
表の状態ダイアグラム、フローチャート及び定義表によ
り以下に詳細に示す。説明の便宜上、特定の受信機に用
いられる種々のメッセージエレメントを“マイ”アドレ
ス、サブフレーム、タイムスロット等のように1人称で
示す。従って以下に記載する作動を制御する受信機の回
路は第10及び11A図によりセクション3.9で説明する。
第6A図の状態ダイアグラムに示すように、3つの円は、
受信機の作動の基本的な3つの処理を示す。第1の処理
(円1)では1つのパケットを読取る。第2の処理(円
2)では受信機に用いられるパケットを処理して再び組
立てる。
第3の処理即ち遅延処理(円3)では受信機がターンオ
ンして他のパケットを再び読取るまでの遅延時間を計算
してプログラムする。この第3の処理中時計受信機840
及び復号器700をオフ状態にして電力の節約を行う。
第6B図は、第6A図の処理を拡張し、物理的レベルにおけ
るパケットの受信並びにリンク及びネットワークレベル
におけるプロトコルの復号化を示すフローチャートであ
る。第6B図の底部から出発し、パケットを受信機で検出
する(ブロック0)。次いでパケットをフラグに対しチ
ェックする(ブロック1a)。零ビットをフラグ間のデー
タから除去する(ブロック1b)。次いでフレームチェッ
クシーケンス(FCS)を計算して伝送されたフレームチ
ェックシーケンスと比較する(ブロック1c)。計算した
FCSと伝送されたFCSとが相違する場合にはECCビットを
用いて、可能であればパケットデータを訂正する(ブロ
ック1d)。計算したFCSと伝送されたFCSとが相違しない
場合にはこのパケットを廃棄する。正しく伝送されたパ
ケット又は訂正されたパケットには第2の処理を施して
この処理により先ず最初パケットのアドレスをチェック
し且つこのアドレスがこの受信機に対するアドレス、す
なわてち“マイアドレス”である場合にはこのパケット
を受信する(ブロック2a)。
各パケットの情報に基づいて、受信機はこれがターンオ
ンして他のパケットを再び受信する際の遅延状態を決め
るようにする。単一のパケットメッセージに対して受信
機は、ターンオフしてその割当てられたサブフレーム及
びタイムスロットがラインL2Aにより示されるように現
れるまで遅延状態3となる。マルチ−パケットチエーン
に対して受信機の処理は、上述したようにパケットを1
つのチエーンに再び組立てるまで継続される(ブロック
2b)。受信機は再びターンオフしてチエーンのパケット
がラインL2Bの情報に従って伝送されるタイムスロット
中遅延状態3となる。受信機は、ターンオンして1つの
パケットを受信する度毎に第6B図の物理的レベル及びリ
ンクレベルを経てネットワークレベルのブロック2aに作
動が進行する。このブロック2aでは、パケットが“フォ
ーミー”であるか否かを決める。次いでブロック2aで形
成されたチエーンはメッセージに再び組立てられ(ブロ
ック2c)、且つこれらメッセージにデータからメッセー
ジ番号を付けて表示する。
第6B図の遅延処理3の作動を表2で定義したデータ項と
共に第7図の状態ダイアグラムに詳細に示す。又、第7
図には伝送ファシリティ44からの伝送を受信する適当な
チャネルを検出することに関連するデータ処理をも示
す。第7図において、電力制限受信機を特定の状態にす
るに要する入力データを各矢印リンクに接続された水平
ライン上に示し、かかる特定の状態で発生する出力を上
記水平ラインの下側に示す。
3.8.1走査及び初期設定 受信機は、第7図の状態1となる前に先ず最初適当な通
信チャネルを見出す必要がある。このステップは、割当
てられたシステムが以前に用いられたチャネルとは異る
チャネルを有する新たな区域に受信機が移動する場合、
又は例えば電池の交換等により受信機を再び作動状態と
する場合に必要である。受信機は作動状態になると、こ
れがパケット伝送を行っているチャネルを検出するまで
周波数スペクトルを走査する。受信機はこのパケット伝
送チャネルを読出すと前述したように制御パケットの相
対位置を決める。次いで受信機によって制御パケットを
読とって現在同調しているシステムが割当てられたシス
テムであるか否かを判別する。同調システムが割当てら
れたシステムでない場合には受信機は、これが適当なシ
ステムを見出すまで走査を継続する。
適当なシステムにロックされると、受信機は状態1とな
り、割当てられたサブフレームの前のサブフレームにあ
る“マイコントロール”スロット0の始端を待機する。
受信機がターンオン時に制御スロット0を検出しない場
合には受信機は状態7に進んで制御スロット0の次の始
端まで待機する。第7図の待機状態1及び7並びにその
他の状態で、受信機及び復号器区分はオフ状態となり電
力を節約し、次のセクションで記載するような作動の指
令を受ける再にターンオン状態となる。
受信機が状態1でターンオンして制御スロット0の1パ
ケットから制御情報を受信するものとすると、この受信
機はこの情報の内容に従って他の状態に作動が進行す
る。制御情報が新たなシステム情報(NSI)を示す場合
には受信機は状態5又は状態6に作動が進行して制御ス
ロット1及び2の追加の制御情報を待機する。従って受
信機はこの追加の制御情報を受けると再び状態1に戻
る。或いは又“マイコントロール”スロット0により新
たなシステム情報を示さないようにすることができ、こ
の場合には受信機は状態4(RESET時)又は状態2に作
動が進行して次に示すように作動する。
3.8.2状態作動の継続 受信機は、新たなシステム情報を受信した後、状態2に
進行して再びターンオンする前の“マイサブフレーム”
及び“マイスロット”を待機する。受信機は“マイサブ
フレーム”又は“マイスロット"0(第5D図の例では割当
てられたタイムスロット)中に伝送されたパケットから
パケットアセンブリフィールドのメッセージデータ及び
情報を読取る。このフィールドの情報によって、状態間
の水平ラインの上側のデータ入力によって1つのチエー
ンが示されるか又は一連のチエーンが示されるかに応じ
て受信機を状態2から状態3及び状態4の一方の状態と
し、更に1つのチエーン又は一連のチエーンが示されな
い場合には受信機を状態1に戻して再び次のフレームの
割当てられたタイムスロットを待機し得るようにする。
状態3を1つのチエーンのパケット間の遅延リンクとす
る。受信機は、これが1つのチエーンのパケットを受信
し続けている限り状態3のままである。しかし値1のEO
Cにより示されるように1つのチエンが終了すると、受
信機は、一連のチエーンが連続番号により示される場合
に状態4となり、又連続番号によりチエーンが追従しな
いことを示す場合には状態1となる。
状態4を、一連のチエーンのチエーン間のリンクとす
る。一連の単一パケットチエーンが伝送されている場合
には受信機は直接状態2から状態4に進行し得るように
なる。受信機は一旦状態4になると、単一パケットチエ
ーンが追従する限りこの状態を保持する。しかし1つの
チエーンが多重パケットを有する場合には受信機は、状
態4から、単一チエーン内のパケットを再構成すること
に関連する遅延を示す状態3に進行する。この状態移行
は、EOCビットが0で連続番号が0でない場合に行われ
る。一連のチエーンの最終チエーンの最終パケットが読
取られると、受信機は状態4又は状態3から状態1に進
行する。
状態5によって受信機を上述した所と同様に状態3に移
行すると共に状態6によって受信機を同様に状態4に移
行して所望に応じ制御パケットの単一チエーン及び一連
のチエーンを発生し得るようにする。前述した各待機状
態中受信機はターンオフ状態となり電力を節約する。
3.9時計受信機及びデコーダ回路 第10図は時計ページ受信機20の内部電子装置の簡単化し
た機能ブロック図を示し、各ブロックの詳細は第11図に
示す。パケットは後節4.2において詳細に説明するFM副
搬送波受信機/チューナ部840によって受信され復調さ
れる。プロトコルデコーダ700はディジタル形式におけ
るデータを受信機/チューナ部840から受信し、第6A,6B
及び7図につき先に述べた動作を行う。プロトコルデコ
ーダには破線で示した境界を介して周辺装置750を接続
し、周辺装置は種々の外部制御及び表示機能を具え、か
つ第7図の各待機(WAIT)状態の終りにデコーダ700及
び受信機/チューナ部840を順次ターンオンするタイマ
を具える。
第11A図において受信機/チューナ部840は、プログラマ
ブル発振器858を介して所定走査手順に従って周波数ス
ペクトルを走査するマイクロプロセッサ706によって適
正システム及びチャネルに同調される。受信機部840が
ステレオチャネルを検出した場合、信号レベル検出器85
9が信号を発生しこれをマイクロプロセッサ706に供給し
てこのチャネルからのデータの読取を試みる。このチャ
ネルによりデータが伝送されていない場合、走査が継続
され、先に述べた如く、時計20の通し番号に合致するシ
ステム内のチャネルが検出されるまで上記手順が繰り返
される。このチャネルが検出されるとマイクロプロセッ
サ706は後続の制御パケットからデータを読取って当該
システム内のチャネルのリストを得て、チャネル制御を
ランダムアクセスメモリ708に格納する。信号強度が変
化すると、マイクロプロセッサは当該システム内の異な
るチャネルに同調してローカルクリアリングハウスから
の通信を維持する。
受信機部840が適切に同調されると、データはSCAデコー
ダ876から第5C図に示したディジタルパケット形式で送
出される。このデータはステレオパイロットフィルタ87
8からの19kHzクロック信号と共に時計20のプロトコルデ
コーダ700に供給してデータをこのクロック信号に従っ
てプロトコルデコーダ内で転送する。プロトコルデコー
ダは普通の低電力マイクロプロセッサとするか又は破線
ブロック700におけるブロックによって示した機能を遂
行する回路を合体した専用に設計されたハードウエアと
することができる。次にプロトコルデコーダのハードウ
エアの実施例について説明する。
第6A及び6B図について述べた如く、パケットのフラグは
回路701において検出され除去され、データがゼロビッ
ト除去器702へ転送される。フレームチエックシーケン
ス(FCS)は回路703において計算され、誤りが検出され
た場合、データは誤りチエック及び訂正器704によって
処理する。誤りが訂正できない場合には、前述した如
く、パケットは更には処理されず、廃棄される。データ
が良好であると仮定すると、パケットアドレスが、マイ
クロプロセッサ706によりROM730から供給される受信機
アドレスとアドレス検出器及びデータバッファ705にお
いて比較される。両アドレスが合致すれば、“自分宛の
パケット”であることが指示され、パケットデータは時
計20の周辺装置750内のマイクロプロセッサへ転送され
る。第10図に示す如く周辺装置750はパケットを再び組
立ててメッセージを形成し、メッセージの意味を解釈
し、電池から時計20の種々の部分への電力供給を制御す
る。
再び第11A図を参照すると、周辺装置部750はプログラマ
ブル・クロック/タイマ720を具える。クロック/タイ
マ720におけるクロックは現在の時間を発生し、これを
マイクロプロセッサが制御パケットから受信する時間デ
ータで更新する。例えば、時計の時間が制御パケットか
ら送信された時間と合致しない場合、マイクロプロセッ
サは送信された時間でクロックを更新する。クロック/
タイマ720内のタイマは第6A,6B及び7図につき述べた如
く時計受信機に対し遅延状態を付与する。タイマが応動
してマイクロプロセッサは、所要に応じ電池723から時
計ページ受信機部700及び840へ電力を供給する電力制御
器722を制御する。
プロトコルデコーダ700によって復号したデータは、表
示を必要とされるまでランダムアクセスメモリ708に記
憶される。メッセージは配達時間を含むことができる。
メッセージの受信を示す情報はマイクロプロセッサ706
により、セグメントドライバ724を介して液晶ディスプ
レイ726へ転送される。またマイクロプロセッサは可聴
信号発生器729へ信号を送信することによりメッセージ
の到来をユーザに知らせることもできる。ユーザがペー
ジ受信機20の選択ボタン82を押すと、メッセージの内容
が表示される。マイクロプロセッサの動作のための制御
ルーチンはROM730に蓄積する。
上述した如くシステム22は送信装置から送信されたパケ
ットが正しい情報を含むことを確認する。第4図のキュ
ーイング装置40内のアンテナ232はパケットを受信し、
これを検証受信機45へ転送し、検証受信機は第11図の受
信機部840と同様の構成であるが、連続的に作動する。
次いで、受信されたパケットにおけるデータは比較プロ
セス234において、回路220のデータ信号の対応送信パケ
ットにおけるデータに対して確認が行われる。誤りが検
出された場合、パケットは再送信される。
4.0変調方式 第8図は広帯域FM放送信号のスペクトル成分を示す。簡
明にするためこの信号のうち中心周波数FCの上側半部の
み示す。左及び右オーディオ信号の和で変調された信号
802は中心周波数から約15kHzまでの帯域内に延在する。
テスレオ副搬送波信号804は19kHzで送信される。左及び
右オーディオ信号の差で変調された信号806は23乃至53k
Hzの帯域内に延在する。FM放送情報は53kHzにおいて終
り、100kHzまでのチャネルの残り部分は通常空いてい
る。
本発明では53kHz及び100kHz間の未使用スペクトル部分
を用いてSCA信号808を送信する。(SCAはサブシディア
リイ・コミュニケーション・オーソライゼージョン(Su
bsidiary Communication authorization)の略語である
が、ここでFMチャネル内でのいずれかの補助送信を意味
する)。SCA信号808はFM局から多数のページ受信機へ送
信されるデータパケットで変調される。このデータパケ
ットは76kHzのSCA副搬送波を変調し、この周波数の周り
で約19kHzの帯域幅を占有する。かかる帯域幅によれば1
9キロボーのデータに伝送速度が可能となる。
4.1送信機変調 第4図を参照すると、キューイング装置40からのディジ
タルデータはFM送信機44の励磁器812に接続した副搬送
波発生器又は変調器810に供給する。この変調器は76kHz
副搬送波信号を発生し、これがパケットデータで変調さ
れる(第4図参照)。
第13A図を参照すると、変調器810はキューイング装置40
から19kHzデータが供給され、対応するバイポーラ(180
゜)位相偏移76kHz副搬送波を、ステーションのステレ
オパイロット信号と同相で励磁器812へ供給する。
また変調器810はステレオパイロット信号に対し一定の
位相関係を有する19kHz基準クロック信号をキューイン
グ装置40に供給する。変調器810には局の変調モニタ815
から、オーディオ変調及びステレオパイロットの双方を
含む複合ステレオベースバンド信号を供給する。
変調された76kHz信号の位相シフトは3.5サイクルにわた
って起り、かつ局のステレオパイロット信号に対し、ス
テレオパイロット信号をゼロ交さ立上り縁が各第8半サ
イクルの中心の±22.5゜以内にあるという位相関係とな
る。このゼロ交さ立上り縁において導出した電圧サンプ
ルが正であれば論理値“1"を生じ、負であれば論理値
“0"を生ずる。
通常のFM放送との干渉を最小にするため変調器810から
の変調分は副搬送波レベルより少なくとも45デシベル低
く維持する。100kHzより高い変調分は副搬送波レベルよ
り少なくとも60デシベル低く維持して連邦通信委員会の
要件に適合するようにする。
変調器810の回路を第13B及び13C図に示す。変調モニタ8
15からの複合ベーズバンドステレオ信号は複合入力ポー
ト902に供給する。増幅器904及び同調された回路906に
より複合オーディオ信号を位相ロックループ検出器908
に結合する。検出器908はベースバンド信号からオーデ
ィオ成分を分離し、その元の位相から若干シフトされた
19kHzステレオパイロット信号を出力端子910に送出す
る。シフトされた19kHzパイロット信号は1対のシュミ
ットトリガインバータ912により自乗してTTLレベルなら
しめる。直交位相検波器として構成した排他的論理和ゲ
ート914は、その一方の入力端子を19kHzステレオパイロ
ット信号に結合しかつ第2の入力端子916を当該システ
ムの19kHz基準ライン917に結合する。19kHz基準ライン9
17上の信号はここに述べるプロセスを介して2.432MHzク
ロック回路918の出力端子919から導出する。直交位相検
波器914は誤り信号を発生し、これを積分回路920に供給
する。積分回路20はバイアス信号バラクタ922に供給し
てその容量を変化させる。バラクタ922の容量により、
ライン917上の19kHz基準信号(発振器918の出力端子919
から導出される)の周波数がステレオパイロット信号の
周波数にロックされるように発振器918の周波数の同調
が行われる。19kHz基準信号及びステレオパイロット信
号の間の位相関係も一定値に維持される。
ディジタルパケットデータはキューイング装置又はモデ
ム40の如きデータ源から変調器810における信号整形回
路926のデータ入力端子924に供給する。回路926は入力
端子924からのRS232−Cレベルを、後続段に適合するTT
Lレベルに変換する。次いでデータを回路928へ転送す
る。回路928は8進D形フリッププロップである。2個
のフリッププロップ部を互に接続してライン930及び932
上に、データ入力端子924において受信中のデータ列に
対応する2個の出力信号、即ち状態遷移データを発生す
るようにする。入力データが0から1へ変化した場合出
力端子930は0となりかつ出力端子932は1となる。入力
データが1から0へ変化した場合には、出力端子930が
1となりかつ出力端子932が0となる。入力データが値
0から変化しない場合には、出力端子930及び932が双方
共ゼロになる。入力データが1から変化しない場合に
は、出力端子930及び932が双方共1になる。
データ出力ライン930及び932上の状態遷移データはPROM
934の10アドレスライン中の2アドレスラインに供給す
る。PROM934はこの状態遷移データに基づいて適切な副
搬送波信号を合成するようプログラムされる。PROM934
の動作を十分に理解するため以下に変調方式を詳細に説
明する。データの1ビットは19kHzステレオパイロット
信号の各サイクルに送信される。受信機は、ステレオパ
イロット信号ゼロ交さ立上り縁において副搬送波の位相
をサンプリングすることにより各送信ビットの状態を決
定する。ビット1及び0につきサンプリングされた位相
を第9B図に示す。データの連続するビットが同一即ち双
方共1又は双方共0である場合には、副搬送波の位相は
19kHzステレオパイロット信号のサイクル中変化しな
い。例えば、第9A図に実線で示した副搬送波波形におい
てこの副搬送波は19kHzステレオパイロット信号の双方
のゼロ交さ立上り縁においし同一位相を有する。双方の
ゼロ交さ点におけるデータビットは第9B図の位相表示図
に示す如くデータ“1"である。
データビットが1から0へ逐次変化した場合、副搬送波
波形は第9A図に破線で示したようになる。パイロット信
号の初めのゼロ交さ立上り縁では副搬送波はデータ1を
示す。然る後副搬送波の位相は徐々に変化してパイロッ
ト信号の次のゼロ交さ点において副搬送波はデータ0を
示す。この位相シフトは副搬送波の位相を連続的に遅ら
せるか又は進めることにより達成できる。
第9A及び9B図に示した波形は放送信号と共に送信される
波形である。しかし、これらの波形は方形波として発生
し、変調器のフイルタ部を通過する場合に正弦波状にな
る。
変調器内でのデータ信号の形状を第13D図に示す。時間9
36の直後に、キューイング装置からのデータが1から0
に変化する。先の状態1は、時間936にサンプリングさ
れたとき副副搬送波の状態1によって示される。データ
が1から0に変化するから、パイロット信号の次のゼロ
交さ点(時間938)における副搬送波の位相は状態1か
ら0に変化しなければならない。この変化は、副搬送波
の位相を各サイクル毎に若干遅らせて、パイロット信号
の1サイクル中に副搬送波の4.5サイクルが送信される
ようにして達成される。(通常は、第9A図に示す如く、
パイロット信号の1サイクル中に76kHz副搬送波の4サ
イクルが送信される。)19kHz周期に押し込まれた追加
の半サイクルにより、副搬送波は、時間938にサンプリ
ングされたとき、0となる。
同じ条件は、時間938から940に当る19kHzステレオパイ
ロット信号の後続サイクルに対しても成立つ。この例で
は、0から1への遷移が生ずる。副搬送波の位相が進み
続けるので、パイロット信号の1サイクル中に更に4.5
サイクルが送信される。半サイクルの追加により副搬送
波が進み、時間940において状態1となる。
時間940及び942間におけるパイロット信号の次のサイク
ル中にはデータ遷移はなく、データは状態1に維持され
る。かかる例では、副搬送波は位相シフトされない76kH
z信号に戻る。時間940及び942間におけるパイロット信
号のこのサイクル中に76kHz副搬送波の完全な4サイク
ルが送信されるので、副搬送波の状態はこれら時間の双
方において同じ(1)である。
第13図に戻ると、変調器810は順次のデータビット間の
遷移を検査し、副搬送波の位相を操作して、ステレオパ
イロット信号のゼロ交さ立上り縁においてサンプリング
された副搬送波の状態が送信中の状態に対応するように
する2つの連続したデータビットが同一状態を有する場
合、変調器はシフトされていない76kHz信号を送出する
ので、パイロット信号サイクルの初めにおけるその位相
はパイロット信号サイクルの終わりにおけるその位相と
同じになる。しかし、連続したデータビットが異なる状
態を有する場合、変調器810は副搬送波の位相を逐次シ
フトするので、パイロット信号の次のゼロ交さ点までに
副搬送波の位相はその開始位相と反対の位相になる。
副搬送波波形の上記合成はPROM934によって行われる。P
ROM934はシーケンサ回路944によって駆動される1024×
4ビット記憶装置である。シーケンサ回路944は0から2
55まで反復計数する。この2進計数値をPROM934の10ア
ドレスライン中の8アドレスラインA0〜A7に供給し、PR
OM934の4個の出力端子946に256個の4ビット・バイト
を逐次発生させ、これをラッチ回路948に供給する。出
力端子946における4本の出力ラインの各々が、異なる
信号に対応する。これらの信号はPROM934に記憶したデ
ータを2.432MHzの周期に対応する極めて短い増分時間に
逐次配列することにより合成される。PROM934の内容に
応じて出力信号は19kHz信号、76kHz信号、データ出力信
号又はロード制御信号となる。
ラッチ回路948の出力ライン917及び952上の19及び76kHz
基準信号は極めて容易に視覚化できる。19kHz信号に対
してはPROM934に記憶する256ビットのデータは64個の連
続した1、次いで64個の連続した0、次いで64個の連続
した1、次いで64個の連続した0を含む。PROM934から
2.432MHzの周波数で逐次読出した場合、このデータはラ
イン917上に19kHz方形波信号を形成する。ラッチ回路94
8はPROM934及び出力データライン954の間に介挿して、P
ROMにおける状態遷移に際し雑音を除去するようにす
る。
ライン952上における76kHz基準信号の合成も同様に行わ
れる。PROM934はシーケンサ回路944によってアドレス指
定される256ビット長全体が16個の1及び16個の0を交
互に配列して成るビット列でプログラムされる。2.432M
Hzの周波数で読出された場合、76kHz方形波信号が発生
する。
ライン950上のロードパルスは255個の0と共に、PROMの
1記憶位置における信号1によって発生する。PROM934
から読出された場合ロードパルスはフリップフロップ92
8に対するクロックとして作動し、このフリップフロッ
プをして到来データの次のビットに応動し得るよにす
る。
ライン956上のデータは被変調副搬送波である。しかしP
ROM934から読出されるデータはフリップフロップ928の
出力ライン930及び932の状態に左右され、この状態は、
上述した如く、順次の到来データ間の遷移に左右され
る。ライン930及び932が双方共0または双方共1である
場合、データはその先の値から状態を変更しない。かか
る場合にはPROM934は76kHz方形波をデータ出力として送
出するようプログラムされる。しかしライン930及び932
の状態が相違し、入力データにおける0から1又は1か
ら0への遷移を示す場合には、PROM934は、上述した如
く、副搬送波信号の位相を徐々に進めるか又は遅らせる
波形を合成して、次のサンプリング点において副搬送波
の瞬時値がその先の値の逆になるようプログラムされ
る。
この位相変化信号を合成するためPROM934に記憶するデ
ータは種々の形にすることができる。好適な実施例で
は、19kHzの1サイクル中にこの周期全体にわたって生
ずる小さい位相シフトインクリメントと共に位相が徐々
に変化するようにする。PROM934には1及び0が交互に
現れる14ビットのビット列を格納する。しかし他の実施
例では副搬送波の形状を他の長さのビット列を用いて合
成するようにすることができる。好適な実施例は副搬送
波の不要周波数成分を最小にするよう選定し、従って後
続するフィルタリング回路が簡単になるよう選定した。
ライン917上の19kHz基準信号はステレオパイロット信号
に周成数ロックされ、かつこの信号に対し一定位相関係
を有する。この19kHz信号はクロック出力端子957に供給
され、この出力端子から基準信号がキューイング装置40
に供給される。
PROM934内の変調データの位置は変調器をステレオパイ
ロット信号に同期化するよう選定する。変調器はパイロ
ット信号に対し位相の遅れたライン917上の19kHz基準信
号と共に作動する。PROMは、変調が基準信号に対し遅延
されてパイロット信号に対し360゜遅れ即ち同相となる
ようプログラムすることができる。
合成されたデータ即ち副搬送波は第13B図のライン956か
ら第13C図に示すフィルタ回路網958に供給する。フィル
タ958は81.25kHzを中心周波数とする6個のバンドパス
フィルタリング部960を具える。順次のバンドパスフィ
ルタリング部は73.8kHz及び88.7kHzに交互に同調してこ
の周波数の周りでの所要帯域幅を得るようにする。フィ
ルタ958の中心周波数は副搬送波の位相シフトを反映し
て81.25kHzまで変化する。シフトされない場合副搬送波
は76kHzの周波数を有する。位相が徐々に進められてサ
ンプリング時の状態の変化が起るようにした場合、副搬
送波は85.5kHzの周波数を有する。バンドパスフィルタ
部960はFM信号における放送オーデオ信号との干渉を防
止する。
能動バンドパスフィルタ部960の後段には4個の能動ロ
ーパスフィルタ部920を設ける。フィルタ部962はFMチャ
ネル縁部以上の変調を連邦通信委員会標準より十分低く
低減するのに使用する。
調整可能利得制御器966を設けた増幅器964を用いて、励
振器812に供給する副搬送波の出力レベルを副搬送波出
力ライン968上で設定する。
第13A図に戻ると、FM励振器812は変調器810から被変調
副搬送波を受信しかつステレオ変調回路817からステレ
オオーディオ及びステレオパイロット信号を受信する。
励振器はこれら成分信号を含む低レベル無線周波(RF)
信号を発生し、電力増幅器816に供給する。電力増幅器8
16は増幅された無線周波信号をFM送信アンテナ818に供
給して放送せしめる。また増幅器816の出力端子には局
変調モニタ815をも接続する。変調モニタ815は無線周波
搬送波を介して搬送されるベースバンド信号を有する出
力を送出する。これらベースバンド信号は、上述した如
く、変調器に帰還される。変調器810には、この径路を
介して19kHzステレオパイロット信号が供給される。
これに代わる副搬送波発生方式では19kHzパイロット信
号を周波数増倍段(図示せず)による乗算によって直接
76kHzまで増倍するようにできる。その場合76kHz副搬送
波は到来データで変調できる。
図示の実施例が好適であるのは、副搬送波の発生と同時
に、プログラムされた波形を使用する変調が合成される
からである。この技術により送信波形を調整して所望ス
ペクトル分布を生ぜしめることができる。図示の変調方
式によれば不要変調成分が最小になり、これにより関連
フィルタ回路が簡単になる。
4.2受信機復調 本発明で使用する受信機部840のブロック図を第11A図に
示す。受信したFM信号はアンテナ850(後述する)から
無線周波予備選択/減衰回路854及び無線周波増幅回路8
56を介してミキサ852に供給する。無線周波予備選択/
減衰回路854は帯域外信号をある程度減衰する一方、増
幅器856は受信信号を増幅して受信機の雑音指数を最小
にする。また予備選択/減衰回路854はアンテナ850を共
振させるようにも作動できる。ミキサ852はアンテナ850
によって受信した所望FM放送信号をプログラマブル局部
発振器858からの局部発振信号と混合する。ミキサ852は
二重平衡形のものが好適である。局部発振器858はマイ
クロプロセッサコントローラ706によって制御され、デ
ィジタル方式で合成される、周波数の迅速に変化する発
振器であ。プログラマブル発振器858の周波数は、先に
述べた走査手順に従って制御され、高い方の周波数384M
Hzに変換された第1中間周波数(IF)を発生する。
384MHz中間周波数を含む第1ミキサ852からの出力は第1
1B図に詳細に示した中間周波部860に供給する。中間周
波部860には、所望の384MHz信号を通過しかつ不所望混
合成分を阻止する第1フィルタ862を設ける。好適な実
施例ではフィルタ862がSAW(表面弾性波)フィルタを具
え、フィルタ852からの出力は第2ミキサ864に供給す
る。第2ミキサ864はフィルタ862からの信号と、第2局
部発振器866からの信号とを混合する。第2局部発振器8
66は394.7MHzの一定周波数を発生し、これにより低い方
に変換された10.7MHzの第2受信機中間周波数が生ず
る。第2ミキサ864の出力は第2フィルタ868に供給し、
この第2フィルタ868は不所望混合成分を減衰し、かつ1
0.7MHz信号を中間周波増幅器870へ転送する。第2フィ
ルタ868はFM受信機において常用される形式の標準10.7M
Hzセラミックフィルタとすることができる。
本発明において採用する二重変換システムによれば受信
機の大きさを著しく小形にできる。10.7MHz中間周波と
共に単一変換システムを使用した場合、関連するフィル
タは極めて大きくする必要がある。所望の通過帯域形状
を達成するためフィルタリングにつき多数の極を必要と
する。これに対し本発明の二重交換システムにおいては
所望通過帯域の大部分を極めて小さい384MHz SAWフィル
タ862(約1mm×2mmの寸法を有する)によって達成でき
る。このSAWフィルタによれば、約40デシベルの帯域外
阻止特性と共に所望の250kHz通過帯域が得られる。第2
フィルタ868、10.7MHzセラミックフィルタは僅かな部分
から成り、単に帯域外阻止部分を一層減衰するために使
用される。
好適な実施例ではアンテナ850及び第2フィルタ868間の
すべての回路を単一の砒化ガリウム(GaAs)集積回路に
おいて構成する。砒化ガリウムは電気・音響媒体である
からSAWフィルタ862さえかかる態様において構成でき
る。GaAsはその極めて低い雑音特性のため好適である。
しかし個別又は集積形態におけるシリコン回路の如き他
の技術も使用できる。
中間周波増幅器870はフィルタ868からの10.7MHz信号を
位相ロックループ検波回路872(第11A図)による検波に
好適なレベルに増幅する。検波回路872は中間周波信号
を復調し、広帯域複合オーディオ信号をSCAフィルタ874
及びステレオパイロットフィルタ878に供給する。検波
回路872に関連して信号レベル検出器859を設け、この検
出器は受信信号強度を示す出力信号をマイクロプロセッ
サコントローラ706に供給する。このコントローラはこ
の信号を監視し、強度が閾値以下に低下した場合新たな
チャネルにつき走査を行う。
SCAフィルタ874及びSCAデコーダ876の回路図を第14図に
示す。SCAフィルタ874は所望のSCAチャネルをSCAデコー
ダ876へ転送する一方、一層低い周波数のオーディオ成
分を減衰する。デコーダ876は濾波されたSCAチャネルを
復調し、19ボーパケットデータをパケットデコード回路
へ供給する。位相ロックループ検波回路872からの複合
オーディオ信号はフィルタ874の入力端子970に供給す
る。増幅器972により複合信号を更に増幅し、4段の能
動フィルタ974に供給する。フィルタ974は中心周波数を
81.25KHzとする。縦続接続した能動フィルタ974の出力
はSCA変調をTTL適合レベルにする第2増幅器976に供給
する。増幅器976からの出力はサンプリングラッチ978の
D入力端子に供給する。
ステレオパイロット信号はステレオパイロットフィルタ
878からデコーダ876のパイロット入力端子980に供給す
る。このパイロット信号は増幅器982を通過させて正弦
波形をTTL適合形態に変換する。増幅器982の出力端子は
サンプリングラッチ978のクロック入力端子に接続す
る。ラッチ978のクロック入力端子におけるステレオパ
イロット信号の前縁即ち立上り縁が現れる毎に、D入力
端子に存在するデータがこのラッチのQ出力端子へ転送
される。この過程により副搬送波がパイロット信号のゼ
ロ交さ立上り縁毎にサンプリングされる。この瞬間にお
ける副搬送波の状態により、受信データビットが0また
は1であることが決定される。ラッチ978のQ出力はバ
ッファ段980を介してプロトコルデコーダ700に供給す
る。
代替実施例としてSCAデコーダ876は位相ロックループデ
コーダ(図示せず)によって置換できる。かかる実施例
では76kHz基準信号を位相ロックループデコーダに供給
して位相同期を行う必要がある。パイロットフィルタ87
8及びかかる位相ロックループSCAデコーダの間に周波数
増倍段(図示せず)を介挿して、ステレオパイロット信
号からこの76kHz信号を直接発生させることができる。
これに対し従来のディジタルSCAシステムは復調基準周
波数を導出するためSCA搬送波を雑音変調している。
(雑音変調は、データが常にオン又は常にオフとなるこ
とがある用途において必要である。)位相ロックループ
はかかるシステムにおいてランダム変調から搬送波周波
数を合成するために使用される。しかしこれらのシステ
ムは、信号対雑音余裕を低くできる本例の如き用途に対
しては不適当である。
SCAデコーダの上記実施例の双方においては19kHzステレ
オパイロット信号を用いて76kHz副搬送波からパケット
データを復号する。この技術により、時計受信機/チュ
ーナ部840内の部品に左右されない正確な副搬送波復号
が得られる。従って経時変化、衝撃及び温度変化の如き
要因によって生ずる周波数の不安定性が除去される。FM
局から送信されるパケットデータで変調された76kHzSCA
副搬送波はそれ自体この同じ19kHzパイロット信号にロ
ックされる。従ってSCA副搬送波のいかなる不正確状態
も送信機及び受信機により同様に追跡され、正確な復調
が保障される。被変調副搬送波からデータを受信するた
めの基準として無変調ステレオパイロット信号を使用す
ると、普通の雑音変調移送同期ループ技術より受信信号
強度が3〜4デシベル増大する。従ってこれらの技術に
より受信機の小信号に対する性能が大幅に改善される。
4.3アンテナ 腕巻受信機の小形及び携帯可能性のため受信機のアンテ
ナ系には厳しい要求が課せられる。例えば、受信機にお
ける無線周波増幅段の数を最小に保ってその電池の消費
を最小に維持する必要がある。従ってアンテナから受信
機に強い信号を供給する必要がある。しかしアンテナに
よって受信される信号はアンテナの大きさが小さくなる
に従って減少する。腕巻受信機の小形及び携帯可能性に
よりそのアンテナが小さくかつ十分なものではなくな
り、必然的に微弱な信号を発生することとなる。
かかる問題は腕巻受信機の作動環境によって顕著にな
る。多くのFM放送受信機は地上約15.240〜18.288mmに配
設したアンテナと共に作動する。これに対し腕巻受信機
は必然的に受信中にユーザの近くに配置したアンテナを
使用する必要があり、従ってその高さは約127.0〜152.4
cmに制限される。アンテナが地上へ近づくに従ってアン
テナによって受信される信号は減少するから、腕巻無線
アンテナによって受信される信号は一層劣化する。
選定されたアンテナの幾何学的構成とは無関係にアンテ
ナは、当該システムの作動を隠蔽するおそれのある偏波
及び指向性パターンの如き受信特性を有する。例えば、
ループアンテナはループ面において信号強度過小部を呈
する。ダイポール及び垂直アンテナは導体軸外で信号強
度過小部を呈する。腕巻受信機のアンテナが、所望FM信
号がかかる信号強度過小部に入るような方向に瞬間的に
向いた場合、信号及び付随するデータが失われる。受信
アンテナが、その偏波面が受信中信号の偏波面に直交す
るような方向に瞬間的に向いた場合にも同様な効果が起
る。信号の僅かな喪失によってさえ受信データの本来の
形が破壊されるから、腕巻受信機と共に使用するアンテ
ナはかかる不所望な受信特性を有しないことが重要であ
る。
本発明では、腕巻受信機の携行者を効果的なアンテナの
一部として包含することにより上記問題をすべて克服し
た。携行者の手首の周りで閉電流ループを形成するワイ
ヤループが小さいループアンテナとして作動し、また受
信機に対し携行者の手足を電磁的にかつ携行者の体を間
接的にアンテナの延長部として結合するようにも作動す
る。従ってアンテナの有効開口が著しく増大する。携行
者/アンテナの組合せを用いて受信される信号の強度は
ループアンテナのみ用いて受信される信号の強度より2
〜5デジベル大きくなる。従って、必然的に小さいアン
テナの影響及びその必然的に低い高さの影響が緩和され
る。また携行者の体に結合することによっても最終的に
はループアンテナの指向特性が除去され、ほぼ無指向性
アンテナ系が得られる。またアンテナによる直交偏波信
号の不受信も著しく除去される。かかる携行者/アンテ
ナの組合せはループアンテナ自体より遥かに良好に作動
する一方、アンテナ系に対しコストの追加又は構造の複
雑さを付加することがない。
第12A図に示した好適な実施例ではループアンテナ850は
時計バンド853内に配設した細条導体851を具える。図示
の実施例では時計バンドは導電性留め装置855によって
緊締される2個の部分を具える。導体851は留め装置855
の両方の素子に連結して留め装置を係合した場合連続導
体が形成されるようにする。
細条導体851の両端は金属ピン857に電気的に接続する。
各ピン857は樽状部859及びばね力を作用させた2個の伸
長部861を具える。樽状部859は時計バンド853に機械的
に緊締する。ばね力を作用させた伸長部861は時計ケー
ス863と係合して時計バンド853を時計ケースに接続する
ように作動する。
細条導体851はその一端を、時計ケースに挿入した挿入
素子865を介してFM副搬送波受信機に結合する。挿入素
子865には第1円筒状導電部材867及び第2円筒状導電部
材869を設け、後者内に前者を同軸配置する。これらの
部材867及び869の間に絶縁スリーブ部材871を配設す
る。従って部材867及び869はコンデンサを形成する。外
側の円筒状導電部材869は圧力ばめその他により、アー
スである周りの金属製時計ケース863に電気的に接続す
る。ばね力を作用させた伸長部861は絶縁スリーブ部材8
71を通る小さい円筒状通路を介して内側の円筒状導電部
材867に係合する。従って挿入素子865により細状導体85
1から時計ケースに至る並列コンデンサが形成される。
このコンデンサの値は内側及び外側の円筒状導電部材86
7,869と、絶縁スリーブ部材871の誘電定数とによって決
まる。好適な実施例ではかかる各挿入素子865はアンテ
ナ細状導体851からアースに至る約25pFの並列コンデン
サを形成する。時計バンドの両側にかかる挿入素子をそ
れぞれ設けるので合計50pFの並列コンデンサが形成され
る。内側の円筒状導電部材867にワイヤ875を接続し、こ
れらワイヤを互に接続して受信機のアンテナ入力端に接
続する。
挿入素子865の合計50pFの静電容量はアンテナ850と共振
するように選定された。ハープ状の細条導体851は誘導
性給電点インピーダンスを呈する。この誘導、リアクタ
ンスは前記容量性素子によって打消されるので、受信機
に対し約100オームのほぼ抵抗性給電点インピーダンス
が生ずる。
細条導体851の反対端877はばね力を作用させた伸長部86
1を介して金属時計ケース863に直接接続する。従って細
条導体851のこの端部は接地して、アンテナループを完
成させる。
代替実施例では、並列コンデンサ素子ではなく直列コン
デンサ素子を使用することによりアンテナ850を共振さ
せるようにすることができる。これは第12B図に示した
挿入部865aを使用することにより達成できる。挿入部86
5aには内側導電部材867の周りに同軸配置されるが、第
2の絶縁スリーブ部材881により時計ケース863から絶縁
された導電円筒部材879を設ける。絶縁スリーブ部材881
の誘電材料は導電円筒部材879及び時計ケース863間の静
電容量を最小にするよう選定する。かかる各導電円筒部
材にはワイヤを結合し、このワイヤを受信機に接続す
る。この直列給電実施例では挿入部865aは約100pFの直
列容量を生ずるよう構成配置する。時計はかかる挿入部
を2個含んでいるから、全有効直列静電容量は50pFにな
る。受信機を2個の挿入素子865に接続するラインと直
列に小さい誘導性素子を挿入して当該システムを一層精
密に共振させるようにすることができる。
代替実施例においては異なる形状の時計バンドを使用で
きる。時計バンドのかかる代替実施例を第12C図に示
す。かかる実施例では時計バンドが留めバックル887に
連結した2個の皮革細条885を具える。皮革細条885を経
由して細条導体889を配設し、これを、留めバックル887
と係合する孔を囲む金属縁当891に電気的に接続する。
留めバックル887自体は普通金属接着により導体889の反
対端に電気的に接続する。この技術により、留めバック
ル887が係合された場合、アンテナの2部分は金属縁当8
91を介して電気的に接続される。
本発明によるアンテナ構成は最終的には制限を課せられ
ることなく使用できる。第1A図に示した如き一体形金属
製捻り・撓曲可能時計バンドをその順次の部分を介し導
体(図示せず)をジグザグパターンにおいてつなぎ合わ
せることにより受信アンテナとして採用できる。従って
バンドを、アンテナの電気接続を損傷することなく捻っ
たり撓曲したりすることができる。他の実施例ではルー
プアンテナに代え、短かくまとめた長いワイヤ又は短い
ダイポールを使用できる。更に他の実施例では時計面状
の金属被覆をアンテナとして使用できる。かかる構造は
小さいプレートアンテナとして作動し、時計面上の任意
の点から給電できる。すべてのかかるアンテナ構造の性
能はかかるアンテナを腕時計携行者に結合することによ
り画期的に改善される。
4.4受信信頼性 上述した如く、データ信号の信頼し得る受信が無線周波
ページングにおける関心事である。ページング受信機は
移動FM受信機である。送信されたFM信号は有害な干渉に
起因する強度過小部を含む電界強度における空間的変化
によって特定される。FM周波数においてはこれら強度過
小部は、受信機雑音フロア(floor)のレベル、平均電
界強度その他の要因に応じ、典型的には約1.5m離間され
かつ通常は実効長さにおいて0.5m程度離間される。ユー
ザがページ受信機を携行すると、FM受信機部は第9C図に
示した如く強度過小部を通過する。強度過小部即ち極小
値部992ではFM信号990は受信機雑音フロア994以下に降
下できる。これはアメリカン・ダイバーシファイド・シ
ステム(Ameri can Diversified System)の如き従来の
ページングシステムにおいて起る。しかしその影響を従
来は、長いメッセージ及び低いポーレートを用いて最小
にすることにより、失われるビット数を最小にして誤り
チェック及び訂正によりデータを効果的に再生できるよ
うにしている。これに対し本発明システムでは強度過小
部間の信号強度極大の持続時間より遥かに短かく、強度
過小部以下となる持続時間と同一とするを可とするメッ
セージパケット持続時間を発生させる。強度過小部内で
受信されるメッセージ996は失われるがパケット998で示
した如き極大値部内では一層受信し易くなる。30m/秒の
自動車速度及び19000ボー(260ビット/13ミル秒パケッ
ト)の伝送速度においてパケット持続時間は極大値部の
半分より小さい。従って、信号メッセージパケットの適
正受信の可能性は、伝送媒体の信頼性が低いにも拘らず
高く、90%又はそれより高い。そしてスループット信頼
度はメッセージパケットを異なる時間に再送しかつ強い
送信信号を走査することにより高められる。
本発明の原理及び好適な実施例を図面を参照して説明し
たが、本発明はかかる原理の範囲内でその構成及び細部
を変更できることは当業者には明らかである。本願発明
者は本願の範囲内にあるすべての変形構成が請求の範囲
に記載されている。
【図面の簡単な説明】
第1A図は本発明による時計ページ受信機の斜視図、 第1B図は第1A図のページ受信機のデータ表示部の変形例
を示す図、 第2A図はメッセージを第1A図の時計ページ受信機を含む
種々の受信機へ送信し受信させる本発明のページングシ
ステムの世界規模の機能ハイアラーキを示す図、 第2B図は第1A図の時計ページ受信機を含む第2A図のシス
テムの簡単化したオープンシステムインターフェース
(OSI)モデルを示す図、 第2C図は通信網とデータプロトコルの好適例の詳細も示
す第2A図のシステムの一層詳細なOSIモデルを示す図、 第3A及び3B図は第2A図のシステムのクリアリングハウス
設備及び送信機設備の機能データ流れ図、 第4図は第2A図のシステムのローカルクリアリングハウ
ス設備及び送信機設備のブロック図、 第5A,5B及び5C図は本発明によるページングシステム又
は他のデータ伝送システムに使用するディジタルデータ
プロトコルの好適例を示す図、 第5D図はパケットのチェーン及び一連のチェーンで伝送
されるメッセージ列の一例を示す図、 第6A図は第1A図の時計ページ受信機の動作の状態図、 第6B図は第6A図の状態図の各円内のデコーディングを示
す流れ図、 第7図は第6A図の遅延状態内の受信機の動作を示す状態
図、 第8図は第2A図のシステム内の送信に使用されるFM放送
信号のスペクトル成分を示す図、 第9A及び9B図は第8図の送信体形の波形図、 第9C図は第1A図の時計ページ受信機が移動する際の受信
RF信号強度のグラフ、 第10図は第1A図の時計ページ受信機のブロック図、 第11A図は第10図の受信機の一層詳細なブロック図、 第11B図は第11A図に示す受信機のIFセクションのブロッ
ク図、 第12A図は時計ページ受信機のリストバンドアンテナ
と、該アンテナの受信回路への接続を示す図、 第12B図は第12A図の受信アンテナとその接続の変形例を
示す図、 第12C図は第12A図の2部分時計バンドに使用する連結具
を示す図、 第13A図は第4図の送信機設備の一層詳細なブロック
図、 第13B図及び13C図は第13A図の副搬送波発生器/変調器
回路の回路図、 第13D図は第13A図の変調器回路における波形を示す線
図、 第14図は第11A図のSCAデコーダセクションの回路図であ
る。
フロントページの続き (72)発明者 ルールマン・ロバート・ジー アメリカ合衆国オレゴン州97006 ビーバ ートン エヌ ダブリュー オークヒルズ 14520 (72)発明者 ローズ・ドナルド・ティー アメリカ合衆国オレゴン州97221 ポート ランド エス ダブリュー シーモーア コート5402 (72)発明者 スタイリー・ジョセフ・エフ・ザ・サード アメリカ合衆国オレゴン州97224 タイガ ード エス ダブリュー ワンハンドレッ ドフィフティス15445 (72)発明者 バーナム・ルイス・ダブリュー アメリカ合衆国オレゴン州97223 タイガ ード エス ダブリュー ホール ブール ヴァード9825 アパートメント ナンバー 71 (72)発明者 ホフ・ドン・ジー アメリカ合衆国カリフォルニア州94920 タイバーロン ワン ビア キャピストラ ノ(番地なし)

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1つの送信機から共通伝送チャネルを経て
    複数個の 遠隔受信機にデータをデータ信号として送信
    するに当り、 前記の伝送チャネルを第1持続時間のフレームに時分割
    し、各フレームを複数個のサブフレームに副分割し、更
    に各サブフレームを第2持続時間の複数個のタイムスロ
    ットに副分割し、各フレームを前記の第1持続時間に等
    しい周期的な時間間隔で繰返し、 フレーム中の各サブフレームを独自のサブフレーム番号
    でナンバリングし、 各サブフレーム中のタイムスロットの所定の組をナンバ
    リングし、これには所定のタイムスロット番号の列中で
    前記の組における各タイムスロットを独自の番号でナン
    バリングすることを含ませ、 前記のサブフレームおよびタイムスロットの番号を順次
    の各フレームで繰返し、 各受信機にタイムスロット番号の1つおよびサブフレー
    ム番号の1つを有する受信機アドレスを割当て、 各受信機に対するデータをタイムスロットの持続時間よ
    りも長くない所定の長さのデータパケット中で符号化
    し、 データパケットを伝送すべきタイムスロットの番号を含
    むパケットアドレスを各データパケットにおいて符号化
    し、 パケットアドレスに対応するタイムスロット中前記のデ
    ータパケットを有するデータ信号を伝送し、 前記のパケットアドレスに対応する受信機アドレスを有
    する受信機でデータ信号を受信し、このデータ信号から
    前記のデータパケットを復号化することを特徴とするデ
    ータ送信方法。
  2. 【請求項2】請求の範囲第1項に記載の方法において、
    各サブフレーム中に送信される少くとも1つのパケット
    において当該サブフレームの番号を符号化し、 一組の受信機の動作を伝送されたサブフレーム番号に応
    じて制御してこれら受信機がデータ信号を受信するのを
    制限するとともに、このデータ信号からパケットをサブ
    フレームの所定の番号に複号するのを制限することを特
    徴とするデータ送信方法。
  3. 【請求項3】選択した受信機に送信すべきデータが前記
    の第1持続時間よりも短かい時間間隔中1つよりも多い
    パケットを有するようにする請求の範囲第1項に記載の
    方法において、 選択された受信機の為の第1パケットにおいて、指定さ
    れた次の第2タイムスロット中少くとも第2パケットが
    受信機に送信されるということをこの選択された受信機
    に指示するパケットアセンブリ情報であって第2パケッ
    トが送信される次のタイムスロットのアドレスを含む当
    該パケットアセンブリ情報を符号化し、 第2タイムスロットが生じるまでの遅延時間を計算し、 受信機が各パケットを受信し復号化した後にこの受信機
    を自動的に不作動とし、 この受信機を前記の遅延時間の終了まで不作動状態に維
    持し、 指定した第2タイムスロット中に第2パケットを受信さ
    せる為に受信機を自動的に作動させ、 このようにリンクしたパケットを以って互いにパケット
    チェーンを形成するようにすることを特徴とするデータ
    送信方法。
  4. 【請求項4】請求の範囲第3項に記載の方法において、 第2パケットを読取り、この第2パケット内のパケット
    アセンブリ情報により受信機に対する後続のパケットを
    送信すべき次のタイムスロットのアドレスを与え、 パケットアセンブリ情報が、前記のパケットチェーン中
    で他のパケットが送信されていないということを表わす
    まで、後続のパケットに対する次のタイムスロットアド
    レスを読取り続けることを特徴とするデータ送信方法。
  5. 【請求項5】請求の範囲第4項に記載の方法において、 パケットチェーンの最後のパケットのパケットアセンブ
    リ情報中で、次のパケットチェーンが後続するというこ
    とを表わし、 受信機の割当てられたタイムスロットに対応する後続の
    サブフレーム中のタイムスロットで受信機を作動させる
    ことを特徴とするデータ送信方法。
  6. 【請求項6】請求の範囲第5項に記載の方法において、 前記の最終パケットのパケット情報中で後続するパケッ
    トチェーンの番号を表わす数を伝送することを特徴とす
    るデータ送信方法。
  7. 【請求項7】請求の範囲第1項に記載の方法において、 受信機をフレームの周期的な時間間隔と同期させ、周期
    的な各時間間隔内の少くとも1つのサブフレーム中の受
    信機のアドレス中に符号化されたタイムスロット番号と
    一致するナンバリングされたタイムスロット中に各受信
    機を自動的に作動させてこの受信機にアドレスされたパ
    ケットを当該受信機が受信するようにすることを特徴と
    するデータ送信方法。
  8. 【請求項8】請求の範囲第1項に記載の方法において、 各サブフレーム中に伝送される少くとも1つのパケット
    中で当該サブフレームの番号を符号化し、 前記の1つのパケットの各サブフレーム内の所定のタイ
    ムスロット位置に配置し、 前記の1つのパケット内で受信機の動作を制御する制御
    情報を符号化し、この1つのパケットにより制御パケッ
    トを規定し、 各フレーム中少くとも1回受信機を作動させてこれら受
    信機が前記の制御パケットを受信するようにすることを
    特徴とするデータ送信方法。
  9. 【請求項9】請求の範囲第8項に記載の方法において、 最初に受信機において伝送されたいかなるパケットをも
    受信し、パケットアドレス中のタイムスロット番号を読
    取り、 パケットアドレス中のタイムスロット番号から、次の制
    御パケットが受信されるであろうタイムスロットまでの
    時間長を計算し、 受信機を不作動とし、 前記の時間長の後に受信機を再作動させてこの受信機が
    制御パケットおよび符号化されたサブフレーム番号を受
    信するようにすることを特徴とするデータ送信方法。
  10. 【請求項10】請求の範囲第8項に記載の方法におい
    て、 前記の制御パケット内に、受信機が他のタイムスロット
    中の適当な時に作動して第2制御パケットを受信するよ
    うに指示するデータを挿入することを特徴とするデータ
    送信方法。
  11. 【請求項11】請求の範囲第8項に記載の方法におい
    て、 前記の制御パケット内に、受信機がデータ信号受信用の
    所定の伝送チャネルに同調するように指示するデータを
    挿入することを特徴とするデータ送信方法。
  12. 【請求項12】請求の範囲第1項に記載の方法におい
    て、 メッセージ終了標識をパケット内に挿入し、受信データ
    を単一メッセージとして表示しうるということを受信機
    に知らせることを特徴とするデータ送信方法。
  13. 【請求項13】請求の範囲第1項に記載の方法におい
    て、 各パケット内の所定の位置で誤り検査−補正ビットを符
    号化し、データの伝送中の誤りを検出するようにするこ
    とを特徴とするデータ送信方法。
  14. 【請求項14】請求の範囲第13項に記載の方法におい
    て、一方の正負符号の所定個数Nの順次のビットを含む
    フラグビットを受信機に対する各パケットの開始および
    終了時に挿入してパケットの開始および終了を検出しう
    るようにし、前記の一方の正負符号とは逆の符号でN−
    1個以下のビットを前記のフラグ間でパケットデータ内
    に周期的なビット間隔で挿入することを特徴とするデー
    タ送信方法。
  15. 【請求項15】データパケットを1つの送信機から複数
    個の遠隔受信機に伝送する通信方式において、各パケッ
    ト内にデータプロトコルが含まれ、このデータプロトコ
    ルは、 所定の受信機をアドレスするアドレス領域を有し、この
    アドレス領域は1つのサブフレームを決定する所定の個
    数のタイムスロット内の選択されたタイムスロットと、
    周期的に伝送される1つのフレームを決定する所定の個
    数のサブフレーム内の選択されたサブフレームとを識別
    する第1領域を具えており、識別されたタイムスロット
    およびサブフレームが、各フレームの開始時に対する時
    間であって第1領域を有するパケットが伝送される時間
    を特定するようになっており、 前記のデータプロトコルは更に、1つよりも多いパケッ
    ト中で伝送されるデータからメッセージをアセンブルす
    るパケットアセンブリ領域を有し、第1パケットのパケ
    ットアセンブリ領域は受信機に対する第2パケットが伝
    送される後続のタイムスロットの位置を受信機に指示す
    るようになっていることを特徴とする通信方式。
  16. 【請求項16】請求の範囲第15項に記載の通信方式にお
    いて、前記のパケットアセンブリ領域はパケットチェー
    ンの開始を指示するビットと、パケットチェーンの終了
    を指示するビットと、メッセージの終了を指示するビッ
    トとを具えていることを特徴とする通信方式。
  17. 【請求項17】請求の範囲第16項に記載の通信方式にお
    いて、前記のパケットアセンブリ領域が更に、第1パケ
    ットにおいて第2パケットが受信機に伝送される後続の
    タイムスロットの位置を指示するか或いは残りのチェー
    ンの個数を指示し、且つ第1パケットがチェーンの列の
    第1チェーン中にあるか否かを指示する連続番号ビット
    を有していることを特徴とする通信方式。
  18. 【請求項18】請求の範囲第16項に記載の通信方式にお
    いて、前記のパケットアセンブリ領域は更に、メッセー
    ジが新たなものか或いは前のメッセージの再伝送である
    かを指示するメッセージ番号ビットを有していることを
    特徴とする通信方式。
  19. 【請求項19】請求の範囲第15項に記載の通信方式にお
    いて、前記データプロトコルは各パケットの開始および
    終了時にシーケンス01111110を規定するフラグビットを
    有し、これによりパケットの開始および終了を指示し、
    更に前記のデータプロトコルは前記のフラグ間のパケッ
    ト内で各5つのデータビット後に挿入された0ビットを
    有し、この0ビットによりパケット内のビットをフラグ
    ビットから識別するようになっていることを特徴とする
    通信方式。
  20. 【請求項20】請求の範囲第15項に記載の通信方式にお
    いて、所定の受信機をアドレスするアドレス領域は前記
    の受信機を独自に識別する第2領域を具え、この第2領
    域により、1つよりも多い受信機が1つのタイムスロッ
    トを共用しうるように第1アドレス領域中の1つのアド
    レスを共用する受信機間を識別するようになっているこ
    とを特徴とする通信方式。
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