TWI280007B - Transmission medium access procedure of multiple communication nodes over the electrical network - Google Patents

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1280007 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 〃如本說明書之標題中所陳述，本發明係關於—種通過電 氣網路之多重通信節點之傳送媒體存取程序。 本發明之該程序適合於使用該電氣網路作為共享媒體以 在其郎點之間通信的通信系統。 此程序之目的係實現一種供節點存取電氣網路的存取系 統，該等節點以高效、公平及對資源之最小消耗的方式遵 循該程序。 【先前技術】 在多數電信系統中’ 一媒體存取之程序需要以如此一方 式實施，即不同的節點使用該程序獲得公正與公平的存 取。由於不同系統必須共存並使用資料傳送的不同技術， 在該電氣網路之情況下該問題更為嚴重。藉由使用某些特 定之易於產生及债測的信號與-用於預約及釋放通道的程 序，本發明之該程序使該等問題得以解決。當一節點已藉 由該程序預約通道，該節點可使用在先前技術中熟知的ς 何資料傳送方法。 在說明過程中使用在先前技術中熟知的縮寫ofdm(正交 分頻多工）與耐(離散傅立葉轉換）。同樣，縮寫s〇t與e〇t 分別代表傳送之開始信號與傳送之結束信號。 在先前技術中存在多種方法可實施媒體存取之程序，例 如aloha協定、槽形AL0HA、具有衝突侦測的CSMA協定 (載波感測多重存取)或防止衝突的CSMA、符記傳遞協定及 94082.doc 1280007 許多其他程序。對隨機等待時間（避後時間）的使用也是已知 的機等待時-間隨丟失數目而增加），如出現在ANSI/IEEE 繼.11標準中的—個，可在第II部分： 無線區域網路媒體存取控制（MAC)與實體層(ρΗγ)規範” 中找到’但此共存模式具有作為其主要缺點的事實，即使 用者在發出預約請求之前必須知道要傳送之資訊的數量。 又呈現附加的缺點，即所有節點必須能夠解調該等預約 信號以便知道將要傳送多少資訊，這增加了該等信號的複 β °兒月於本文件中的本發明使用釋放信號解決該問 題，該等釋放信號由發射器與接收器傳送，以便通知該通 道可再次由其他使用者在任意時間預約。 關於啟動與釋放信號，標題為「〇職信號之同步」之姜 國專利第6U⑽號說明某些與本發明之程序所使用者類 似之信號，該等信號藉由與固定參考比較而用於⑽Μ信號 的时，由於該固定參考之緣故，基本信號之載波也具有 固疋值，該固定參考構成一與本發明之使用完全不同之使 在本！X月的転序中，該等信號用於谓測對其自身的接: 收，但根本不使用任何時間參考，此係由於接收時刻且有. 聰符號的不確定m不具有詩同步〇刪信 — 又為了改善頻率中選擇性通道的機能，也計 ^頻率的子範圍中的相位增量之和。另一不同係在接收中 使用各種限定值來仙HtE(如果在各種連 =值）:這與實施時間關聯類似。㈣的持續時 受數，以藉由利用古女0主P弓 σ t間關h來改善偵測之可能性。 94082.doc !28〇〇〇7 在本發明的程序中，資訊在信號中傳送，此係由於可在 兩個類型（即SQT與Ε0Τ)之間進行區別，藉由以一不同方式 父替基本信號的符號，讓該兩個類型可能由更多類型組 成。在該專利中也對DFT的輸出實施相位位移，該相位位 移對同步係必要的，但本發明的程序不使用。 本發明之程序也使用數位頻帶轉換，其提供該程序較大 的靈活性，此係由於信號的對稱性可以在通道内維持也可 不維持。 【發明内容】 ;、、、了實現4 4目的及避免上面小節敘述之缺點，本發明 ^電氣網路上之多重通信節點之傳送媒體存取程序（該 程序包含使用該電器網路作為一通信通道的不同系統間之 、乜）對该媒體的存取協定及某些用於實施該協定的信 'υ、、且成。此協定之特徵為使用兩個不同信號（共存信號）；一 係傳送之開始（S〇T)，另一個係傳送之結束（EOT)，以便 刀別預約及釋放通道，而所有出現在該網路中之系統都能 句偵測到该等兩個信號。此外，當一節點希望存取通道，丨 其等2該通道的釋放，然後其開始一競爭週期，在該週期 ㈢/玲點在傳送一 S〇T以預約該通道之前等待一隨機時間 里或如果該節點在其等待時間過期之前偵測到一 s〇T， 點終止預約。當一節點使用一s〇T預約了該通道，該 P站/、有一最大時間量用於傳送資訊，傳送資訊後該節點 必須傳送一 EOT。 在本發明的該程序中，一節點在下列情況下認為通道已 94082.doc 1280007 =:當接收到一E0T信號時，或當自用於預約該通道 來過去的時間量或初始化該節點的時刻比預定的 取大打間量（稱為通道佔用時間）更大時。 當通道釋放，該節點在傳送一s〇T前在一最小值與一最 大值m隨機地選擇等待時間，該最小值與最大值依賴於 要傳达的資料的優先權、該通道的擁擠及該節點上次對該 通道的使用。 如果-節點f試傳送資訊並當在選定的特時間内接收 到一SOT時輸掉該競爭，後面緊接著的選定週期的該等待 ¥間將不疋&機的，而是將係前面緊接著的競爭之等待時 間的剩餘時間。 為了使該通道的預約對發射器與接收器可見的節點有 效’通信中涉及的該等兩節點在該發射器節點預先預約的 通道中傳送通道預約與釋放信號，即SOT與EOT。 此外，為了防止由於偵測到可能的錯誤釋放信號而導致 通#中的中斷，當已經預約通道，對在從發射器到接收器 及k接收器到發射器的資料與資料確認之通信週期期間接， 收到的釋放信號EOT執行過據。 另外，競爭中的該隨機等待值係從類比至數位轉換器的 一或多個位元獲得，以便獲得一依賴於通道中信號的雜訊 之完全隨機之數值。 當使用一 SOT預約了通道，節點傳送一傳送訊框請求 (RTS)至目的地節點。 當目的地節點接收到一傳送訊框請求（RTS)，假如由於該 94082.doc 1280007 傳达請求（RTS)之接收，該通道沒有被預先預約，該節點傳 送一控制訊框y接受該傳送（CTS)。 在RTS交叉的情況下，也即一節點從另一節點接收到一傳 运訊框請求（RTS)，而前者此前在已預約了該通道時先向後 者傳送過一 RTS，如果前者的MAC位址小於該目的地節點 的MAC位址，前者將傳送一控制訊框以接受該傳送（cts)。 在任何狀況下，如果一節點從其向之傳送過一 RTS的節點 接收到CTS，前者將傳送料訊框。料，當—節點從 其向之傳送過一 CTS的節點接收到一資料訊框時，前者為 該接收到的資料傳送-確認訊框及—咖，完成該通信。 預約通道後在與接收器的通信中偵測到錯誤的情況下， 也即，與之通信的節點不應答或不接受傳送，傳送節點中 接下來的競爭之最大等待數值增加。 在通道的預約及與接收器的通信無錯誤地完成之情況 下，最大等待數值調整為其在發射器節點中最初的值。 當通信結束，使用一釋放信號釋放通道。當發射器節點 從其在完成通道之預約後向之傳送資料的節點接收到一確: 認訊框時’該發射器節點傳送該通道之—釋放信號e〇t， 或發射器節點在預先計算出的特定時刻傳送該料之一釋 放信號EOT，以便發射器與接收器節點的通道之釋放信號 與一預先設定之特定時間視窗一致。 通遏預約信號SOT由重複同一基本信號n次組成，而Ε〇τ 釋放信號由重複同-基本信號η次組成，但在每一重複中交 替該等符號。以類似的方式，使用基本信號的不同重複圖 94082.doc -10- 128〇〇〇7 )與（++—)等，以便在需要時有多於兩 案產生其他信號如（+__ 個的共存信號J用。 為了在接收中改善信號的 <貞測，基本信號由-OFDM j古號 組成’該㈣Μ信號的頻率載波設定為—隨機值（如果^ 頻率用於傳送資料）或零。 、 如果兩個或更多節點使料㈣頻率範圍，其可以同時 存取傳^:媒體，此係由於其中—個節點的預約信號將不會 被其他節點偵測到。 以此方式，SOT與E0T信號之该測由下列動作組成：在接 收到的信號上實施連續的DFT，計算一 DFT與其前一請之 間的載波相位差，將佔用接收器節點所使用的頻率的載波 中的所有相位差相力σ，如果該和低於U值，則憤測到 S0T ’或如果該和高於另一限定值，則偵測到一如丁。 X為了最佳化該制，該和由接收器所使用的頻帶E内的頻 率子乾圍產生的相位差形成’使用—個子範圍内的偵測即 足以偵測到信號。 為了取大化偵測的可能性，各種不同限定值用於每一信丨 唬，而且該等限定值必須在連續相位差的各種和期間給 出，以便读測信號’伯測一個限定值就足以偵測信號。此 與實施時間關聯類似。 匕外 升咼的餘弦視窗在時間上與基本信號的第一個 與第一個樣本相乘，而在接收中該等進入DFT的樣本與一 hanning(漢寧）視窗或類似物相乘。 為了增加系統的靈活性，在傳送與接收中對基本信號實 94082.doc !28〇〇〇7 施一頻率轉換。 用於通道之預約的相同信號SOT也用於其他裝置如自動 曰凰控制（AGC)機能。當在自動增益控制機能中使用 此付#u ’系、統能夠改變信號的振幅而不影響符號的偵測之 可能性’此係由於僅將相位資訊用於s〇T之偵測。 ;本么月之轾序，可在所有希望存取該共享媒體的單 :中實現-公平的共存’使得當預約請求之間沒有衝突時 只現取大存取速度。而且，由於EOT釋放信號之使用，故 在貝軛通道之預約時，發射器無需預先知道其將要傳送多 v資汛另外’也無需所有節點使用同一調變技術來傳送 資料’因而藉由應用本發明之程序，允許不同技術共存。 實現該等信號的方式也係有利的，此係由於鑒於該方式， 利用對同-基本信號的重複與藉由多重限定值的偵測，可 以在雜訊很高或具有低信號對雜訊比（SNR)的環境中正確 地執行預約及釋放信號的偵測。 以下’為了協助更好地理解本說明書及形成其_整體部 刀’包含-些圖式’在該等圖式中以—說明性而非限制的: 方式表示本發明之目的。 【實施方式】 下面給出的係本發明的一範例之說明，其中引用該等圖 式中採用的編號。 在本發明m例具體實施例中，該共享媒體係電氣網 路，系統的所有該等節點連接至該電氣網路。其中在每一 節點中也存在一組塊（1)，該組塊（1)負責共享該媒體並實施 94082.doc -12- 1280007 競爭，該組塊⑴必須遵循與本發明所述相同的程序。 此可在圖1 t看到，其中節點A、B、c、d、E、F、 與I連:至低電遵電氣網路的同一區段並位於電氣鐵:、: 一中笔壓至低電壓變壓器（2)後面。 該圖中所示之該等節點之每一節點都具有_組塊⑴，該 組塊（1)實施本發明之程序以實現對該媒體之適當存取。/ 簡要而言，當-節點教傳送資料，其傳送—指令至 其競爭組塊⑴。該指令十所述為該節點希望傳送的訊:的 優先權，在本發明的此範例中將此優先權限制在〇與^之 間，其+〇指示最大優先權’而7係最小優先權。如將要說 明，本發明提供對傳送之開始（S0T)的一信號及用於傳送1 結束（EOT)的另一信號之傳送，因此無需指示要傳送的封包 的大小，此係由於因該等信號，無需封包大小的資訊即2 以有效實施預約。 當由於節點的競爭組塊接收到一 E0T或由於經過的時間 里大於一疋義為「通道最大佔用時間」（該時間係一節點可 以在通道進行傳送的最大時間，之後強制該節點傳一 £〇以 的特定數值而未接收到一 SOT而使通道空閒，通道競爭將 開始。 、 在該時刻，競爭組塊在由優先權決定的最小值與最大值 之間選擇一隨機值。在具體實施例的該範例中，選擇1與 2n-l之間的一隨機值，其中η係依據該優先權並依賴於所作 重新傳送之數目的一數值。該數值「η」限制在每一優先權 的最小值與最大值之間，最初將其設定為其最小值以保< 94082.doc -13- 1280007 當沒有與其他 預約請求產生衝突時通道競爭將持續最小可 ”體貝施例中，該數值「n」依照優先權而 實施本發明$ # & 壬序’該優先權根據所有節點都知道的一表 ° 在一體汽施例的此範例中，該表格與下面類似：

在具體貫施例的此範例中，使初始值等於最小值係為了 在沒有與其他節點的衝突時，最佳化對通道的存取之程 序而限制最大值係為了防止節點或連接的斷開導致節點 等待過長時間。 〜 為了在此範例中使競爭組塊⑴獲得一真正的隨機值而 不是偽隨機的，使用—位移暫存ϋ獲得該值，該位移暫存 器取得類比至數位轉換器的最後位元，該位元係最依賴線 路：：訊的一位元。在-實施方案中，-獲得最大數值2Μ 的間早方法由選擇該位移暫存器的「η」個位元組成。 該競爭組塊將特-定時間，該時間等於獲取的隨機數 值乘以-時間視窗，在本發明的該範例巾該時間等於一通 道預約信號浙的樣本中的大小。在該時間週期期間，如 果競筆組塊未接收到任何S0T，其將認為其已經臝得該競 爭並傳送-SOT。另一方面，如果其接收到，，其將認 為其已經輸掉該競爭並在剩餘的等待時間中記住。 94082.doc -14- 1280007 如果稍後使用同一優先權進行一新的競爭，將使用該等 待時間的剩餘數值而不是取得一隨機數值。以此方式，使 用在等待時間接收到的S0T的同一優先權的傳送嘗試越 多’通道之存取的可能性越大。 有必要在接收與傳送中都預約通道，以防止現有傳送與 將要進行的通信衝突。為了實現上述設想，發射器與接收 器都將傳送通道預約及釋放信號。當發射器與接收器之間 的通k開始’為了防止來自通道的雜訊產生Εοτ的錯誤偵 測，將該等釋放信號過濾掉，阻止其到達競爭組塊。 有可能如此，即雖然發射器節點已經赢得競爭，但由於 接收節點偵測到另一通信或由於該接收器節點不活動， 該接收器節點無法應答。為此，在使用一 SOT信號預約通 道後，實施一傳送請求與接受程序。該S〇T信號也用於在 接收中貝％自動增盈控制（AGC)。藉由在資料傳送程序之外 進仃此工作，可以變更信號的振幅而不影響所傳送資料的 偵測可能性。 發射器節點將傳送一傳送訊框請求（RTS)至接收器，在後丨 者能夠進行通信之情況下，後者將隨後傳送一接受訊框 (CTS)至發射器。當通信得到確認，發射器將開始傳送資 料’然後接收器節點將傳送該資料的一確認訊框。 圖3顯不一無失敗的傳送請求與接受程序。在開始（標記 為（3))，通迢係空閒的，此係由於Ε〇τ之接收或因為超過通 這取大佔用時間而未接收到一 s〇T。在該時刻，節點A正在 等待傳送資訊至節點B，為此，節點A依據優先權與使用該 94082.doc -15- 1280007 優先權的封包重新傳送隨機地選取—等待時間⑷，如前所 述。當超過料時間而未接㈣任何預約信號，節點A先傳 i SOT 號（5)至即點B，然後傳送一傳送訊框請求 (6)(RTS)至節點B。節點B接收到該請求⑺並接受該請求 ()並傳it S0T(5) ’以保持通道預約及_間隔以傳送該 傳送（7)(CTS)的訊框至節點a。當節點a接收到接受 (CTS)(7) ’其㈣送另—s〇T(5)，然後傳送資料訊框⑻， 然後，當接收到該資料時，節點B先傳送另一 s〇t(5)，然後 傳ϋ確Μ汛框（9)。最後，節點人與B同時傳送一 EOT釋放信 號（10)，以便龙許可接收到該信號之節點的新的通信。 在一利用SOT之特性的具體實施例中，當一節點啟動任 何訊框類型之傳送時，其首先傳送該信號，在其基礎上對 接收中的增益執行一自動調整以便補償由通道在傳送的訊 框上產生的衰減。 當一節點預約了通道並傳送一 RTS，而接收器節點傳送一 CTS時，該等兩節點都將過濾掉釋放信號Ε〇τ，以防止該等 信號的錯誤偵測中斷現在已經建立的通信。當該等兩節點丨 藉由傳送一EOT釋放通道或當通信中發生錯誤時，對Ε〇τ 的過濾將再一次變為停用。 使用RTS/CTS協定來請求及確認傳送係完全可選的，而 且當使用W述的共存信號完成預約時可使用另一類型的協 疋或根本不使用任何協定。另外，可以使用網路的一些節 點所能理解的任何種類的調變方法調變資料與RTS& CTS 訊框’此係獨立於前述之共存信號的使用。 94082.doc -16- 1280007 存在一特殊情況，其中當兩節點要在其間傳送資訊時， 其競爭並臝得一通道。在此情況下，rts將在通道中交又， 如果正確接收該等RTS，其將產生兩個CTS及多重衝突。為 了防止此情況，以及如果RTS信號交叉，僅接收到rts且其 MAC位址（媒體存取位址）小於目的地MAC位址的節點將傳 送 CTS 〇 邊特殊情況如圖4所示。在此情況中，節點A與B的傳送 請求（6a)與（6b)交叉。在時刻（11)，RTS(6b)自節點B到達節 點A ’而在時刻（12)，RTS(6a)自節點A到達節點B。兩者都 嘗試存取通道並等待來自另一節點的CTS(7)，因此其檢查 其MAC位址，由於節點a的位址小於節點b的位址，節點A 傳送一 CTS ’而其預約被忽略。節點b接收到該CTS，並繼 續其正常傳送，傳送SOT信號（5)及資料（8)。 如果在通信中偵測到一錯誤而且不可能進行通道預約之 後的通信，也即，當接收器不使用CTS回應RTS時，發射器 圮住已輸掉該競爭並增加「n」的數值以計算該優先權的下 一等待時間。「n」的該數值由依據該優先權的最大值而限丨 制這可在圖2中看到，其中每一攔顯示可為一固定優先權 選擇的最大等待時間。可以核對該最大數值，其依據存取 通返所必需的重新傳送的數目以指數方式增加。 當通信正確完成，如果該通信的該優先權的「η」值不是 其初始值，也即在前面情形中的通信中發生錯誤，「η」的 數值將還原為其初始值，該初始值也依賴於優先權。

士 $面所知1及’發射器與接收器都必須傳送SOT與EOT 94082.doc -17· 1280007 偽號。SOT信號在尺以、cTS、資料及確認訊框之前傳送， 而對於ΕΟΤ^唬存在兩種可能：接收器在確認訊框之後傳 送EOT信號’而發射器在接收到確認訊框時傳送Εοτ信號； 或者在通信的兩端都預先計算出一特定時刻，以便同時傳 送该#號。該第二種方法較佳，此係由於對於僅能接收來 自發射1§的信號的節點與僅能接收來自接收器的信號的節 點’通道之釋放可以是同時的。 如前所述’為了實施該媒體存取程序，需要兩個信號以 預約（SOT 5)與釋放（E0T 1〇)通道。該等信號必須具有某些 特性以用於該電氣網路中，其中可以提及在頻率選擇性通 逼中短持續時間内的高敏感度、易於產生及偵測對出現在 該電氣網路中的雜訊之抵抗性。 為此’該SOT(5)與EOT(IO)信號定義為開始於重複κ次之 基本h號（13)’如圖5中的範例所示。依據每一重複中使用 的符號，產生SOT(5)或EOT(IO)。SOT(5)對應於使用同一符 號的信號的K次重複，而EOT(IO)也對應於K次重複但在每 次重複中交替該符號，也即，先按原樣傳送基本信號，然: 後將基本信號反轉再傳送一次，依次類推，直到完成K次重, 複。 依此方式，該等信號可以即時產生開始於包含基本信號 的該等樣本的一記憶體，該記憶體被讀取K次以產生該等信 號。該圖5顯示開始於一基本信號的該等信號之產生的範 例，其中K選擇的值係6。 該程序也允許在基本信號之重複令使用其他符號圖案的 94082.doc -18- 1280007 更夕“號之傳送。例如，在有必要&八夕 之實施方案中，一此0牵了有义要“多於兩個之使用者 二圖案可以疋（++--)或（++++)。 重複的數目以允許在信號的持續時間細可 -性之間的-折衷。換言之，重複的 =號的持續時間力-，敏感度增加3 — =更大的持續時間為代價，其意味著實施協^花費更長 二也可如0職信號在頻㈣產生。此具有的益處 此夠精確地決定S〇T與E〇T信號所佔用的頻率。為了產生 土本U在不希望使用的頻率中，載波可^定為零，而 在其他頻率中載波可設定為隨機值。該隨機值__般將由一 值定振幅與一隨機相位組成’以便所有使用的載波具有相 同功率、。由此’ SOT與EOT信號僅在系統用於傳送資料的頻 率中傳运。這代表巨大的益處’此係由於一節點將僅在立 :望使用的頻率中預約通道，由此，兩個使用非重_ 範圍的節點由於藉由頻率分割而共享媒體因而可以同時傳 送^從而使通道之使用最大化。如果頻率範圍完全或部分： 重疊，該等節點將偵測預約及釋放信號，而對媒體之存取 將依據本發明中所述之程序藉由時間分财式執行。 為了更快速地減小信號的旁波瓣，基本信號在時間上與 升尚的餘弦視窗相乘。由此，減小了信號的頻帶外輻射， 亚消除了對具有不同頻率範圍之節點間的信號的㈣，因 =可以同時存取媒體’此係由於如果兩個系統使用的頻率 沒有足夠間隔，可能由於旁波瓣而發生s〇T與Ε〇τ的錯誤偵 94082.doc -19- 1280007 測=是由於該等節點使用不同的頻率範圍，每—節點應 。k不月“貞到该等其他信號。藉由使用該視窗，減小 了用於不偵測到使用不同頻率範圍的節點間的通道預約及 釋放信號的最小間隔。 為了在接收中铺測信號，在接收到的信號上計算連續的 為了 #异4等DFT並不需要發射器與接收器之間的同 步二此係由於程序在哪一時刻開始並不重要。此可在圖7 中硐楚看到’纟中顯不接收到的信號及由執行的開 窗。此開窗明顯地與傳送中所進行的不一致，但由於每一 DFT在同-信薄上執行而且該同一信號是否確切等於原始 基本信號並不重要（因為债測器在一信號與下一信號之間 進行比較），使信號的特性得以保持。圖6顯示一接收器的 :方塊圖，其中包含一DTF組塊(14)。之後，在每一載波中 精由組塊（15)計算相位，該相位被從儲存在一記憶體 中之前-符號中的相位中減去(16)。然後計算該等相位差的 、、、巴對數值’並將该等絕對數值加（丨8)起來以便隨後與一限定 值（20)比較（19)。如果傳送一 s〇T，由於在同一信號上計算： DTF該等相位差將接近$，因&當相位差之和低於該限定 值時將偵測到該信號。在Ε〇τ的情況下發生相反的事情， 該等相位差將係大約180。，而當相位之和高於該限定值時 將偵測到該信號。為了實現系統正確的機能，基本信號重 複之數目需要大於或等於3,此係由於以此方式可以確定在 接收裔視窗的同一信號上將總是有兩個DFT被獨立地執 行。當偵測益工作於從通道中接收到的雜訊上，該等相位 94082.doc -20- 1280007 差均勾分佈在〇。與〗80。之間的間隔令， …批、, 的皮:ίσ Η士 甘从田 ®執行對该寺差 " 寸’，、、$果依據中央極限定理係_ ^ 斯八你Θ女 ΛΑ〇 务、向斯分佈，該高 4刀佈具有一 9〇0之平均值與一 ^ ^ ^ ., r 相加的相位之數目越 夕 4方差越小0決定該等限定僧以田， ^ β n 手哏疋值以取小化錯誤偵測之可 月匕性及最大化敏感度。在此整個 ^ ^ ^ ^ ^ 序中僅處理對應於接 收rm所使用頻率的載波。 為了改進制器在頻率選擇性通道中的機能，可以將從 卿退出的載波依據其在頻率中的位置分成子群，且可以 在該等子群之每-子群中實施相位之求和。僅該等子群中 的-個子群中的信號之债測即足夠，因為其對應於此情 況，即僅接收具有高於雜訊之足夠位準的頻率。 另-可能的改進係在相位差的求和之間實施時間關聯。 假設按各種連續時間傳送基本信號，#在接收器中執行 DFT時，相位之和將在各種連續符號期間滿足㈣條件。 在其他情況中，將達不到限定值，但將觀察到相位之和在 各種連續符號期間接近該限定值。可以使用此事實以選擇 一第二限定值，其在S0T情況下大一點，而對Ε〇τ小一點，： 如果該第二限定值在兩個連續符號中達到，其將偵測到信 號。類似地，可以使用三個連續符號作同樣的事，等等。 在圖8中可以觀察到該機能，該圖顯示各種連續符號期間 的相位求和之結果。可以看到四條直線（23、24)表示該等限 定值，較低的兩條（23)係用於SOT，而較高的兩條（24)係用 於EOT。可以看到，相位和最初具有一中間值位於該等限 疋值之間’其表示兩個信號都沒有被接收到，但落在符號 94082.doc -21- 1280007 10與15之間，此表示接收到一SOT，其在此情況中將用兩 個限定值偵測到。之後，在符號30與35之間偵測到一對應 於EOT的上升。在此情況中，其僅使用第二個限定值该測 到，此係由於在兩個連續符號期間相位之和保持在該第二 個限定值之上。 在接收中，進入DFT的樣本與一 hanning或類似類型之視 窗相乘，如此使S0T與EOT的錯誤偵測之可能性相等。這藉 由圖6中的視窗組塊（22)表示。 在傳送與接收中，執行一數位頻帶轉換，在接收器的情 况中藉由組塊（21)表示。此給予系統更大的靈活性，因為其 允許信號位於任何頻率範圍内。另—益處係可以維持信號 的對稱f±並遵循该頻帶轉換或不維持信號的對稱性。在第 種I*月況下，使用頻帶轉換的系統與工作於基頻中的系統 可以偵測到信號，而如果對稱性沒有得以維持，將僅有在 :收中實施頻帶轉換的系統可以偵測到該等信?虎，同樣， 田^等H在基頻巾傳送時，將僅有在基頻巾接收的節點 可以偵測到該等信號。由此，使用頻帶轉換的系統與不使: 用颌V轉換的系統藉由本發明之程序可以共享通道，或可， 以作為兩個獨立的群組運作。 _斤看到的，在每一載波中接收器沒有使用振幅資訊， =允斗在接收ϋ中進行增益調整時接收信號。該等調整將 影響載^的振幅，但不影響其相位。必須如此執行接收器 ^大的°又计，即傳送功能的相位在不同增益之間不改 94082.doc -22- 1280007 【圖式簡單說明】 圖1 ”、、員不襄貝範例，其中該等節點連接至低電壓電氣網 路的不同區段並具有彼此可見性。 圖2顯示一具有依據必要的重新傳送數目的最大等待週 期之圖。 圖3顯示一資料傳送的典型情況，該資料傳送之後，節點 Α κ知隨機等待並執行RTS/CTS傳送。 S 4顯示特殊情況，其中來自兩個節點的兩個傳送請求彼 此父又’圖中顯示解決此問題的方法。 圖5顯示通道之開始於一特定基本信號的預約（s〇t)與釋 放（EOT)信號的一具體實施例。 圖6顯示對共存所需要的信號之偵測的接收中的一方塊 圖。 圖7顯示藉由圖6所示的圖接收到的符號的開窗。 圖8圖形化地顯示接收到的信號之相位之和的形狀及共 存信號的偵測限定值的位置。 【主要元件符號說明】 1 競爭組塊 2 中電壓至低電壓變壓器 3 開始時刻 4 等待時間 5 s〇T信號 6 傳送訊框之請求（RTS)

7 CTS 94082.doc μ 貧料訊框 確認訝框 釋放信號（EOT) DFT組塊 計算相位之組塊 差 記憶體 求和 比較 限定值. 執行數位頻帶轉換之組塊 視窗組塊 直線 直線 節點 節點 節點 節點 節點 節點 節點 節點 節點 -24-

Claims (1)

1. a&in --- 年月日修(更)正替換頁 12 8 17696號專利申請案 申請專利範圍替換本(95年11月） 十、申請專利範圍： 1 · 種通過電氣網路之多重通信節點之傳送媒體存取程 序，其包含將該電氣網路用作通信通道之不同系統之間 的通佗，一對該媒體之存取協定及一些用於實施該協定 之信號，其特徵為： -使用兩個不同信號；一個為一傳送之開始（S〇t)(5)， 另一個為一傳送之結束（EOT)(1〇)，以便分別預約及 釋放該通道，並且所有出現在該網路中的該等系統能 夠偵測到該等兩個信號； "當一節點希望存取該通道時，其等待該通道（3)的釋 放’然後建立一競爭週期（4)，在該競爭週期期間該節 點在下面兩個動作之間選擇性地實施一個：在傳送一 傳送之開始（SOT)信號（5)以預約該通道之前，等待一 隨機時間長度；及如果在其等待時間（4)過期之前，其 偵測到一傳送之開始（SOT)信號（5)，就終止執行一預 約；及 - 當一節點使用一傳送之開始（SOT)信號（5)預約了該通 道’即會建立一時間之最大數量以傳送資訊，傳送資 訊之後，傳送一傳送之結束（EOT)信號（10)。 2.如申請專利範圍第1項之通過電氣網路之多重通信節點 之傳送媒體存取程序，其特徵為：當一節點接收到一傳 送之結束（EOT)信號（1〇)時，該節點認為該通道（3)已釋 放。 3·如申請專利範圍第1項之通過電氣網路之多重通信節點 94082-951127.doc 1280007 之傳送媒體存取程序，其特徵為：—節點在下列兩種情 況下認為通道⑺已經釋放：當自一用於預約該通道的傳 k之開始（SOT)#號（5)以來經過的㈣大於該通道之一 預定的最大伯用時間時，或當自該節點之初始化的時刻 以來經過的時間大於該通道的該最大佔用時間並且未接 收到傳送之開始（S〇T)信號（5)時。 4. 如申請專利範圍第!項之通過電氣網路 之傳送媒體存取程序，盆特Μ…… 即點 ^ 共符斂為· 一節點在傳送一傳送 之開始（S0TM吕號（5)之前的該等待時間⑷係隨機地在一 最小值與—最大值間選擇，該最大值與最小值依賴於要 傳送的㈣的優先權、該通道輯擠與該節點對該通道 的前一次使用。 5. 如申請專利範圍第i項之通過電氣網路之多重通信節點 之傳送媒體存取程序，其特徵為：當-節點嘗試傳送資 訊以及當在該選定的等待時間期間接收到—傳送之開始 (辦)信號（5)時輸掉該競爭時，該等待時間⑷係選擇為° 用於結束緊接著的上-次競爭之該選定的隨機時 餘時間。 6. 如申凊專利範圍第j項之通過電氣網路之多重通信節點 ，傳送媒體存取程序，其特徵為：在—通信中涉及的該 等兩個節點在由該發射器節點預先預約的通道中傳送通 道預約（S0T)(5)與釋放（EOT)(1〇)信號。 I 7·如申請專利範圍第1項之通過電氣網路之多重通信節點 之傳送媒體存取程序，其特徵為：當對該通道之預約完 94082-951127.doc ϊ28〇0〇7 成時，將在從該發射器到該接收器及從該接收器到該發 射器的資料（8)與資料確認（9)之通信的週期期間接收到 的該等釋放信號（ΕΟΤ)(10)過濾掉。 •如申請專利範圍第1項之通過電氣網路之多重通信節點 之傳送媒體存取程序，其特徵為：在一競爭（句中的該隨 機等待數值係從該類比至數位轉換器的一或多個位元獲 得。 9·如申請專利範圍第1項之通過電氣網路之多重通信節點 之傳送媒體存取程序，其特徵為：當一節點在傳送一傳 U之開始（SOT)#號（5)之後存取該通道時，其傳送一請求 傳送訊框（RTS)(6)至該目的地節點。 1〇·如申請專利範圍第9項之通過電氣網路之多重通信節點 之傳送媒體存取程序，其特徵為：當一節點接收到一傳 送訊框之請求（RTS)(7)時，如果當接收到該傳送訊框之請 求（RTS)(6)時該通道未被預先預約，該節點傳送一控制訊 框以接受該傳送（CTS)(7)。 11.如申請專利範圍第9項之通過電氣網路之多重通信節點 之傳送媒體存取程序，其特徵為··當一節 ㈣該通道之後向之傳送_傳送訊框之請求（rt：；(2 即點接收到-傳送訊框之請求（rts)(6)K，假如該前一節 點之MAC(媒體存取控制）位址小於該目的地節點的 位址，該則一節點傳送一控制訊框以接受該傳送 (CTS)⑺。 12·如申睛專利範圍第1()或叫之通過電氣網路之多重通信 94082-951127.doc 1280007 節點之傳送媒體存取程序’其特徵為：當一節點從其已 向之傳送一傳送訊框之請求（RTS)(6)的節點接收到一接 受一傳送（CTS)(7)的一控制訊框時，該前一節點傳送一資 料訊框（8)。 13.如申請專利範圍第12項之通過電氣網路之多重通信節點 之傳送媒體存取程序，其特徵為：當一節點從其已向之 傳送一用於接受該傳送（CTS)(7)的控制訊框的節點接收 到一資料訊框（8)時，該前一節點傳送該接收到的資料 的一確認訊框及-傳送之結束（E〇T)信號〇〇)，完成該通 信0 14.如申請專利範圍第4項之通過電氣網路之多重通信節點 之傳送媒體存取程序，其特徵為：當在完成一通道預約 後在與該接收器之通信中偵測到—錯誤時，增加一發射 器節點中的該等後續競爭之該最大等待數值。 X 15.如申請專利範圍第14項<通過電氣網路之多重通信節黑 之傳送媒體存取程序，其特徵為：當已完成一通道預乡 且與該接收器之通信無錯誤地完成時，該最大等待時指 係調整為一發射器節點中的一初始值。 16·如申請專利範圍第13項之通過電氣網路之多重通信節親 之，送媒體存取程序，其特徵為：當一發射器節點從其 在儿成通道預約後向之傳送資料（8)的該節點接收到— 確認訊框W時，該發射器節點傳送一釋放 (EOT)(10) 〇 ° 现 節點 17·如申請專利範圍第13項 之通過電氣網路之多重通信 94082-951127.doc ϊ28〇〇〇7 之傳达媒體存取程序，其特徵為··一發射器節點在一預 先汁"出的特定時刻傳送一釋放信號（ΕΟΤ)(10)，以便來 自4發射裔與接收器節點的該等釋放信號（ΕΟΤ)(10)在一 預先設定的時間視窗中一致。 如申印專利範圍第1項之通過電氣網路之多重通信節點 。傳迟媒體存取程序，其特徵為：該傳送之開始（s〇t)信 就（5)由重複該同一基本信號⑴)n次組成。 申明專利範圍第1項之通過電氣網路之多重通信節點 ，傳送媒體存取程序，其特徵為：該傳送之結束(ε〇τ)信 "()由重複该同一基本信號（Ι3)η次並在每一重複中交 替該等符號組成。 2〇·如申請專利範圍第i項之通過電氣網路之多重通信節點 之傳送媒體存取程序，其特徵為：除了傳送之開始 (s〇T)(5)與傳送之結束（E〇T)⑽的信號之外，還使用一 基本4旎（13)的不同重複圖案產生不同的信號。 21·如中料㈣圍第18、19及綱巾之通過電氣網路之多 重通信節點之傳送媒體存取程序，其特徵為··該基本信 唬（13)係—0FDM信號，在㈣fdm信號之頻率載波上實 =下列操作之間選擇的操作：如果該等頻率用於傳送 貝枓’將料頻率載波設定為隨機數值；如果該等頻率 不用於傳送資料，將該等頻率載波設定為零。 22·如申請專利範圍第21項之通過電氣網路之 之傳送媒體存取程序，其特徵為：使用 =即點 節點同時存取該傳送媒體。 、圍的 94082-951127.doc 4 1280007 23·如申清專利範圍第21項之通過電氣網路之多重通信節點 之傳达媒體存取程序，其特徵為··對該傳送之開始 (S〇T)(5)與該#送之結束（ΕΟΤ)(10)信？虎的债測由下列動 作組成·在該接收到的信號上實施連續的DFT(14K離散傅 立葉轉換），計算一DFT與前一（17)之間的一載波之相位 (15)中的差（16)，將佔用該接收器節點（18)所使用的該等 頻率之該等載;皮中的所有該等相位差相加，如果該和低 於一預先建立的限定值（23)，則偵測到（19) 一傳送之開始 (SOT)仏號(5) ’ #果該和高於另一預先建立的限定值 (24)，則偵測到一傳送之結束（Ε〇τ)信號。 24·如申請專利範圍第23項之通過電氣網路之多重通信節點 =傳送媒體存取程序，其特徵為：該等相位差（18)之和係 藉由忒接收器所使用的該頻帶中的頻率子範圍獲得，使 用在一子範圍中之偵測即足以偵測到一傳送之開始 (S〇T)(5)或-傳送之結束（Ε〇Τ)(1〇)的一信號。 25·如申請專利範圍第23項之通過電氣網路之多重通信節點 之傳送媒體存取程序，JL特符氧· 八特欲為.各種不同限定值（23)

   與（24)用於信號的每一類型，即傳送之開印叫作號⑺ 或傳送之結束（EOT)信號⑽，該等各種不同限定餘須 ，在η為了制相應之傳送m結束信㈣連續相位差 I網路之多重通信節點 :該基本信號的該等第 26·如申請專利範圍第21項之通過電氣 之傳送媒體存取程序，其特徵為： 94082-951127.doc 1280007 27. 28. 29. ”最後樣本在時間上與一升高的餘弦類型視窗相乘。 如申睛專利範圍第23項之通過電氣網路之多重通信節點 之傳送媒體存取程序，其特徵為··在接收中該等進入該 雨（14)的樣本與_ hanning或類似類型之視窗㈣相乘。 如申請專利範圍第21項之通過電氣網路之多重通 之傳送媒體存取程序，其特徵為：在傳送與接收^，二 頻率轉換實施於該信號（21)上。 如申請專利範圍第i項之通過電氣網路之多重通信節點 之傳送媒體存取程序’其特徵為：該傳送之開始（SOT)信 號（5)也係用於實施自動增益控制（AGq。 94082-951127.doc