KR100305494B1 - 무선광통신인에이블방법,무선광통신용다중모드패킷,무선광통신용송신기및수신기 - Google Patents

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Abstract

다수의 공존하는 송신 스테이션과 수신 스테이션간의 통신을 가능하게 하는 광 통신 시스템이 제공된다. 공존하는 스테이션들간의 통신을 가능하게 하기 위하여, 모든 참여중인 스테이션들에 의해 이해될 수 있는 강인한 물리적 층 헤더(a robust physical layer header;RPLH)(50)가 이용된다. 이 강인한 헤더(50)는 적어도, 주기적인 펄스 열을 형성하는 프레임과, 프레임 당 슬롯의 수와, 모든 참여중인 스테이션들에게 공지된 프레임 내용으로 구성되는 전문(52)을 포함한다. 이 전문(52)은 수신 스테이션들의 상대적인 동기화 및 캐리어 검출을 위해 제공된다. 강인한 헤더(50)는 수신 스테이션들의 절대 동기화에 사용되는 고유 동기화 워드(53)를 더 포함한다. 이 동기화 워드(53)에는 고정된 길이와 공지된 구조를 갖는 제어 필드(59)가 후속된다. 이 제어 필드(59)에 의해 수신 스테이션들은 데이터 전송에 사용된 변조 기법을 알 수 있다. 특정 상황하에서는, 상기 제어 필드(59)에 통신 링크 및 네트워크 제어를 위한 다른 정보를 제공하는 것이 또한 유용하다. 또한, 송신에 사용된 데이터 속도의 협상 및/또는 적응이 가능하게 하는 정보가 교환될 수도 있다. 본 발명은 채널상의 상태(품질)에 따라 처리량을 최적화할 수 있게 한다.

Description

무선 광 통신 인에이블 방법, 무선 광 통신용 다중 모드 패킷, 무선 광 통신용 송신기 및 수신기{ROBUST METHOD AND APPARATUS ENABLING MULTI-MODE WIRELESS OPTICAL COMMUNICATION}
사업, 관리 및 제조 등의 모든 분야에서 워크스테이션 및 퍼스널 컴퓨터(예를 들면, 데스크탑 또는 휴대형 컴퓨터)의 수가 급속히 증가함에 따라, 이들 시스템을 호환성있고 간편하게 상호접속하기 위한 요구가 또한 증가하고 있다. 키보드, 컴퓨터 마우스, 프린터, 플로터, 팩스 기기, 스캐너, 디스플레이, 모뎀 등과 같은 주변 장치의 중계 및 상호접속과 관련하여서도 마찬가지의 요구가 있다. 전기적 상호접속을 사용하면, 서로간에 통신하는 시스템의 수가 증가하고, 다수의 경우에 시스템의 위치 또는 서브시스템의 구성이 자주 변경되어야 한다는 것이 문제가 된다. 따라서, 이러한 시스템에 대한 전기적 상호접속을 제거하고 대신에 무선통신을 사용함으로써 호환성을 획득하는 것이 바람직하다.
시스템과 장치들간에 디지탈 데이터를 무선으로 전송하기 위해 광 신호를 사용하는 것이 최근 몇 년간 주목받고 있으며, 상용 제품으로 응용되기에 이르렀다. 그 한 예가 전자 소비자 장치의 광 원격 제어이다. 다른 예로는 사무 환경에서 정보 시스템들간의 통신이 있다. 광 통신 시스템에서, 송신 시스템과 수신 시스템간에 전송되는 디지탈 데이터는 송신 시스템의 광원, 특히, 적외선(IR) 광원에 의해 조사되는 피변조 광원으로 변환되고, 수신되어, 전기적 신호로 변환된 후, 수신 시스템에 의해 디지탈 데이터로 변환된다. 이들 광 신호는 수신 시스템의 광 수신기로 직접 전파되거나, 표면에서의 반사 또는 산란 등과 같은 처리로 인해 전파 방향을 변화시킨 후 간접적으로 수신기에 도달할 수 있다. 오늘날, 전자의 경우는 1 내지 3m 정도의 거리에 함께 인접하여 적당히 정렬된 광 송신기와 수신기 사이에 데이터 전송이 이루어지는 포터블 컴퓨터와 주변 장치에서 행해진다. 후자의 경우는 서로 몇 미터 떨어진 송신기와 수신기간에 광 신호의 방해받지 않은 직접 전송이 비현실적이거나 심지어 직접 경로의 불가피한 교란으로 인해 불가능한 사무 환경에서의 응용에 대표적이다. 고급 호환성을 성취하기 위한 한가지 알려진 방법은 송신 시스템으로부터의 광 신호를 그들이 반사 또는 널리 산란되는 사무실의 지붕 또는 벽으로 방출하는 것이다. 따라서, 송신기 주위의 특정 영역 위로 방사선이 분포된다. 이와 같이 천정으로부터 퍼져나오는 광 신호의 분포는 고려중인 특정 환경의 특징인 다수의 세부사항들에 의존한다. 그러나, 이러한 환경에서 중요한 것은 주로, 송신된 방사선의 에너지 플럭스가 전파 거리가 증가함에 따라 감소하고수신기 감도는 최소 신호-대-노이즈 비율로 인해 제한되므로, 송신 범위, 즉, 송신 시스템과 수신 시스템간의 거리는 몇 개의 최종 값(이후 송신 범위라고 함)에 제한된다는 것이다. 광원의 성능과 광 노출에 대한 안전 요건에 의해 제한되는 광 파워 레벨에서 동작하는 통상의 알려진 시스템은 1Mbps의 데이터 속도에 대해 수 미터의 송신 범위를 갖는 것으로 판명되었다.
후자의 예는 무선 광 통신의 기본적 특징을 예시하며, 무선 통신의 다른 경쟁적인 방법, 즉, 무선 주파수(RF) 전송에 대비하여 유리하게 적용되는 응용 분야를 나타낸다. 무선 광 통신은 짧은 범위인 데이터 전송을 가능하게 하는 반면, RF 전송은 긴 범위일 수 있다. 더욱이, 사무 환경에서 무선 광 통신은 국부적인데, 이것은, 사무실의 전형적인 경계물이 벽이나 천정같은 것으로서 전반적으로 RF 웨이브는 투과시키지만 광은 투과시키지 않기 때문이다. 이로 인해, RF 전송이 아닌 광 방사에 기초한 무선 통신 시스템의 경우에 상이한 통신 시스템들간에 있을 수 있는 간섭을 제어하기가 용이하고, 데이터 보안성을 더욱 간편한 방법으로 성취할 수 있다. RF 전송은 더욱이 통신 규칙에 의해 제한되고 허가를 받아야 하는 반면에 무선 광 통신 시스템은 그렇지 않다.
무선 광 통신 시스템의 중요한 성능 파라미터는 성취가능한 데이터 속도와, 데이터를 교환하는 시스템들간의 거리이다. 사무 환경에서는, 단일 광 송신기의 송신 범위를 초과하는 거리를 통해 데이터를 전송할 필요가 있을 수 있다. 그러나, 단일 광 송신기의 송신 범위는 무선 통신 개념내에서, 예를 들면, 광 중계기를 도입함으로써 연장될 수 있다. 이와 같이 연장된 시스템의 한 예가 "단말 스테이션과 위성 스테이션간에 적외선 시스템에 의해 데이터가 전송되는 통신 시스템(Communication System in which Data are Transferred Between Terminal Stations and Satellite Stations by Infrared Systems)"이란 명칭으로 미국 특허 제 4,402,090 호에 개시되어 있다. 이 특허에는, 다수의 위성 스테이션, 즉, 통상 대형 룸의 천정에 고정된 스테이션(station)을 제공하는 시스템이 개시되어 있다. 단말기는 자신의 송신 범위내에 있는 위성과 광학적으로 대화할 수 있으며, 데이터는 위성간 통신에 의해 분배될 수 있으므로, 단일 송신기의 송신 범위를 넘는 거리를 통해 데이터를 분배할 수 있다.
무선 광 통신 시스템을 설계할 때는, 시스템이 완전히 어두운 환경에서 사용되도록 제한되지 않는 한, 광 검출기에 항상 도달하는 일광이나 램프로부터의 광과 같은 피할 수 없는 주위의 광을 고려해야 한다. 주위 광(형광 및 백열 램프, 태양 광)의 IR 에너지는 광 수신기에서 현저한 노이즈를 초래할 수 있다. 이와 같이, 주위의 광은 수신기의 신호-대-노이즈 비에 영향을 주며, 따라서, 송신 범위에 영향을 준다. 이러한 주위 광의 효과에 대한 보다 상세한 사항은 1995년 10월 26일자로 공개(공개 번호 제 WO 95/28777)되었으며, 현재 계류중인 PCT 특허 출원 PCT/EP 94/01196에 개시되어 있다. 주위 광의 외관(appearance)은 주로 통계적이고, 흔히 제어가 어려우며, 스위치가 온/오프되는 램프나 태양광에 나타나는 것처럼 그 강도는 매우 급격히 변화한다. 통계적으로 신호 대 노이즈 비 및 송신 범위에 영향을 주는 더욱 실제적인 효과는 수신기 신호에 영향을 주는 광 경로 장애의 발생이다. 사무 환경에서, 예를 들면, 이동하는 사용자는 송신된 신호의 강도 및불가피한 주위 광의 영향을 변화시킬 수 있다.
현재 광 기반의 무선 통신 시스템에서, 주위 광 문제를 해결하기 위한 첫 번째 명백한 시도가 행해졌다. 통상적으로, 일반적인 실내 조명에 기인할 수 있는 저주파수(≤500㎑) AC 신호는, 광이 전기적 신호로 변환된 후 전기적 필터로 억제된다. 원하지 않는 주위 광의 스펙트럼을 제한하기 위해 광 필터가 사용된다. 그러나, 일광의 상당한 부분이 스펙트럼상 무선 통신 시스템에 적합한 광원의 광 방사와 동일한 범위에 놓인다.
앞서 언급된 PCT 특허 출원 PCT/EP 94/01196 및, 1995년 8월 31일자로 공개(공개 번호 제 WO 95/23461)된 다른 PCT 출원 PCT/EP 94/00577에 개시되어 있는 바와 같이, 예를 들면, 상업적으로 이용가능한 시스템들의 입사하는 주위 광과같은 기본적 문제점을 효과적으로 극복한 적외선 무선 통신 시스템을 제공할 수 있다. PCT/EP 94/01196에 개시된 방법은 변화하는 주위 광의 레벨에 노출된 무선 광 통신 시스템의 동적 최적화를 가능하게 한다.
본 특정 분야의 활동적인 연구원들에 의해 무선 광 통신에 대한 다른 기법이 개발 및 요구되어 왔다. 이것은 호환불가능한 다양한 광 통신 방법을 초래하였다. 예를 들어, 통상 한 제조자의 컴퓨터는 무선 광 채널을 통해 다른 제조자의 프린터와 상호접속할 수 없으며, 이것은, 대부분의 경우에 이들이 서로 상이한 모드로 동작하며, 송신기/수신기 하드웨어가 호환되지 않기 때문이다.
비호환성 문제는 제각기의 회사에서 독립적이며 상관되지 않은 개발 노력을 해왔기 때문에 발생한다. 더욱이, 적당한 데이터 속도 및 거리 범위를 성취하기위해 상이한 전송 기법에 대한 그들의 자연스런 요구에 기인하는 다양한 애플리케이션들이 존재한다. 전형적인 예로, 컴퓨터 및 주변 장치에 대한 직접적인 고속 데스크톱 연결, 확산 방사를 이용한 고정 또는 가변 데이터 속도 근거리 통신망(LAN), 원격 제어 시스템, 저속 페이징 기능, 와이어 기반 시스템에 대한 액세스 연결 및 예를 들어 무선 전화와 같은 무선 RF 시스템에 대한 액세스 연결 등이 있다. 이러한 종류의 시스템들의 특성은 애플리케이션 자체에 의해 제어되는 것임은 분명하다.
이것은, 특정의 상이한 광 통신 기법들이 항상 공존해야 할 필요가 있게 된다는 것, 즉, 다중 모드 시스템을 극복해야 한다는 것을 의미한다. 그러나, 이와 같이 독립된 상관되지 않은 개발 노력에 기인한 비호환성은 시간이 경과함에 따라 사라지거나 적어도 대부분의 시스템들이 서로간에 통신할 수 있게 하는 표준이 정의될 것으로 예상된다. 이러한 표준의 한 예가 기존의 IrDA 표준이다. 이러한 표준을 확장하기 위한 노력이 계속되고 있다. 이와 관련한 보다 상세한 사항은 1995년 7월, 전자 산업 설계 잡지(The Design Magazine of the Electronics Industry), 페이지 17-22에, 빌 트래비스(Bill Travis)에 의해 "IrDA 프로토콜 무선 적외선을 이용한 용이 파일 전송(Ease File Transfer With IrDa-Protocol Wireless Infrared)"이란 명칭으로 제공되어 있다. 이 문헌에는 또한 IrDA 표준에 의해 정의된 변조 방법이 개시된다.
현재 및 미래의 광 기반 통신 시스템의 다양한 요구 및 필요를 수용하며, 공통 동작 환경(예를 들면, 대형 사무실)내에서 그들의 공존 및/또는 호환성을 보증하는 해결책은 현재 전무하다.
따라서, 본 발명의 목적은 다중 모드 동작을 가능하게 하는 무선 광 통신 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 무선 다중 모드 광 통신 시스템을 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 현재 광 통신 시스템의 전형적인 문제들, 즉, 채널 품질 평가, 프레임/심볼 동기화 등을 해결하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 극도로 나쁜 채널 조건하에서도 동작하는 무선 다중 모드 광 통신 시스템용 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
발명의 개요
청구된 본 발명은 상기한 목적들을 만족시킨다. 본 발명은 송신 스테이션과, 제 1 변조 방법을 사용하여 변조된 데이터를 수신할 수 있는 제 1 수신 스테이션과, 제 2 변조 방법을 사용하여 변조된 데이터를 수신할 수 있는 제 2 수신 스테이션 사이에 무선 광 통신을 가능하게 하는 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명은 이를 목적으로 신규하고 독창적인 강인한 물리적 층 헤더(robust physical layer header;RPLH)를 이용한다. 본 발명에 따르면,
1. 상기 송신 스테이션은 주기적인 펄스 열, 즉, 한정된 주기를 갖는 펄스 열을 형성하는 프레임들과, 프레임당 슬롯의 수(L)와, 그 자체로서 상기 수신 스테이션들의 각각에 공지되는 프레임 내용을 포함하는 전문(a preamble)을 제공하고,
2. 상기 송신 스테이션은 광학적으로 상기 펄스 열을 전송하며,
3. 상기 수신 스테이션들의 각각은 상기 수신된 펄스 열에 기초하여 캐리어 검출을 수행하고,
4. 상기 수신 스테이션들의 각각은 상기 펄스 열의 주기를 결정하여 상대적인 동기화를 획득하며,
5. 상기 수신 스테이션들의 각각은 자신의 클럭을 수신된 펄스 열 슬롯의 위상으로 조정하며, 쉬프트 레지스터에 의해 상기 입력되는 펄스 열을 클럭킹하고,
6. 상기 송신 스테이션은 상기 전문의 주기에 대해 정렬된 고유 동기화 워드를 전송하며,
7. 상기 수신 스테이션들의 각각은 상기 동기화 워드의 인식시 상기 송신 스테이션과 절대 동기화를 성취하기 위하여 상기 쉬프트 레지스터내의 상기 펄스 열을 수신 스테이션에게 공지된 상기 고유 동기화 워드와 상관시키고,
8. 상기 송신 스테이션은 이제 사전정의된 길이의 제어 필드에, 부가된 데이터/서브시스템 필드에서 어느 변조 방법이 사용될지를 표시하여, 제각기의 변조 방법을 지원할 수 있는 상기 모든 수신 스테이션이 이 데이터/서브시스템 필드에 의해 전송될 데이터를 기다린다.
이상 단계들의 시퀀스는 강제적인 것은 아님을 유의해야 한다. 이들 단계중 몇몇은 또한 동시에 수행될 수 있다.
특정 구현에 따라, 송신 스테이션이 또한 상기 제어 필드에, 부가된 데이터/서브시스템 필드의 길이를 표시하며, 따라서, 수신 스테이션이 상기 정보를 추출해서 동작중인 송신과의 신호 충돌을 피하기 위해 자신의 송신기를 뮤팅하는 기간을 결정할 수 있으면 유리하다(가상의 캐리어 감지). 특정 상황하에서, 상기 제어 필드에 통신 링크 및 네트워크 제어를 위한 다른 제어 정보를 제공하는 것이 또한 유용하다. 또한, 정보는 송신에 사용되는 데이터 속도의 협상 및/또는 적응을 허용하도록 교환될 수도 있다. 이것은 채널상의 상태(품질)에 따라 처리량을 최적화할 수 있게 한다. 아주 동일한 통신 셀내에 다수의 공존하는 피코-셀을 허용하는 우선-액세스 정보를 제공하는 것이 또한 유리하다.
본 발명의 다른 장점 및 본 발명의 강인한 물리적 층 헤더를 사용하여 교환될 수 있는 정보의 추가적인 예가 이후 설명된다.
본 발명은 단일 모드 시스템 내에서의 통신, 즉, 동일한 변조 방법을 지원하는 스테이션들간의 통신이나, 다중 모드 시스템에서의 통신에 사용될 수 있다. 다중 모드 통신을 확실히 가능하게 하기 위해서, 본 발명에 따른 제각기의 하드웨어가 제공되어야 하며, 임의의 통신은 앞서 개시된 단계들에 따라 초기화되어야 한다.
본 발명은 다중 모드 무선 광 통신 시스템 및, 이러한 통신 시스템내에서 상이한 모드로 동작하는 다양한 종류의 장치들간의 통신 및/또는 통신의 공존에 관한 것이다.
도 1은 상이한 공존하는 IR 서브시스템(S1∼S4) 및 전형적인 애플리케이션 선택의 테이블을 도시한 도면,
도 2는 서브시스템(S1, S2, S3)내에서 동작하는 본 발명에 따른 다중 모드 수신 스테이션의 예시적인 수신기를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따라 통신 셀내에서 통신하는 다중 모드 스테이션들을 개략적으로 예시한 도면(SX=서브시스템, SXR=서브시스템(SX)용 중계기),
도 4a는 본 발명에 따른 강인한 물리적 층 헤더를 갖는 패킷 구조를 도시한 도면,
도 4b는 본 발명에 따른, 데이터/서브시스템 필드(시스템(S1)의 경우 4-PPM)의 예시적인 변조 방법과 강인한 물리적 층 헤더의 제어 필드를 예시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 단일 모드 광 무선 통신 시스템의 개략적인 블록도,
도 6은 본 발명에 따른, 채널 품질 추정 및 프레임/심볼 동기화(동기 인식)를 위한 적응형 데이터 속도(가변 속도) 시스템을 기능 블록 형태로 도시한 개략적인 블록도,
도 7은 속도 축도(rate reduction;RR)=1, 2, 4, 8을 사용하는 시스템에 대한 도 6에 도시된 마스터 상태 머신의 간략화된 상태 천이도,
도 8은 표준 CSMA/CA(carrier sense multiple access with collison avoidance) 프로토콜과 함께 본 발명에 따른 속도 협상 메카니즘을 예시하는 도면,
도 9는 본 발명에 따른 예시적인 속도/연결성 테이블 세트를 도시한 도면,
도 10은 도 9의 속도/연결성 테이블로부터 도출된 사용자 네트워크 정보를 도시하는 도면,
도 11은 본 발명에 따른, 프레임/심볼 동기화를 위한 수신 스테이션의 일부(도 12에 도시된 참조부호(123)의 일부)를 개략적으로 도시한 블록도,
도 12는 본 발명에 따른, 수신기의 일부를 개략적으로 도시한 블록도,
도 13은 RR=1, 2, 4, 8,…RRmax를 이용하는 시스템에 대해 도 12의 기능을 포함하는 수신기의 간략화된 상태 천이도,
도 14는 2개의 동기화 워드를 사용하여 구성된 본 발명에 따른 4-PPM용 동기화 워드를 개략적으로 예시한 도면이다.
전반적 설명
일반적으로, 무선 광 통신용 시스템은 송신기로서 작용하는 적어도 하나의 스테이션과, 수신기로서 작용하는 다른 하나의 스테이션을 포함한다. 송신기는 광원, 예를 들면, 발광 다이오드(LED) 또는 레이저 다이오드를 포함하고, 수신기는 광다이오드를 포함한다. '스테이션'이라는 용어는 이후 서로 통신가능한 모든 종류의 컴퓨터, 터미널, 중계기, 주변 장치 등에 대한 동의어로서 사용된다. 본 발명은 또한 단일 모드 통신 시스템 내에서의 통신에 사용될 수 있지만, 본 발명은 다중 모드 시스템에서의 통신에 특히 적합함에 유의해야 한다.
통상, 무선 광 통신에 적외선(IR) 광이 사용되며, 이 'IR 통신'이라는 용어는 이후 자주 사용되는데, 본 발명은 광 스펙트럼의 특정 범위에 제한되지 않는다.
1) 본 발명의 강인한 헤더(inventive robust header)
이하에 본 발명의 헤더(이후 보다 상세히 설명됨)가 제안되는데, 정규 통신이 더 이상 불가능한 상태하에서도 동일한 통신 셀내에 위치된 모든 수신기에 의해 인식 및 디코딩될 수 있다는 의미에서 강인(robust)하다. 또한, 이 강인한 헤더는 아주 동일한 통신 셀에 공존하는 상이한 스테이션들간의 통신을 가능하게 하는데, 즉, 상이한 모드로 동작하는 스테이션들간의 통신이 인에이블되고, 조정되며, 지원된다. 본 발명의 강인한 헤더는 수신 스테이션에서의 타이밍 획득, 캐리어 검출 및 상대적인 동기화를 위한 전문(a preamble)을 포함한다. 또한, 수신기에서 동기화 시퀀스 인식시 송신기와 수신기의 절대 동기화를 보장하기 위한 고유 동기화 시퀀스(즉, 워드)를 포함한다. 또한, 동기화 워드에 후속하여 전송되는 고정된 길의 제어 필드를 포함한다. 이 제어 필드는 수신 스테이션에, 지원 및/또는 기대되는 사용자 데이터 속도, 데이터 블록 사이즈, 변조 방법 및 다른 관련된 (서브)시스템 정보에 대한 정보를 제공하는데 이용된다. 특히, 제어 필드는 또한 데이터 수신자(들)를 식별하는데 사용되는 정보(어드레스 목록) 또는 강인한 헤더 후에 따라야 할 정보를 포함한다.
2) 상이한 전송 기법들의 호환성/공존성
현재, 다중 모드 시스템에서, 특정 모드의 송신 스테이션의 송신기(예를 들면, 도 1에서 서브시스템(S1))에 의해 전송된 신호는 다른 모드의 임의의 수신 유닛의 수신기(예를 들면, 서브시스템(S2))에 의해 수신 또는 인식될 수 없고 그 역으로도 될 수 없다.
이하에서는, 공존하는 시스템들의 비호환성을 극복하기 위해 설계된 강인한물리적 층 헤더(RPLH)로도 언급되는 신규의 강인한 헤더가 더욱 상세히 설명된다. 또한, RPLH 구조, 송신기 및 수신기에 따라 그 사용을 위해 안출된 방법들, 및 얻어지는 다중 모드 무선 광 통신 시스템이 설명된다.
통신 셀내에서 통신에 참여하는 모든 스테이션은 데이터 또는 제어 패킷이 전송되어야 할 경우 RPLH를 전송한다는 것은 중요하다. 이 셀내의 각 스테이션은 도 1에 제공된 테이블에 예시된 바와 같이 특정 애플리케이션에 따라 서브시스템(SX)을 형성하는 한 세트의 스테이션에 속한다. 하나를 초과하는 유형의 서브시스템 통신에 참여하도록 스테이션이 갖추어지면, 스테이션은 모든 대응하는 서브시스템의 멤버(a member)이다. 서브시스템(S1, S2, S3)을 지원하는 스테이션의 본 발명에 따른 다중 모드 수신기(35)의 예가 도 2에 개략적으로 도시되어 있다. 이 수신기는 아날로그 프론트엔드의 일부를 형성하는 증폭기(30) 및 광다이오드(36)와, 예를 들면, 광 통신 채널(14)을 통해 수신된 제각기의 신호를 필터링하기 위한 3개의 대역 통과 필터(31∼33)를 포함한다. 필터(31)(WBW)는 서브시스템(S2) 통신에 사용되는 신호를 추출하는데 이용되고, 필터(32)(VBW)는 서브시스템(S1) 통신에 사용되며, 필터(33)(SBW)는 서브시스템(S3) 통신에 이용된다. 이들 필터(31∼33)의 출력측은 디지탈 처리 유닛(34)에 접속될 수 있다.
도 3에서 스테이션(41)(A)은, 예를 들면, S1이 스테이션들(41, 42, 43, 44, 46)(A, B, C, D, F)로 구성되고, S2가 스테이션들(41, 42)(A, B)로 구성된 경우, 서브시스템(S1, S2)에 속한다. 스테이션은 또한 몇몇 서브시스템을 위한 중계기기능을 제공할 수 있다. 도 3에서 스테이션(46)(F)은, 예를 들면, S1에 대해서만 중계기 기능(이를 S1R로 표시함)을 제공하며, 스테이션(42)(B)은 S1, S2 및 S3내에서 단말기로서 동작할 수 있는데 더하여, S1에 대한 중계기 기능(S1R)을 또한 제공한다. 통신 셀(40)의 사이즈는 참여 서브시스템들중 가장 강인한 서브시스템이 성취할 수 있는 최대 전송 거리에 의해 결정된다. 통상, 이것은 최저 데이터 속도로 동작하는 서브시스템이며, 예를 들면, 페이저 기능을 제공하는 서브시스템(S4)이다.
본 발명의 강인한 헤더(RPLH)(50)가 도 4a에 도시되어 있다. RPLH(50)는 채널 예약 시간 기법에 기초하여 소위 가상 캐리어 감지(virtual carrier sense;VCS) 메카니즘을 가능하게 한다. 본 발명의 헤더(50)는 적어도 전문을 운송하는 전문 필드(52)와 동기화 워드를 운송하는 동기화 필드(53)를 포함한다. 또한, 헤더(50)는 사전정의된 길이의 제어 필드(59)를 포함한다. 이 제어 필드(59)는 1995년 10월 26일자로 공개된 계류중인 PCT 특허 출원 PCT/EP 94/01196에 개시된 바와 같이 적응형(가변) 데이터 속도 시스템을 지원하는 정보를 포함할 수 있다. 강인한 헤더에 포함된 필드들에 대해 이후 보다 상세히 설명한다.
참여 RPLH 기반 스테이션들(다중 모드 터미널과 중계기)의 네트워크는 최고의 네트워킹 능력을 갖는 서브시스템에 포함된 스테이션들에 의해 제어된다. 이러한 스테이션들의 세트를 감독 네트워크(supervisory network;SN)라고 부른다. 도 3에서, SN은 스테이션들(41, 42, 43, 44, 46)(A, B, C, D, F)로 형성되는데, 즉, 본 실시예에서 가변 데이터 속도 네트워크가 SN으로서 사용된다. 무선 광 통신에참여하게 될 RPLH 기반 통신 셀내의 모든 스테이션에는 적어도 SN을 형성하는 스테이션들에 의해 사용되는 변조 기법으로 RPLH를 수신 및 이해할 수 있는 수신기 프론트엔드가 구비되어야 한다.
본 발명에 따른 RPLH 송신은 기본적으로 두 단계로 수행된다.
단계 1 : RPLH 범위(통신 셀(40))내의 모든 스테이션은 헤더 수신을 위해 활성화되는 자신의 프론트엔드를 갖는다. 데이터를 전송하고자 하는 스테이션은 SN 채널이 유휴 상태에 있을 때까지 기다리며, 그리고 나서, 바람직하게는 VCS 및 모드에 대한 정보를 포함하는 RPLH를 송신한다. 상기 통신 셀내의 다른 스테이션은 이 메시지를 경청하여 송신된 정보를 처리한다. 스테이션이 지원할 수 있는 변조 방법이 상기 강인한 헤더의 제어 필드(59)에 표시된 경우, VCS 정보를 저장하고 단계 2동안 활성 상태를 유지한다. 그렇지 않은 경우, 수신된 VCS 정보에 기초하여 자신의 타임아웃 카운터를 동작개시하고, 예를 들면, 파워 절약 모드로 들어간다. VCS 정보, 즉, 무선 채널에 대한 예약 시간은 제어 필드(59)를 전송함으로써 송신 스테이션에 의해 표시된 데이터 속도, 블록 사이즈 및 모드 정보로부터 도출된다.
단계 2 : 활성상태를 유지하고 있는 수신 스테이션은 자신의 수신기 프론트엔드를 수신된 제어 필드(59)에 표시된 모드로 스위칭하고 상기 제어 필드(59)로 전송된 수신된 목적지 어드레스를 산출하여 메시지가 그들을 위한 것인지의 여부를 판정한다. 어드레스되지 않은 모든 스테이션은, 예를 들면, 파워 절약 모드로 들어가며, 채널 예약 시간이 만기될 때까지 기다린다. 어드레스된 스테이션(들)은이제 채널이 예약되었던 동안 독점 모드의 개시(송신) 스테이션과 통신할 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 본 발명의 개념은 최저의 신호 대 노이즈 비(SNR) 예산을 갖는 수신기들을 포함하여 통신 셀내의 모든 수신기들에서 신뢰성있는 캐리어 감지를 가능하게 할 뿐만 아니라, 수신기들은 송신될 데이터 블록에 의해 채널이 얼마나 오랫동안 점유될지를 또한 알 수 있다. 가상 캐리어 감지(VCS)로서 알려진 이러한 원리는 본 발명의 강인한 헤더 개념과 조합하여 사용될 수 있도록 채택 및 최적화된다.
3) 펄스 위치 변조(pulse-position modulation;PPM) 시스템용 강인한 헤더
강인한 헤더에 대한 더욱 자세한 사항이 예로서 제공된다. 도 4a의 RPLH(50)는 SN의 변조 방법에 따른 포맷으로 송신되어야 한다. RPLH(50)는 RPLH 기반 통신 셀내에 참여하도록 설계된 모든 스테이션에 의해 디코딩 가능해야 한다. 강인한 헤더는 또한 소위 은닉된 터미널 문제를 완화시키는 데 도움이 되어야 한다. 즉, 헤더 구조는 각 SN의 변조 방법에 따르고, 서브시스템들중 몇몇(예를 들면, 저속 페이저 기능)이 동작가능하게 유지되는 동안 SN(예를 들면, SN=S1) 자체는 데이터 교환에 대해 동작불가능하게 되는 이러한 바람직하지 않은 상태하에서도 동작하기에 적합하게 정의되어야 한다.
본 발명의 강인한 헤더의 예시적인 실시예
가변 속도 시스템의 경우, PPM은 최고 효율을 갖는 기법이다. 따라서, PPM기반 시스템에 대한 RPLH의 구조와, 관련된 특정 문제들과, 제안된 해법들을 설명한다. 적합한 제어 필드(59)의 세부가 도 4b에 도시되어 있다. 이하의 설명에서는, 특정 PPM 데이터 심볼 포맷(즉, 심볼 당 두 개의 정보 비트가 운반되는 4-PPM 심볼)에 기초한 통신 시스템을 가정하지만, 이에는 적절한 조정이 행해지며, 본 방법은 상이한 데이터 심볼 포맷(예를 들면, 심볼 당 log2(L) 정보 비트가 운반되는 L-PPM 심볼)을 사용하는 시스템에 대해서도 동등하게 유효하다.
본 실시예에서, 강인한 헤더 필드(50)의 상이한 부분들, 코딩 방법 및 전송된 심볼의 수는 4-PPM 심볼 포맷에 기초한 가변 데이터 속도 시스템에 대해 제공된다. 도 1의 S1 서브시스템은 SN으로서 작용한다.
1. 전문(52)
전문(52)은 수신기의 상대적인 동기화를 획득하는데 이용된다. 이를 성취하기 위해, 주기적 펄스 열인 전문(52)이 송신된다. 각 프레임이 얼마나 많은 슬롯을 포함하는지를 알고 있는 수신 스테이션은 이제 얼마 후에 상기 펄스 열의 주기를 검출할 수 있다. 또한, 수신 스테이션은 클록 복구 회로(위상 고정 루프(PLL))를 사용하여 자신의 슬롯 클럭 위상을 조정(클럭 복구)한다. 가능한한 빠른 슬롯 클럭 위상 조정으로 이끄는 펄스 열을 사용할 것이 권장된다. 이를 목적으로, 펄스 열 10001000… 또는 10000010…을 제안하며, 이들 중 어느 하나가 16-PPM 및 4-PPM 포맷에 이용될 수 있다. 상이한 시퀀스들을 사용하면, 전문 하나만으로 간편하게 (제어) 정보를 전송할 수 있다.
2. 동기화 워드(53)
동기화 워드(53)는 인코딩된 이진 시퀀스(예를 들면, 32비트 시퀀스)를 포함할 수 있으며, 전문 시퀀스(52)와 선택적인 자동상관(autocorrelation) 및 낮은 교차상관(cross-correlation)을 갖는다. 본 실시예에서, 각 비트는 4개의 슬롯에 매핑되어 전문 시퀀스(52)와 동일한 듀티 사이클을 유지하는데, 이 비트가 "1"이면, 4-PPM 심볼의 제 1 슬롯에 펄스가 발생하고, 비트가 "0"이면 제 3 슬롯에 펄스가 발생한다. 이들 두 슬롯은 동기 처리(예를 들면, 상관) 결과를 개선하기 위해 불가능한 비트 조합에 대한 수신중에 검색된다. 더 이상의 세부 사항은 도 6 및 7과 관련하여 설명된다. 두 개의 분리된 동기화 워드로 구성된 다른 동기화 워드가 도 14에 도시되어 있다.
3. RR(속도 축도)(54)
RR 필드(54)는, 서브시스템이 반복 코딩을 사용하는 경우에 후속하는 데이터/서브시스템 필드(51)(즉, 데이터를 포함하는 필드)의 속도 축도 파라미터 RR을 함유하는 워드(예를 들면, 4비트)이다. 이 속도 축도 파라미터는 데이터/서브시스템 필드(51)의 각 펄스 위치 변조 심볼이 얼마나 자주 반복되는지를 나타낸다.
다른 서브시스템의 경우, 예를 들면, 데이터 속도 표시기로서 작용할 수도 있다. RR 필드(54)는 반복 코딩을 이용하는 4-PPM 포맷에서 2개의 심볼로서 송신된다.
4. RR*(권장 속도 축도)(55)
RR*필드(55)는 마지막 데이터 블록의 수신중(채널 품질 추정을 지원하는 서브시스템의 경우)에 추정된 채널 품질(에러율)로부터 도출된 권장되는 속도 축도 계수 RR*를 함유하는 워드(예를 들면, 4비트)이다. 이것은 RR과 동일한 방식으로 코딩될 수 있다.
5. BS(블록 사이즈)(56)
이 블록 사이즈 서브필드(56)는 데이터/서브시스템 필드(51)로 전송될 데이터 유닛의 수를 포함한다. 오버헤드를 감소시키기 위해, 단지 제한된 수의 상이한 블록 사이즈만을 정의할 수 있으며, 예를 들면, 16개의 상이한 블록 사이즈가 대응하는 4비트 매핑에 의해 구별될 수 있다. 블록 사이즈 서브필드(56)는 RR 심볼과 동일한 방법으로 코딩될 수 있다.
6. 모드(MODE)(57)
모드 서브필드(57)는 데이터/서브시스템 필드(51)의 데이터가 어느 변조 방법으로 송신되었는지와 데이터/서브시스템 필드(51)가 중계기를 통해 보내어져야 하는지의 여부를 수신기(들)에게 알린다. 모드 비트의 수는 장래의 서브시스템을 수용할 수 있을 만큼 충분히 크게 선택된다. 이들 심볼은 RR 심볼과 동일한 방식으로 코딩된다.
RR 필드(54) 및 BS 필드(56)로 송신된 정보는 데이터/서브시스템 필드(51)의 데이터 전송이 얼마나 걸리는지를 산출하는데 사용될 수 있다. 이 정보는 어드레스 목록에 대해서가 아니라 수신 스테이션에 대해 중요한데, 그 이유는 최적의 채널이 얼마나 오래 점유될지, 즉, 그들이 얼마나 오래 활동하지 않고 유지될지를 알아야 할 필요가 있기 때문이다.
DC 또는 저주파수 성분의 효과를 최소화하기 위해, IR 수신기의 아날로그 프론트엔드는 통상 AC 커플링 동작용으로 설계된다. 따라서, 변화하는 심볼 듀티 사이클은 고가의 (아날로그) DC 복원을 요구하게 된다. 더욱이, 송신기의 펄스 진폭 및 심볼 듀티 사이클은 IR 광원에 부과되는 평균 및 피크 파워 제한에 따라 선택되어야 하며, 후자는 통상 IR 스펙트럼으로 발광하는 발광 다이오드(LED) 또는 레이저 다이오드 형태로 존재한다.
예로서 제안된 RPLH는 파워 제한에 따른 4-PPM 데이터 심볼과 동일한 듀티 사이클을 갖는 펄스 패턴을 사용한다. 동일한 듀티 사이클은 또한 통상 행해지고 있는 바와 같이 상이한 듀티 사이클을 사용하여서라기 보다는 동기화 필드(53)로 구현될 수 있다. 추가의 이점으로서, 앞서 제안된 RPLH를 사용한 때는 DC 복원이 적용될 필요가 없다. 결과적인 DC 쉬프트가 보상이 필요할 것으로 간주될 정도까지 성능에 영향을 주면, 도 12에 표시된 한계 제어 방법을 사용할 수 있다.
사용된 송신 기법에 따라, 가능한 최대 데이터 속도가 도출될 수 있도록 채널 품질을 결정하는 알고리즘이 이용될 수 있다. 데이터/서브시스템 필드의 시작은 통신 셀(들)의 모든 활성 수신 스테이션들에게 정확히 알려지므로, 이들 스테이션은 상기 데이터/서브시스템 필드(51)로 수신된 데이터를 분석함으로써 채널 품질을 결정할 수 있다. 가능한 최대 데이터 속도 및 통신 셀내의 상태에 관련되는 다른 정보가 디스플레이될 수 있으므로, 사용자는, 예를 들면, 자신이 어떤 속도로 데이터를 송신할 수 있는지를 안다.
본 발명에 따르면, 다중 모드 통신 셀내에서 특정 스테이션들간에 정보를 교환(이것은 다른 통신 방법에 의해서는 불가능함)하는데 강인한 헤더가 사용된다. 이 경우, 정보 처리량은 매우 제한되지만 얼마간의 정보가 여전히 전송될 수 있다.
몇몇 경우에, 제 2의, 간섭중인 통신 셀의 정보로부터 제 1 통신 셀의 정보를 구별하기에 적합한 액세스 우선순위 정보를 제어 필드(59)내에 전송하는 것이 유리할 수도 있다. 이러한 척도(a measure)는 단일의 셀(40)내에 상이한 동시에 활동중인 통신 셀들(피코 셀들)이 공존할 수 있게 하며, 제각기 다른 피코 셀들로부터의 RPLH내에 포함된 가상 캐리어 감지 정보를 무시함으로써 전채널 용량을 점유할 수 있게 한다. 이것은, 이러한 피코 셀내의 신호 강도가 채널 포착을 허용할만큼 충분히 높아서 다른 먼 피코 셀들로부터의 간섭에 의해 손상되지 않고 유지될 수 있기 때문이다. 피코 셀은 두 개 이상의 이동 또는 고정 스테이션을 포함할 수 있으며, 와이어링된 네트워크(LAN)를 액세스하는 스테이션을 포함할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예를 도시한다. 본 실시예에 따르면, RPLH는 패이로드(payload)(이진 데이터) 또는 정보가 광 채널(14)을 통해 송신되어야 할 경우 발생된다. 이 RPLH는 헤더 발생기(10)에 의해 생성되며, 이진 데이터는 이진 데이터를 PPM 심볼에 매핑하는데 사용되는 적절한 인코더(11)에 의해 처리 및 인코딩된다. 또한, 순방향 에러 수정 시스템(도시되지 않음)이 이용될 수 있다.
제 1 실시예에서, 인코더는 펄스 위치 변조(PPM) 인코더(11)이다. 발광 다이오드(LED) 드라이버(12)는 송신될 신호를 LED(17)에 공급한다. 이 LED 드라이버(12)는 최고 8개 디바이스의 팬아웃(a fanout)을 가질 수 있으며, 예를 들면, 최고 2W의 합성 광 피크 파워를 생성한다. 광 채널(14)의 다른 쪽에는, LED(17)로부터의 신호를 수신하는 광다이오드(18)(또는 광다이오드 어레이)가 위치한다. 광다이오드(18)의 출력은, 예를 들면, 증폭기와 자동 이득 제어(AGC) 회로를 포함하는 수신기의 아날로그 프론트엔드(13)에 의해 처리된다. 바람직하게는, 이 아날로그 프론트엔드(13)는 높은 레벨의 주위 광이 존재할 경우에 래치업(latchup)을 방지하도록 설계되어야 하며, AGC 회로는 70dB을 초과하는 큰 동적 범위를 제공해야 한다. 다중 비트 처리의 복잡성을 피하기 위해 소프트 복조를 금지하면, 본 실시예의 프론트엔드(13)에 의해 제공된 진폭 제어된 아날로그 신호가 한계 장치(15)(비교기)에 인가되며, 이 장치(15)는 2진 값으로 표현된 연속 시간 출력 신호를 발생한다. 그리고 나서, 출력 신호는 디지탈 처리 유닛(16)에 의해 처리된다. 이것은 적어도, RPLH의 필드(52, 53)를 분석함으로써 캐리어 감지(캐리어 검파), 슬롯 타이밍 복구, 상대 및 절대 데이터 심볼 동기화와 같은 기능을 포함한다. RPLH의 제어 필드(59)로 전송된 정보에 따라, 디지탈 처리 유닛(16)은 또한 사용자 데이터 속도 및 데이터 블록 사이즈의 추출, 데이터 디코딩 및 채널 품질 추정을 제공할 수 있다. 수신기의 디지탈 처리 유닛(16)의 예가 제공되며, 도 6과 관련하여 설명된다.
도 6에 수신기의 디지탈 처리 유닛(16)의 실시예의 구체적 사항에 도시된다. 비교기(15)로부터 전문 프레임이 수신되면, 우선 슬롯 클럭이 가변 루프 이득을 갖는 1차 디지탈 위상 고정 루프(PLL)(60)에 의해 복구되며, 노이즈를 갖는 PPM 신호를 보다 잘 극복하기 위해 전처리된다. 위상 추정 및 후속하는 위상 조정은 한계 장치(15)에 의해 도출된 이진 값 신호를 슬롯 샘플러(61)에 의해 n(예를 들면, n=8)회 오버샘플링하는 것에 기초한다. PLL 루프 이득은 마스터 상태 머신(a master state machine;MSM)(63)에 의해 제어된다. MSM(63)의 동작이 도 7에 도시된다. 바람직하게는, 이득은 신속한 위상 획득을 성취하고 PLL(60)의 장애 상태 발생 확율을 감소시키기 위해 전문 수신 개시시에 높게 세트된다. 수신된 신호 위상을 추적하는 동안 로컬 클럭 위상을 놓치는 것을 방지하기 위해, 루프 이득은 본 실시예에 따라 캐리어 감지 회로에 의한 캐리어 및 전문 데이터의 수정 검출 후 낮은 값으로 변경된다. PLL(60)은 입력 신호의 상승 에지에 고정되며, 복구된 슬롯 클럭(예를 들면, 4㎒)는 슬롯 샘플러(61)에 대해 기준으로서 작용하도록 적당히 지연된다. 45°의 샘플링 클럭 위상 분해능이 성능을 저하시키지 않고 슬롯 샘플링하기에 충분하다. 회로의 나머지 부분들은 복구된 슬롯 클럭(예를 들면, 4㎒)으로 타이밍맞춰진다. 심볼 동기화는 두 단계로 성취된다. 이벤트의 순서는 도 7에 도시된 MSM(63)의 간략화된 상태도를 따른다. 캐리어 검파에 후속하여, 캐리어 감지 회로는 적당한 전문 패턴을 검색하며, 전문(52)의 유효 펄스 열이 발견되었을 때 MSM(63)에 통지한다. 다시 돌아가서, MSM(63)은, 특수 코딩된 동기화 워드의 제 1 슬롯에 대응하는, 전문 위상(전문 펄스의 위치)을 따라 정렬된 트리거 신호를 제공함으로써 동기 인식부(62)내의 심볼 동기화 회로를 인에이블시킨다. 이때부터, 동기 인식부(62)의 일부인 프레임 동기화 회로는 계속되는 32개의 심볼 프레임에서 발견되는 정보를 동기 인식부(62)내의 32비트 쉬프트 레지스터에 저장하며, 그의 출력은 상관기(본 실시예에서 동기화 워드는 32비트를 갖는 것으로 가정함)에 공급된다. 동기 인식부(62)의 보다 상세한 사항은 도 11에서 제공된다. 쉬프트 레지스터에 공급된 수신된 펄스 시퀀스가 수신기에게 이미 알려진 것과 동일한 것으로 밝혀지면, 절대 동기화가 성취되는데, 즉, MSM(63)은 PPM 인코딩된 데이터 블록의 바로 앞 고정된 길이의 제어 필드(59)의 시작이 발견되었음을 가정한다. 절대 동기화가 성취되었음을 나타내기 위하여, 동기화_플래그(sync_flag)가 동기 인식부(62)의 출력 라인(67)에 제공된다.
마찬가지로, 수신된 동기화 워드가 부분적으로 파괴되었을 지라도, 절대 동기화를 허용하는 알고리즘 및 적절한 동기화 워드(53)를 이용할 수도 있다. 이러한 동기화 워드의 한 예가 도 14에 제공되며, 적절한 수신기 하드웨어가 도 11에 예시된다. 예를 들어, 동기화 펄스가 기대될 수 있는 모든 심볼 프레임 기간에 대해 계산된 상관기(112) 결과가 특정 임계치 Ths(블록(113) 참조)를 초과한 경우, MSM(63)은 제어 필드(59)의 시작이 발견되었다고 가정할 수도 있다. 동기화 워드(53) 자체는 또한 이후 설명되는 바와 같이 추가의 정보를 포함할 수도 있다.
고정된 길이의 제어 필드(59)의 시작이 발견되면, 데이터/서브시스템 필드(51)의 시작을 또한 알 수 있다. 본 예에 따르면, 데이터/서브시스템 필드(51)가 PPM 코딩된 경우, 후속하는 심볼드 모두가 따라서 PPM 심볼로서 표현된다. 도 4b에 도시된 바와 같은 각 필드(54∼57)는 펄스 누산기(64)에서 프레임 단위로 누산(예를 들면, 16회)되며, 적절한 심볼 평가 회로(65)에 의해 산출된다. 제어 필드(59)에서 수신된 RR 정보에 따라 데이터/서브시스템 필드(51)에서의 데이터 검출을 위해 동일한 절차가 사용될 수 있다. 제어 필드(59)에 포함된 정보가 디코딩되고 전송되는 방법으로 다양한 방법을 생각할 수 있다. 이에 따라 수신기는 설계되어야 한다.
전체 데이터/서브시스템 필드(51)가 정확히 수신된 경우, 처리량 측정 회로를 증분시키는 트리거 신호가 발생될 수 있으며, 패킷 성공률 카운터가 리셋된다.
채널 품질 추정기(66)는 IR 채널(14)상의 에러율을 감독한다. 본 실시예에서, 디지탈 채널 품질 추정기(66)가 이용되는데, 그 이유는, 아날로그 회로 또는 패킷 성공률 측정에 의한 SNR 측정은 고가이거나 저속이어서 덜 적합하기 때문이다. 이와 같이 추정된 에러율로부터 장래의 데이터/서브시스템 필드(51)에 대한 권장 속도 축도 계수(RR*)가 결정될 수 있다. 송신 스테이션의 송신기의 신속한 피드백 응답을 위해, 송신 에러 카운팅은 데이터/서브시스템 필드 레벨에서가 아니라 PPM 심볼 레벨에서 행해질 수 있다. 모든 수신된 심볼을 개별적으로 관측함으로써 부정확한 PPM 심볼(즉, 프레임 당 0, 2, 3, … 펄스)이 카운팅됨은 분명하다. 그리고 나서, 관측된 심볼 에러의 비율 및 데이터/서브시스템 필드(51)에서 수신된 심볼의 총 수는 IR 채널(14)에 대한 순시 에러율의 척도로서 취급된다.
이하에서는 속도 협상(rate negotiation)을 위한 기법의 예가 제공된다. 본질적으로 에러가 없는 패킷 전송을 성취할 수 있는 최대 데이터 속도(에러있는 패킷이 매체 액세스 제어 프로토콜 레벨상에서 반복됨)는 짧은 시간내에 광범위하게 변화할 수 있다. 자신의 데이터 속도를 수정할 수 있는 스테이션들은 자신의 현재 적합한 데이터 속도를 상호교환해야할 필요가 있다. 반복적인 재전송을 방지하기 위해, 이러한 속도 정보의 교환은 에러 피드백 메시지내에서 행해질 수 있다.
제안된 속도 협상 방법에 따르면, 모든 스테이션은 RPLH의 대응하는 필드내에서 마지막으로 수신된 데이터 프레임에 기초하여 권장 속도 축도(RR*) 파라미터를 전송한다. 도 8에 속도 협상 절차가 요구-송신/클리어-송신(Request-To-Send/Clear-To-Send;RTS/CTS)을 사용하여 CSMA/CA(캐리어 감지 다중 액세스/충돌 회피) 프로토콜로 구현될 수 있다. 이 제안된 속도 협상은 다음과 같은 원리에 기초한다.
● 채널 품질이 L-PPM 심볼 총수가 128을 초과하는 데 대해 모든 수신된 데이터 및 제어 프레임에 기초하여 추정된다.
● 특히, 제어 프레임에 대한 데이터 속도가 손상된 CTS 프레임 또는 인식응답(acknowledgement;ACK) 프레임에 의해 야기되는 불필요한 재전송을 방지하도록 신중하게 수정된다. 재전송은, 충돌이 발생했을 때 및 채널 SNR(신호 대 노이즈 비)이 높을 때 적합하다. 저 채널 SNR의 경우에는, 반복 코딩(즉, RR을 증가)이 더욱 효율적이다.
● 강제적 ACK 프레임은 권장 속도 축도 심볼을 전송하기 위해 그리고 데이터 블록의 단 하나의 재전송이 필요함을 보장하기 위해 도입된다.
● 캐리어 감지 문제를 경감시키기 위해, 네트워크 할당 방법(IEEE 802.11의 방법과 유사)이 사용될 수도 있다. 예약 정보가 최고 가능한 리던던시와 함께 전송되어야 한다. 적응형 속도 전송 시스템의 경우, 제어 필드(59)에 포함되어 전송되는 속도 심볼(RR) 및 데이터 블록 사이즈(BS)에 의해 실제 채널 예약 시간이 계산되는 것이 바람직하다.
통신 셀(도 3 참조)내의 네트워크 초기화는 다음과 같이 발생한다. S1 능력을 갖는 한 스테이션은 모든 서브시스템에 대해 한정된 특수 제어 프레임을 전송함으로써 네트워크 동작개시를 초기화한다. 이것은 먼저 S1에 대해 발생하며, 그 후, 초기화중인 스테이션은 모든 다른 S1 스테이션들로부터 응답을 획득할 때까지 기다린다. 이러한 스테이션 초기화는 S2 및 S3에 대해서도 동일한 방법으로 계속된다. 완료시, 모든 다른 스테이션들은 선택된 채널 액세스 프로토콜에 따라 동일한 방법(제각기의 서브시스템에 대해 각각)을 진행한다. 마지막에, 모든 스테이션들은 자신의 리스트상의 모든 스테이션으로 자신의 표명된 접속 리스트를 전송한다. 이러한 방법에 의해 각각의 스테이션은, 초기의 채널 품질 정보를 포함하여 네트워크내의 모든 가능한 접속의 상태 맵을 획득한다. 이들 맵은 본 명세서에서 속도/연결성 상태 맵(rate/connectivity status maps)으로 불리워진다. 이러한 정보에 기초하여 통신 셀내의 은닉된 터미널이 식별될 수 있다. 더욱이, 네트워크 초기화동안, 수신 스테이션이 알아야할 중요한 정보를 전송할 수도 있다. 제어 필드(59)의 길이, 제어 필드(59)의 서브필드상의 세부 항목 등은 네트워크 초기화동안 정의될 수 있다.
사용자 정보 및 네트워크 제어를 위해, 몇몇 종류의 속도/연결성 테이블(RCT)(90∼92)이 모든 스테이션에 저장되어야 하며, 효과적인 방법으로 사용자에게 디스플레이되어야 한다. 이러한 속도/연결성 테이블의 정보는 또한 필요에 따라 애플리케이션 프로그램에도 이용가능하게 작성될 수 있다. 도 9에 도시된 예시적인 RCT(90∼92)는 속도/연결성 상태 맵으로 구성된다. RCT는 도 10에 예시된 바와 같이 사용자 정보, 네트워크 재구성, 및 중계기를 통한 대안적인 경로배정을 위해 사용될 수도 있다. 또한, RCT는, 초기의 데이터 속도가 공지되므로, 네트워크 처리량을 증가시키는 것을 돕는다. 어느 정도 시간이 흐른 후, 몇몇 S1 스테이션은 데이터 속도를 수정하였고, 몇몇 스테이션들은 물리적으로 이동되었으며, 또는 새로운 스테이션들은, 예를 들면, 네트워크에 합류하려고 시도할 것이므로, RCT가 리프레쉬될 필요가 있을 수도 있다. 후자의 경우에, 다른 초기화 절차가 실행되어야 한다.
스테이션 D에 대해 디스플레이된 사용자 네트워크 정보의 예가 도 10에 도시되며, 이것은 스테이션 D가 스테이션 B에 의해 수신될 수 없음, 즉, 스테이션 D가 스테이션 B에 대해 은닉된 터미널로 표시됨을 나타낸다. 본 실시예에서, 디스플레이(101)는 상황의 조정을 권장하는 대응 메시지를 나타내고 있다. 또한, 본 실시예의 디스플레이(100)는 스테이션 D와 스테이션 A간의 통신이 비교적 낮은 데이터 속도로 제한됨을 나타낸다. 도 10의 두 번째 디스플레이에 도시된 바와 같이, 이것은 1.6MB 파일 전송을 완료하는데 2분이 소요됨을 암시한다. 따라서, 스테이션A로 더 가까지 접근하라는 권장이 사용자 D에게 디스플레이된다.
고속 시스템에서 과도한 헤더 오버헤드는 다음과 같이 회피될 수 있다. 저속 전송을 이용하는 서브시스템에서 동작하는 스테이션(예를 들면, 페이저 기능(S4))은 훨씬 더 낮은 SNR을 요구하며, 따라서, 노이즈에 대해서 선택된 SN(SN=S1)보다 훨씬 더 높은 강건성(robustness)(최고 20∼30dB 이상)을 나타낸다. 반복 코딩 알고리즘 및 적절한 심볼 동기화 기법을 사용하여, 저속 전송에 충분한 강건성을 갖는 RPLH가 설계될 수 있다. 그러나, 이러한 헤더의 요구된 길이는 SN의 성능 및 다른 고속 서브시스템의 성능을 크게 감소시키게 된다. 증가된 길이의 동기화 워드와 함께 향상된 강건성을 획득하기 위해 사용된 이러한 헤더의 예가 도 14와 관련하여 설명된다.
구현의 복잡도(비용) 및 전송 효율에 대한 시스템의 강건성을 연구한 결과 이중 모드 RPLH 기법에 이르렀다. 소위 저속 축도 모드 RPLS(low-rate-reduction-mode RPLH;L-RPLH)는 SN 전송 모드에서 최고 8의 속도 축도(RR) 계수를 지원한다. 더욱 고가의 고속 축도 모드 RPLH(high-rate-reduction-mode RPLH;H-RPLH)는 64의 최대 RR을 갖는 SN 통신을 가능하게 한다. H-RPLH는 속도 감소 없이(즉, RR=1) 동작하는 SN 링크상에서 허용가능한 패킷 성공 확률을 유지하기 위해 요구되는 SNR 아래에서 20dB에 이르는 SNR에서 동작하는 서브시스템들을 지원한다. SN(S1) 및 고속(S2) 전송 모드에서 네트워크는 통상 L-RPLH를 사용하며, 저속 전송(S3) 및/또는 원격 제어 기능(S4)이 통신 셀내에 감지된 때에만 H-RPLH를 활성화시킨다. 이러한 방법을 이용하여 강인한 직접 캐리어 감지 회로가 H-RPLH 스테이션들내에서활성상태라고 가정하면, 헤더 자체가 정확히 디코딩될 수 없는 경우에도 곧 발생할 L-RPLH 트래픽이 H-RPLH 범위내의 모든 스테이션에게 통지될 수 있다. SN 스테이션들에 대한 네트워크 초기화 및 초기 채널 품질 추정은 H-RPLH 모드에서 수행된다.
높은 신뢰성(강건성)을 성취하기 위해, 수신 스테이션은 펄스 평균화 방법에 의해 수신된 전문의 주기적인 패턴을 분석함으로써 헤더 모드(L-RPLH 또는 H-RPLH)를 판정할 수 있다(이것은 본 발명에 따른 전문의 주요 용도가 아님을 유의해야 한다). 예를 들어, 수신된 전문 스트림을 16회 이상 평균화하면 SNR 이 0dB로 저하된 신뢰성 있는 모드 검출이 가능하게 된다(이 경우 데이터 필드(51)의 신뢰성 있는 검출을 위해서는 64의 RR이 요구된다). 예를 들어, 8개 슬롯 주기(두 개의 4-PPM 심볼의 길이)를 갖는 전문 펄스 열 10001000…이 사용되어, 헤더 모드가 H-RPLH임을 나타낼 수도 있고, 8개 슬롯 주기를 또한 갖는 전문 펄스 열 10000010…이 사용되어 헤더가 L-RPLH 모드임을 나타낼 수도 있다. 헤더 모드 검출을 위해 수신기측에서 사용된 것과 동일한 회로가 강인한 직접 캐리어 감지 검출을 위해서도 또한 사용될 수 있다.
프레임 동기화는 제어 필드(59)의 시작과 그에 뒤따르는(또는 반복 코딩된) 데이터/서브시스템 필드(51)의 시작을 판정하기 위해 필요하다. 이것은 또한 PPM 코딩된 전송이 사용된 경우 PPM 심볼 경계의 추정에 대한 기초이다. 이를 목적으로, 전문(52)(도 4a 참조) 바로 다음에 특수한 펄스 패턴(53)이 전송될 수 있다. 일반적인 해결책은 동기화 워드(53)를 유일하게 검출가능하게 하기 위해 불법적인PPM 심볼(예를 들면, 심볼 당 하나를 초과하는 펄스)을 사용하거나, 상관 회로에 의해 적절한 이진 시퀀스(원하는 상관 특성을 나타냄)를 검출하는 것이다. 그러나, H-RPLH 조건하에서 동작하는 단일의 동기화 워드(53)가 지나치게 길어서, 그만큼 긴 상관 회로를 요구하게 될 수도 있다. 또 다른 문제점은, 동기화 워드(53)가 IR 광원에 의해 부과되는 평균 파워 제약(듀티 사이클)에 따르고 수신된 DC 레벨에서의 연속성을 유지하도록 선택된 PPM 포맷내에 포함되어야 한다는 것이다.
듀티 사이클을 보존하고, DC 레벨 쉬프트를 피하고, H-RPLH 조건하에서 요구되는 상관기 길이를 감소시킬 수 있는 한가지 해결책이 이제부터 도 11을 참조하여 설명된다. 긴 단일의 동기화 워드(53)를 사용하지 않고, 두 개의 비교적 짧은 동기화 워드를 사용하여, 적절한 긴 동기화 워드를 구성할 수 있다. 첫 번째 동기화 워드는 대응하는 제 1 상관기(110)가 이상적으로, 즉, 노이즈가 없는, 두 번째 특정된 동기화 워드에 대응하는 출력을 생성할 수 있게 하는 방식으로 선택된 PPM 심볼 포맷내에 포함된다. 그리고 나서, 이러한 제 1 상관기(110)의 출력은 대응하는 제 2 상관기(112)에 대한 입력으로서 사용되는데, 제 2 상관기(112)는 심볼/프레임 동기화 정보를 제공하며, 이는 제한 동작부(113)에 인가되어 처리된 후 출력된다. 이러한 기법은 동기화 검출을 위한 하드웨어 비용을 현저히 감소시킨다. 또한, 이러한 기법은 이중 모드 헤더 전송 방법(L-RPLH 또는 H-RPLH)과 호환성이 있다.
이하에 설명되는 2단계 동기화 기법은 추가의 정보가 동기화 정보와 함께 전송될 수 있도록 확장될 수 있다. 예를 들어, 두 번째 동기화 워드는 4가지 상이한방법(즉, 예를 들면, B1={+1, +1, -1, +1, -1}, B2={-1, +1, -1, +1, +1}, B3={-1, -1, +1, -1, +1}, B4={+1, -1, +1, -1, -1,}으로 사용되며, 따라서, 두 개의 상이한 제 2 단계 상관기는 결과적으로 얻어지는 4개의 복합 동기화 시퀀스를 구별할 수 있다(여기서 우리는 두 번째 동기화 워드의 모든 버전이 상보형 버전을 갖는다고 가정한다). 제 1 상관기의 출력단에서 결과적으로 얻어진 4개의 시퀀스들은 우수한 자동상관 및 교차상관 특성을 가져야 한다. 이 기법은 동기화 정보와 함께 2비트의 정보를 더 전송할 수 있다. 마찬가지로, 이 기법은, 예를 들면, 추가의 정보 비트를 전송하도록 첫 번째 동기화 워드를 포함함으로써 일반화될 수 있다.
이하에서는, 낮은 SNR 에 대해 가능한 2단계 동기화 기법 및 심볼/프레임 동기화에 대해 보다 상세히 설명된다. 도 11은 낮은 SNR 의 경우에 프레임 및 심볼 동기화를 위한 앞서 언급된 2단계 상관 기법을 예시한다. 본 실시에에서, 제 1 상관기(110)는 이진 값으로 표시된 첫 번째 동기화 워드에 응답하도록 설계된다. 제 1 상관기(110)의 출력은 회로(111)에 의해 삼진 값(tenary valued)(+1, 0, -1)으로 표시되어, 제 2 상관기(112)에 입력된다. 제 2 상관기의 출력은 회로(113)에 의해 다시 이진 값(0, +1)으로 표시되어, PPM 시스템의 슬롯 클럭에 의해 제어되는 저장 요소(114)에 공급되는데, 출력단(67)의 동기_플래그 신호는 동기화 정보를 나타낸다.
본 발명에 따른 수신기의 다른 실시예 및 대응하는 상태도가 도 12 및 도 13에 도시된다. 이 수신기는 고속의(중간 내지 높은 SNR에서의) 캐리어 검출 기능및 강인한(낮은 SNR에서의) 캐리어 검출 기능을 제공하기에 바람직한 특성을 갖는다. 도 12에 도시된 바와 같이, 두 개의 한계 검출기(121, 124)가 있다. 한계 검출기(124)는 고속 캐리어 검출을 위한 것이고, 한계 검출기(121)는 강인한 헤더 검출(123) 및 데이터 검출(122)을 위한 것이다. 강인한 헤더 검출기(123)는 고속 캐리어 검출기(125)에 의해 제공되는 고속_캐리어_플래그(Fast_Carrer_flag) 신호를 표명할 목적으로 소위 캐리어 표명(carrier assertion)이라고 불리우는 기능 블록(126)에 전문_플래그(Preamble_flag) 신호를 제공한다. 이러한 고속_캐리어_플래그 신호가 중간 내지 우수한 SNR에서의 고속 캐리어 검출을 제공하는 동안, 전문_플래그 신호는 낮은 SNR 에서의 캐리어 검출을 위한 저속 신호를 제공한다. 이들 두 신호(고속_캐리어_플래그, 전문_플래그)는 함께 결합되어, 강인하고 고속의 캐리어 검출을 제공한다. 블록(126)은 이들 두 신호로부터 캐리어_플래그(Carrier_flag)(성공적인 캐리어 검출을 표시함) 신호를 발생한다. 전문_플래그 신호가 고속_캐리어_플래그 신호가 발생된 후 특정 시간내에 발생하지 않으면, 오류 경보(a false alarm)가 선언되고, 고속_캐리어_리셋(Fast_Carrier_reset) 신호에 의해 고속_캐리어_플래그( 및 캐리어_플래그)가 리셋된다.
강인한 헤더 검출기(123)는 헤더_플래그(Header_flag), 블록_사이즈(Block_size), 동기_플래그(Sync_flag), RR, L(모드) 및 제어 필드(59)내에 전송되는 필드들에 따라 도시되지 않은 수신기의 다른 기능으로의 다른 신호들을 제공한다.
강인한 헤더(50)내의 제어 필드(59)를 수신한 후 RR에 대한 지식이 채널 품질(SNR)을 표시하므로, 이 정보는 변조 방법에 대한 정보와 함께 데이터/서브시스템 필드(51)의 수신동안 비교기(121)의 한계 값(VTH2)을 최적의 값으로 조정하는데 사용될 수 있다. (블록(123)으로부터 블록(120)으로 N비트가 피드백된다.) 비교기(124)의 한계값(VTH1)은 최적의 고속 캐리어 검출을 위해 선택된다.
도 14에, 두 개의 짧은 동기화 워드로 구성되는 동기화 워드(시퀀스 1 및 시퀀스 2)가 예시된다. 이 도면은, 본 발명에 따른 PPM 송신기가 제 1 워드(S) 및 제 2 워드(B)로부터 긴 동기화 워드를 구성하는 방법을 나타낸다. 또한, 어떤 순서로 동기화 워드가 4-PPM 심볼 프레임내에 전송되는지가 도시된다. 두 개의 짧은 동기화 워드 및 이와 유사한 동기화 워드들로 구성된 이러한 긴 동기화 워드는, 전송 채널의 품질이 나쁠 때 사용하기에 적합하다. 따라서, 본 심볼/프레임 동기화 방법은 실행시 강인한 헤더의 설계를 인에이블시키기에 아주 적합하다. 동기화 워드의 일부만이 정확히 수신된 경우에도 정확한 동기화는 (상관 검출을 통해) 가능하다.
본 발명에 따르면, 사용자가 데이터/서브시스템 필드(51)에 의해 암호화된 데이터를 자유롭게 전송할 수 있지만, 참여중인 스테이션들중 임의 스테이션으로부터 수신되었을 때 모든 스테이션이 이해할 수 있도록 강인한 헤더(50)는 암호화되어서는 안된다. 이러한 본 발명의 개념은 데이터/서브시스템 필드(51)내에 전송되는 정보의 암호화를 허용하며, 이것은, 데이터/서브시스템 필드가 어떠해야 할지에관하여는 어떤 제한도 없기 때문이다.
그러나, 제어 필드(59)에, 목적지(수신 스테이션) 및 어떤 다른 스테이션들에게 후속하는 데이터/서브시스템 필드가 암호화된 형태(통상 이 암호화는 물리적 층 위에서 처리됨)로 전송될 것임을 표시하는데 사용될 수 있는 서브필드(액세스 우선순위 정보 또는 모드 필드에 대한 것과 유사함)를 포함하는 것도 가능하다.
보다 일반적으로, 모든 스테이션이 그의 존재(위치 및 길이를 포함함)를 알지만 그의 내용의 의미는 일부의 스테이션들에게만 알려지는 "포괄적인(generic)" 서브필드를 제어 필드(59)내에 지정할 수도 있다. 이러한 포괄적인 서브필드를 강인한 헤더(50)의 제어 필드(59)에 포함시키는 것은, 강인한 헤더 개념이 자신의 주된 의도를 손상시키지 않고 어느 정도 개별적인 자유도를 묵인함을 보여주는데, 즉, 강인한 헤더가 모두에 의해 그리고 특히 매우 나쁜 채널 상태하에서도 이해될 수 있음을 보여준다.
이하에서는, 본 발명의 다른 실시예들이 대략 설명된다.
1. 본 발명에 따른 하드웨어는, 예를 들면, 컴퓨터 카드내로 통합될 수도 있는데, 이것은 컴퓨터의 하우징내에 인스톨됨으로써 컴퓨터 버스에 접속될 수도 있고, 또는 상기 하우징에 제공된 슬롯(예를 들면, 퍼스널 컴퓨터 메모리 카드 국제 연합(a Personal Computer Memory Card International Association;PCMCIA) 형태로)에 플러깅될 수도 있다.
2. 마찬가지로, 본 발명의 송신기/수신기는 컴퓨터에 접속되는 별도의 하우징에 제공될 수도 있다.
3. 또한, 본 발명에 따른 송신기/수신기는 주변기기(예를 들면, 프린터)내에 통합될 수도 있다. 몇몇 경우에, 통상, 예를 들면, 프린터와 같은 주변 장치는 단지 데이터를 수신만 하므로, 표준 이하의 버전으로 충분하다. 통상 단지 제한 량의 정보만이 프린트 작업을 요구한 스테이션으로 피드백된다. 이 경우에, 강인한 물리적 층 헤더와 이 헤더의 제어 필드내의 몇몇 정보만을 전송하는 것으로 충분할 수 있다.
4. 본 발명의 기법은 또한 디지탈 신호 프로세서 또는 다른 특수 목적 하드웨어 기계상에서 실행하기 위한 마이크로코드 형태로 구현될 수 있다.

Claims (38)

  1. 송신 스테이션과, 제 1 변조 방법을 사용하여 변조된 데이터를 수신할 수 있는 제 1 수신 스테이션 및 제 2 변조 방법을 사용하여 변조된 데이터를 수신할 수 있는 제 2 수신 스테이션간에 무선 광 통신을 인에이블시키는 방법에 있어서,
    정의된(defined) 주기를 갖는 주기적 펄스 열을 형성하는 프레임, 프레임 당 슬롯의 수(L) 및 상기 수신 스테이션에게 공지된 프레임 내용을 포함하는 전문(a preamble)을 광학적으로 송신하는 단계와,
    수신된 상기 펄스 열에 기초하여 캐리어 검출을 수행하는 단계 － 상기 수신 스테이션들 각각은 상기 펄스 열의 주기를 산출하여 상대적인 동기를 획득하며, 상기 수신 스테이션들 각각은 자신의 클럭을 수신된 펄스 열의 슬롯의 위상으로 조정하고 상기 입력되는 펄스 열을 쉬프트 레지스터에 의해 클러킹함 － 와,
    상기 주기에 대해 정렬된 고유 동기화 워드를 송신하는 단계 － 상기 고유 동기화 워드는 상기 수신 스테이션에 공지되어 있음 － 와,
    각각의 수신 스테이션에 의해, 상기 동기화 워드의 인식 시에 상기 송신 스테이션과 절대 동기화를 성취하기 위하여 상기 쉬프트 레지스터내의 상기 펄스 열을 수신 스테이션에게 공지되어 있는 상기 고유 동기화 워드와 상관시키는 단계와,
    사전정의된 길이 및 구조의 제어 필드(59)내에, 데이터/서브시스템 필드(51)내의 데이터 전송을 위해 상기 제 1 또는 제 2 변조 방법중 어느 것이 사용될 것인지를 표시하여, 제각기의 변조 방법을 지원할 수 있는 모든 수신 스테이션들이 상기 데이터를 기다리도록 하는 단계
    를 포함하는 무선 광 통신 인에이블 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    수신 스테이션은 상이한 변조 방법을 지원할 수 있으며, 상기 제어 필드에 표시된 제각기의 변조 방법으로 스위칭하는 단계를 더 포함하는 무선 광 통신 인에이블 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 필드 또는 상기 데이터/서브시스템 필드는 상기 데이터의 어드레스 목록을 포함하는 무선 광 통신 인에이블 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전송을 위한 변조 방법으로서 펄스 위치 변조(pulse-position modulation;PPM)가 사용되는 무선 광 통신 인에이블 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어 필드는 수신 스테이션에게 상기 데이터/서브시스템 필드의 각 펄스 위치 변조(PPM) 심볼이 얼마나 자주 반복되는지를 표시하는 속도 축도(a rate reduction;RR) 필드를 포함하는 무선 광 통신 인에이블 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 필드는 통신을 위해 가장 적합한 데이터 속도를 협상하는데 사용되는 권장 속도 축도(RR*)의 전송을 위한 권장 속도 축도(RR*) 필드를 포함하는 무선 광 통신 인에이블 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 권장 속도 축도(RR*)는 송신 스테이션과 수신 스테이션들간의 통신중에 발생한 실제 에러율을 고려하여 사전정의된 규정에 기초해서 결정되는 무선 광 통신 인에이블 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 필드는 상기 데이터/서브시스템 필드에 의해 전송될 데이터 유닛의 수를 표시하는 블록 사이즈(a block size;BS) 필드를 포함하는 무선 광 통신 인에이블 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 필드는 상기 수신 스테이션에게 어느 변조 방법이 사용될지를 를 표시하는데 사용된 정보를 전송하는 모드 필드를 포함하는 무선 광 통신 인에이블 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 변조 방법은 4-슬롯 펄스 위치 변조(4-PPM), 16-슬롯 펄스 위치 변조(16-PPM) 또는 IrDA 표준에 정의된 변조 방법중 어느 것인 무선 광 통신 인에이블 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 필드는 수신 스테이션에게 상기 데이터가 상기 수신 스테이션에 의해 전송될 지의 여부를 알리는 정보를 포함하는 무선 광 통신 인에이블 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 필드는 어드레스되지 않거나 상기 제어 필드에 표시된 변조 기법을 지원할 수 없는 임의의 수신 스테이션이 상기 데이터의 전송중에 비활성 상태를 확실히 유지하기 위해 상기 임의의 수신 스테이션들로 하여금 상기 데이터 전송이 얼마나 걸릴지를 판정할 수 있게 하는 정보를 포함하는 무선 광 통신 인에이블 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    각각의 수신 스테이션에 의해, 손상된 광 통신에 의해 야기되는 잠재적 에러가 존재하는 경우에도 소정의 알고리즘을 사용하여 상기 동기화 워드를 인식하는 단계를 더 포함하는 무선 광 통신 인에이블 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 동기화 워드는 두 개의 동기화 워드로 구성되어 상기 수신 스테이션에서의 동기화 워드 인식이 두 단계로 나뉘어질 수 있는 무선 광 통신 인에이블 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    수신 스테이션 및/또는 송신 스테이션은 상기 데이터가 전송될 데이터 속도를 판정하는 무선 광 통신 인에이블 방법.
  16. 제 1 항에 있어서,
    수신 스테이션은 송신 스테이션과 수신 스테이션간의 통신 채널의 현재 품질을 고려하여 상기 데이터 전송에 사용될 권장 데이터 속도를 판정하며, 상기 권장 데이터 속도는 상기 제어 필드가 정확히 종료하여 상기 데이터/서브시스템 필드가 시작하는 때에 대한 지식에 기초하여 결정되는 무선 광 통신 인에이블 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 데이터 속도 및/또는 권장 데이터 속도 정보는 애플리케이션 프로그램 또는 최종 사용자에게 이용가능하게 작성되는 무선 광 통신 인에이블 방법.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 필드는 통신 셀내에서 적어도 두 개의 통신 서브셀(피코 셀)의 공존을 가능하게 하는 액세스 우선순위 정보를 포함하는 무선 광 통신 인에이블 방법.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 필드는 상기 데이터의 암호화를 지원하는 정보를 포함하는 무선 광 통신 인에이블 방법.
  20. 송신 스테이션과, 제 1 변조 방법을 사용하여 변조된 데이터를 수신할 수 있는 제 1 수신 스테이션 및 제 2 변조 방법을 사용하여 변조된 데이터를 수신할 수 있는 제 2 수신 스테이션간의 무선 광 통신용 다중 모드 패킷(multi-mode packet)에 있어서,
    전송될 데이터를 전송하는 펄스 위치 변조(PPM)된 데이터/서브시스템 필드와,
    모든 수신 스테이션들에 의해 디코딩될 수 있는 선행하는 강인한 물리적 층 헤더(a preceding robust physical layer header;RPLH)를 포함하되,
    상기 강인한 물리적 층 헤더(RPLH)는 ㉮ 정의된 주기를 갖는 주기적인 펄스 열을 형성하는 프레임과, 프레임 당 슬롯의 수와 상기 수신 스테이션에 공지된 프레임 내용을 갖는 전문과, ㉯ 상기 수신 스테이션에 공지된 고유 동기화 워드와, ㉰ 사전정의된 길이 및 구조를 갖고, 상기 데이터의 전송에 어느 변조 방법이 사용되었는지를 표시하는 모드 정보와, 상기 수신 스테이션에게 상기 데이터/서브시스템 필드의 각 펄스 위치 변조(PPM) 심볼이 얼마나 자주 반복되는지를 표시하는 속도 축도 필드(RR)를 포함하는 제어 필드를 포함하는
    무선 광 통신용 다중 모드 패킷.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 제어 필드 또는 상기 데이터/서브시스템 필드는 상기 데이터의 어드레스 목록을 포함하는 무선 광 통신용 다중 모드 패킷.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 제어 필드는 통신에 가장 적합한 데이터 속도를 협상하는데 이용되는 권장 속도 축도(RR*)의 전송을 위해 권장 속도 축도(RR*) 필드를 포함하는 무선 광 통신용 다중 모드 패킷.
  23. 제 20 항에 있어서,
    상기 제어 필드는 상기 데이터/서브시스템 필드에 의해 전송되는 데이터 유닛의 수를 표시하는 블록 사이즈(BS) 필드를 포함하는 무선 광 통신용 다중 모드 패킷.
  24. 제 20 항에 있어서,
    상기 제어 필드는 수신 스테이션에게 상기 데이터가 상기 수신 스테이션에 의해 전송될 지의 여부를 알리는 정보를 포함하는 무선 광 통신용 다중 모드 패킷.
  25. 제 20 항에 있어서,
    상기 제어 필드는 어드레스되지 않거나 상기 제어 필드에 표시된 변조 기법을 지원할 수 없는 임의의 수신 스테이션이 상기 데이터의 전송동안 비활성 상태를 확실히 유지하기 위해, 상기 임의의 수신 스테이션으로 하여금 상기 데이터의 전송이 얼마나 오래 걸릴지를 판정할 수 있게 하는 정보를 포함하는 무선 광 통신용 다중 모드 패킷.
  26. 제 20 항에 있어서,
    상기 제어 필드는 상기 데이터의 암호화를 지원하는 정보를 포함하는 무선 광 통신용 다중 모드 패킷.
  27. 제 1 변조 방법을 사용하여 변조된 데이터를 수신할 수 있는 제 1 수신 스테이션과, 제 2 변조 방법을 사용하여 변조된 데이터를 수신할 수 있는 제 2 수신 스테이션과의 무선 광 통신용 송신기―상기 통신은 모든 수신 스테이션들에 의해 디코딩될 수 있는 강인한 물리적 층 헤더(RPLH)를 사용하여 초기화됨―에 있어서,
    ① 정의된 주기를 갖는 주기적인 펄스 열을 형성하는 프레임과, 프레임 당 슬롯의 수와, 상기 수신 스테이션들에 공지된 프레임 내용을 갖는, 상기 강인한 물리적 층 헤더의 일부인 전문을 제공하는 헤더 발생기(a header generator)와,
    ② 상기 수신 스테이션들에 공지된, 상기 강인한 물리적 층 헤더의 일부인 고유 동기화 워드를 제공하는 수단과,
    ③ 고정된 길이와 공지된 구조를 갖고, 데이터 전송에 사용될 제각기의 변조 방법을 표시하는, 상기 강인한 물리적 층 헤더의 일부인 제어 필드를 제공하는 수단과,
    ④ 송신될 상기 데이터를 변조하는 수단과,
    ⑤ 상기 펄스 열과, 상기 펄스 열에 대해 정렬된 고유 동기화 워드와, 상기제어 필드 및 상기 변조된 데이터를 송신하는 수단
    을 포함하는 무선 광 통신용 송신기.
  28. 제 27 항에 있어서,
    송신될 상기 데이터를 위한 어드레스 목록을 제공하는 수단을 더 포함하며, 상기 어드레스 목록은 상기 제어 필드 또는 상기 데이터/서브시스템 필드내에 제공되는 무선 광 통신용 송신기.
  29. 제 27 항에 있어서,
    데이터 송신을 위해 사전에 수신된 권장 속도 축도(RR*)를 사용하여 데이터 필드(DSF)를 발생하는 수단을 더 포함하며, 상기 제어 필드에 의해, 통신에 가장 적합한 데이터 속도를 협상하는데 사용되는 자신의 권장 속도 축도(RR*)를 전송하는 무선 광 통신용 송신기.
  30. 제 27 항에 있어서,
    송신될 상기 데이터의 수 및 사이즈를 표시하는 수단을 더 포함하는 무선 광통신용 송신기.
  31. 제 27 항에 있어서,
    수신 스테이션에게 상기 데이터가 상기 수신 스테이션에 의해 송신될 지의 여부를 알리는 수단을 더 포함하는 무선 광 통신용 송신기.
  32. 송신 스테이션과의 다중 모드 통신 셀 내에서의 무선 광 통신을 위한 수신기 － 상기 송신 스테이션은 상기 다중 모드 통신 셀내의 모든 수신기에 의해 디코딩될 수 있는 강인한 물리적 층 헤더를 전송하며, ㉮ 정의된 주기를 갖는 주기적인 펄스 열을 형성하는 프레임과, 프레임 당 슬롯의 수와, 상기 수신기에게 공지된 프레임 내용을 갖는 전문과, ㉯ 상기 수신기에게 공지된 고유 동기화 워드와, ㉰ 고정된 길이와 공지된 구조를 갖고, 데이터 송신에 사용될 제각기의 변조 방법을 표시하는 제어 필드를 송신함 － 에 있어서,
    ① 상대적인 동기화를 획득하기 위하여, 프레임 당 슬롯의 수와 수신기에게 공지된 프레임 내용에 기초해서 상기 펄스 열의 주기를 판정하는 수단과,
    ② 상기 펄스 열에 기초하여 캐리어를 검출하는 수단과,
    ③ 상기 수신기의 클럭을 상기 수신된 펄스 열의 슬롯의 위상으로 조정하는 수단과,
    ④ 상기 고유 동기화 워드에 의해 정의된 길이를 갖는 쉬프트 레지스터에 의해 상기 수신된 펄스 열을 클러킹하는 수단과,
    ⑤ 상기 고유 동기화 워드의 인식 시에 상기 송신 스테이션과의 절대 동기화를 성취하기 위하여 상기 쉬프트 레지스터내의 상기 펄스 열을 수신기에게 공지된 상기 고유 동기화 워드와 상관시키는 수단과,
    ⑥ 상기 제어 필드로부터, 상기 수신기가 상기 데이터 전송에 사용될 제각기의 변조 방법을 지원할 수 있는지의 여부를 판정하는 수단과,
    ⑦ 상기 수신된 정보로부터, 상기 수신기가 상기 데이터의 올바른 수신자인지의 여부를 판정하는 수단과,
    ⑧ 상기 제어 필드의 종료 직후에 상기 데이터를 수신하도록 상기 수신기를 인에이블시키는 수단
    을 포함하는 무선 광 통신용 수신기.
  33. 제 32 항에 있어서,
    하나, 둘 또는 그 이상의 변조 방법들간을 스위칭하는 수단을 더 포함하는 무선 광 통신용 수신기.
  34. 제 32 항에 있어서,
    상기 절대 동기화를 성취하는 수단은 제 1 및 제 2 상관기를 포함하며, 이에 의해 두 개의 동기화 워드를 이용하여 발생된 동기화 워드가 두 단계로 인식될 수 있는 무선 광 통신용 수신기.
  35. 제 32 항에 있어서,
    채널 품질 추정으로부터 도출되고, 상기 데이터 송신에 가장 적합한 데이터 속도를 협상하는데 사용되는 권장 속도 축도(RR*)를 산출하는 수단을 더 포함하는 무선 광 통신용 수신기.
  36. 제 32 항에 있어서,
    상기 제어 필드에 의해 송신된 정보를 분석하여, 예상되는 상기 데이터의 수 및 사이즈를 판정하는 수단을 더 포함하는 무선 광 통신용 수신기.
  37. 제 32 항에 있어서,
    상기 수신된 정보가 재송신 요구를 표시할 경우 상기 데이터를 재송신하는 수단을 더 포함하는 무선 광 통신용 수신기.
  38. 제 27 항 내지 31 항중 어느 하나에 따른 적어도 하나의 송신기와 제 32 항 내지 37 항중 어느 하나에 따른 수신기를 포함하는 다중 모드 무선 광 통신 시스템.
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