JP2008514114A - Ｄｓｓｓ無線システムにおいてパケットフレーム化を行うための方法 - Google Patents

Abstract

パケットをパケット開始（ＳＯＰ）およびパケット終了（ＥＯＰ）インジケータでフレーム化するために１つの擬似雑音コード（ＰＮコード）を用い、データペイロードをエンコードするために異なるＰＮコードを用いるダイレクトシーケンススペクトラム拡散（ＤＳＳＳ）システムにおいて、データパケットをフレーム化する改良方法。また、ＳＯＰは、フレーム化ＰＮコードによって表され、ＥＯＰはフレーム化ＰＮコードの逆数によって表される。この方法は、ＤＳＳＳシステムが低い検出閾値で動作することを可能にし、ノイズの多い環境でも伝送範囲を最大にすることができるロバストフレーミングシステムを作ることができる。さらに、ＳＯＰおよびＥＯＰインジケータに対して用いられるＰＮコードを用いて受信通知応答を表すことができる。
【選択図】図１

Description

関連出願

この出願は２００４年９月２０日に出願された仮出願第６０／６１１，５８１号の本出願である。ここに出願第６０／６１１，５８１号の優先権を主張する。出願第６０／６１１，５８１号のすべての内容は参照によりここに組み込まれる。

発明の分野

本発明は、概して電子回路に関し、特に無線通信用回路に関するものである。

発明の背景

ダイレクトシーケンススペクトラム拡散（ＤＳＳＳ）は、普及している無線周波数（ＲＦ）通信手段である。ＤＳＳＳの利点は、従来の狭帯域ＲＦシステムに対して干渉や盗聴されにくい、より頑強な信号を生成する点にある。ＤＳＳＳのキーは、広い周波数範囲にわたって信号を「拡散」することにある。これにより、ＤＳＳＳは非常に低い信号対雑音比（ＳＮＲ）で動作し、その後も動作可能となる。

ＤＳＳＳは、伝送されるデータの周波数成分（frequency content）を上げることによって広い周波数範囲にわたって信号を拡散する。これは、デジタルデータシステムにおいて、典型的には、伝送されるマルチビットワードのデータの論理１および０のそれぞれをエンコードすることよって達成される。例えば、１０ビットのワードを有するデータをエンコードするためには、エンコードされていない１ビットのデータを送るのに対して１０倍の伝送帯域幅が必要となる。

ＤＳＳＳにおいて、マルチビットワードは擬似雑音コード（ここではＰＮコードという）と呼ばれる。また、ＰＮコードは、エンコードされたデータのビットを示すチップという意味で一般的にマルチチップワードと呼ばれる。これは、エンコードされる前のデータの１ビットはビットと呼ばれ、ＰＮコードによりエンコードされた後のデータの１ビットはチップと呼ばれることを意味している。典型的には、ＰＮコードを有する論理０データビットと論理１データビットを送信器がそのＰＮコードの逆数に置換する。

典型的には、ＤＳＳＳの受信器は、相関器回路を用いて受信したデータをデコードする。相関器回路は、直近に受信したチップをＰＮコードと比較する。そして、マッチするチップの数が所定の閾値レベルを超える場合に相関器が「ヒット」を示す。この所定の閾値レベルは本質的にデコーダのヒット感度を制御する。

データが非同期的に送信されるシステムにおいては、パケット開始（ＳＯＰ）を検出するためのメカニズムが必要となる。これは、ＤＳＳＳシステムにおいては、典型的には、ヒットがなかった期間の後に相関器によって検出される最初のヒットを探すことによりなされる。従来技術のＤＳＳＳシステムにおいては、データおよびＳＯＰ表示の双方をエンコードするために１つのＰＮコードが典型的に用いられる。

ＳＯＰが検出されると、ＳＯＰに続くデータパケットが続いてデコードされる。あるシステムでは、特定の期間中データがないことをパケットの終了を示すものとして考える。他のシステムにおいては、パケットの終了を示すためにパケット終了（ＥＯＰ）インジケータが使用される。最初のマッチを使用してＳＯＰを決定する場合に時折生じる問題は、ランダムノイズが、早まったＳＯＰインジケータにつながる誤った相関ヒットを生み出す可能性があることである。誤った相関関係は、チップパターン期間、受信器におけるオーバーサンプリング量、および閾値レベルの要素である。４倍のオーバーサンプリングで閾値レベルの完全一致を要求する１μ秒の３２チップパターン期間だと、誤った相関関係の割合は１０００秒ごとに１となる。しかしながら、相関関係の閾値を３２チップから２７チップに下げると、誤った相関関係の割合は２．５ミリ秒ごとに１に下がる。

最初のマッチを使用してＳＯＰを決定する場合に時折生じる他の問題は、干渉の結果として、あるいはパケット途中で受信器がオンになったために、パケットの最初の部分を見落とし、最初のヒットが実際にはデータパケットの一部であるにもかかわらずＳＯＰとして解釈される場合があるということである。そして、実際にはデータパケットの一部のみが受信されているにもかかわらず、そのデータパケットが完全なものとして誤って受信されてしまう。

ＥＯＰインジケータを使用しないシステムにおいて生じる他の問題は、見落としたパケットが誤ってＥＯＰの信号を送る可能性があるということである。そして、次の相関器ヒットが誤ってＳＯＰとして解釈されてしまう。

発明の概要

本発明は、２つの異なるＰＮコードを用いる改良型ダイレクトシーケンススペクトラム拡散（ＤＳＳＳ）およびシステムを提供する。パケット開始（ＳＯＰ）インジケータは第１のＰＮコードを用い、データペイロードは第２のＰＮコードによりエンコードされる。ＳＯＰに対して用いられるＰＮコードはデータに対して用いられるＰＮコードと異なるので、誤ったＳＯＰ表示の可能性を最小限にすることができる。

ノイズおよび干渉による誤ったＳＯＰ表示の可能性をさらに低くするために、ＳＯＰには１つではなくＰＮコードの２つのインスタンスを含めることができる。ある実施形態においては、パケット終了（ＥＯＰ）表示を生成するためにも第１のＰＮコードが用いられる。さらに、ＥＯＰは、ＳＯＰから区別するために、ＰＮコードの逆数（inverse）を利用する。

さらに別の実施形態においては、ＳＯＰおよびＥＯＰに対して用いられるＰＮコードは、受信されたデータの受信通知（ＡＣＫ）を示すために用いられる。ＡＣＫ信号は、ＰＮコードの１つのインスタンスと、その後に続くＰＮコードの逆数の１つのインスタンスとからなる。この種のＡＣＫ信号を用いることにより、そのようなインジケータに必要とされるオーバーヘッドを最小限にすることができる。

詳細な説明

本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明の他の様々な実施形態も考えられ実施できる。本発明は、多くの異なる形態において具体化することができ、ここで述べた実施形態に限定されるものと本発明を解釈すべきではない。

列挙した図は、本発明の好ましい実施形態およびそのような実施形態の動作を示している。図において、ボックスの大きさは種々の物理的な要素の大きさを表すことを意図するものではない。複数の図に同じ要素が表されており、それが表されたすべての図においてその要素を示すために同じ参照番号が使用される。

種々のユニットのうち当業者に実施形態を理解させるために必要な部分のみが図示され説明される。図示されない部分および要素は一般的なものであり当業者に知られたものである。

図１には第１の実施形態の典型的なＤＳＳＳシステムが示されている。この実施形態においては、無線ダイレクトシーケンススペクトラム拡散（ＤＳＳＳ）接続を用いる周辺機器４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃにコンピュータ１００が接続されている。

コンピュータ１００はＤＳＳＳアダプタ２００に接続されている。アダプタ２００は付属アンテナ２５０を有している。周辺機器４００Ａ，４００Ｂ，４００ＣはＤＳＳＳアダプタ５００Ａ，５００Ｂ，５００Ｃに接続されている。ＤＳＳＳアダプタ５００Ａ，５００Ｂ，５００Ｃは、それぞれアンテナ５１０Ａ，５１０Ｂ，５１０Ｃを有している。ＤＳＳＳアダプタ５００Ａ，５００Ｂ，５００Ｃは、ＤＳＳＳアダプタ２００と同一のものである。このため、説明を簡単にするために、以下の説明ではＤＳＳＳアダプタ２００およびアンテナ２５０についてのみ焦点を当てるが、その説明は他のアダプタにも等しく適用できるものである。コンピュータ１００は、ディスプレイ１１０、キーボード１２０、マウス１３０、および中央処理装置（ＣＰＵ）１４０を含んでいる。これらのユニットは一般的なものであり、従来のコンピュータシステムの機能を行うものである。

ＤＳＳＳアダプタ２００は、コントローラ２６０、エンコーダ２１０、無線周波数（ＲＦ）送信器２３０、アンテナ２５０、ＲＦ受信器２４０、およびデコーダ２２０を含んでいる。

コントローラ２６０は、アダプタ２００とコンピュータ１００との間の通信を制御する。コントローラ２６０は、従来の接続３００を用いてコンピュータと通信を行う。接続３００は、ＵＳＢ、ＩＥＥＥＥ１３９４、イーサーネット、ＲＳ−２３２シリアルポートおよびパラレルポートとして知られるような一般的なコンピュータインタフェイスとすることができる。また、通信を可能にする他のタイプのインタフェイスであってもよい。代替の実施形態においては、接続３００は、ＣＰＵ１４０の内部バス構造に対する直接接続である。また、コントローラ２６０は、ＤＳＳＳアダプタ２００を初期化し、段取り機能を行う役割を有する。

エンコーダ２１０は、伝送のためにデータをエンコードするために使用される。ＲＦ送信器２３０は、エンコードされたデータをＲＦキャリアで変調し、ＲＦ信号を生成する。アンテナ５１０は、そのＲＦ信号をＤＳＳＳ受信器に配信するために使用される。

アンテナ５１０は、他のＤＳＳＳ送信器により配信されたＲＦ信号を受信する。ＲＦ受信器２４０は、そのＲＦ信号を復調し、ＲＦキャリアからエンコードされたデータストリームを取り出す。デコーダ２２０は、このエンコードされたデータストリームをデコードする。ＲＦ送信器２３０、ＲＦ受信器２４０、およびアンテナ２５０は一般的なものである。以下では、上述した実施形態の動作について説明する。

データの伝送：図２は、データが伝送されるときに生じるイベントの順序を示している。

最初のステップでは、２つのパケット開始（ＳＯＰ）インジケータＳＯＰ１ １０とＳＯＰ２ ２０を伝送する。これらのインジケータはそれぞれＰＮコードＰＮＢからなる。２つのＰＮコードを連続して用いることにより、ＳＯＰと間違えられるランダムノイズや干渉の可能性を大きく低減することができる。相関器の閾値が低いレベルに設定されていても、ランダムノイズや干渉が同じパターンを２度作り出すことは非常に考えにくい。

次に、データ３０がＰＮコードＰＮＡを用いてエンコードされる。データは従来の方法によりエンコードされる。すなわち、バイナリ「０」とバイナリ「１」を表すためにＰＮＡ自身とＰＮＡ−と呼ばれるＰＮＡの逆数からなる２つの異なるパターンが使用される。

２つの異なるＰＮコードのうち、１つのＰＮコード（ここではＰＮＡという）をデータをエンコードするために用い、もう１つのＰＮコード（ここではＰＮＢという）をＳＯＰのために用いることにより、受信器がデータ３０をＳＯＰと間違える、あるいはＳＯＰをデータ３０と間違える可能性がほとんどない。

最後に、すべてのデータが送信された後、１つのパケット終了（ＥＯＰ）インジケータＥＯＰ４０が送信される。ＥＯＰ４０はＰＮコードＰＮＢの逆数である。ここで、この逆数コードをＰＮＢ−という。ＥＯＰ４０のためにＰＮＢ−を用いることにより、ＥＯＰコードがＳＯＰコードと間違えられる可能性はほとんどなくなる（実際的には全くなくなる）。また、１つのＰＮコード（ＰＮＡ）を用いてデータをエンコードし、別のＰＮコード（ＰＮＢ−）をＥＯＰのために用いることにより、相関器の閾値が低いレベルに設定されていても、受信器がデータ３０をＥＯＰ４０と間違える、あるいはＥＯＰ４０をデータ３０と間違える可能性はほとんどない。

ここで、フレームパケット化されたデータを送信する方法について図１および図２を参照してより詳細に説明する。伝送されるデータパケットはコンピュータ１００で発生する。そして、これは接続３００を介してコントローラ２６０に送信されＤＳＳＳアダプタ２００に送信される。その後、コントローラ２６０は２つのことを行う。１つ目は、接続３３５を用いてパケット開始シーケンス（ＳＯＰ１ １０とＳＯＰ２ ２０）をＲＦ送信器２３０に送出する。これは、ＲＦ送信器２３０にＰＮコードＰＮＢを２回送信することを必要とする。ＲＦ送信器２３０は、ＲＦキャリアでＳＯＰシーケンスを変調し、得られた信号を接続３６０により配信用アンテナ２５０に送信する。２つ目として、コントローラはエンコードのために接続３３０を介してデータ（データ３０）をエンコーダ２１０に送信する。

図３は、エンコーダ２１０の一実施形態を示している。シリアルデータ入力ビット０ ６３０がコントローラ２６０からの接続３３０で受信され、これはＸＯＲゲート６１０のバンクに対する１つの共通入力である。ＸＯＲゲート６１０のバンクに対する他の入力はＰＮコードレジスタ６００に接続されている。ＰＮコードレジスタ６００にはあらかじめＰＮコードＰＮＡがロードされている。ＰＮコードレジスタ６００の長さとＸＯＲゲート６１０の数は、ＰＮＡにおけるチップ数に等しい。ＸＯＲゲートの通常の一般的な動作は、一方の入力に論理０が入力されるとそのゲートの出力が他方の入力と同じになり、一方の入力に論理１が入力されるとそのゲートの出力が他方の入力の逆数になる。これは、ビット０ ６３０が論理０であればＸＯＲゲート６１０の出力がＰＮＡと同じになり、論理１であればＸＯＲゲート６１０の出力がＰＮＡの逆数（すなわちＰＮＡ−）になることを意味する。ＸＯＲゲート６１０の出力は、接続３４０を介してＲＦ送信器２３０にシリアル出力される前にパラレル−シリアルコンバータ６２０に送信される。その後、ＲＦ送信器２３０は、エンコードされたデータをＲＦキャリアで変調し、得られた信号を接続３６０により配信用アンテナ２５０に送信する。

すべてのデータがエンコードされ送信された後、コントローラ２６０は、接続３３５を使ってパケット終了（ＥＯＰ４０）シーケンスをＲＦ送信器２３０に送出する。これは、ＲＦ送信器２３０にＰＮコードＰＮＢの逆数（ＰＮＢ−）を送信することを必要とする。ＲＦ送信器２３０は、ＲＦキャリアでＥＯＰシーケンスを変調し、得られた信号を接続３６０により配信用アンテナ２５０に送信する。

エンコードプロセスおよび伝送プロセスは、ＳＯＰとＥＯＰに異なるＰＮコードが使用されるという点を除いて従来と同一である。また、ＰＮコードを認識するメカニズムも従来と同一である。

データの受信：図１および図２を参照すると、ＤＳＳＳアダプタ５００Ａ，５００Ｂ，５００Ｃによりデータを同時に配信することができるが、ＤＳＳＳアダプタ２００は、デコーダ２２０により使用されるのと同一のＰＮコードによりエンコードされた伝送のみをデコードする。配信されたデータはＲＦ信号としてアンテナ２５０で受信され、接続３６０を介してＲＦ受信器２４０に送信される。ＲＦ受信器は、このＲＦ信号をＲＦキャリアから復調し、エンコードされたデータストリームを取り出す。エンコードされたデータストリームは、接続３５０を使ってデコーダ２２０に送信される。

図４は、デコーダ回路２２０の一実施形態の機能図を示している。実際の実装はハードウェアまたはソフトウェアにより行うことができる。また、回路は同一の機能を発揮する他の様々な構造構成により実現することができる。

ここで示された具体的な実施形態においては、デコーダ２２０は、シフトレジスタ７００、相関器−ＰＮＢ７１０、ＰＮＢレジスタ７２０、相関器−ＰＮＡ７３０、およびＰＮＡレジスタ７４０を備えている。シフトレジスタ７００は、ＲＦ受信器２４０からデータ７０５をシリアル受信するために用いられる。ＰＮＢレジスタ７２０およびＰＮＡレジスタ７４０は、ＰＮＢおよびＰＮＡのＰＮコードをそれぞれ記憶するために用いられる。相関器−ＰＮＢ７１０および相関器−ＰＮＡ７３０は、ＤＳＳＳの用途で使用されるような標準的な相関器であり、これらはシフトレジスタ７００をそれぞれＰＮＢレジスタ７２０またはＰＮＡレジスタ７４０と比較するために用いられる。

デコーダ２２０は次のように動作する。動作の開始時には、ＰＮＡレジスタ７４０にＰＮコードＰＮＡがロードされ、ＰＮＢレジスタ７２０にＰＮコードＰＮＢがロードされる。データ７０５は、ＲＦ受信器２４０から受信されたエンコードされたシリアルデータであり、これはシフトレジスタ７００の１ビットに一度にロードされる。そして、相関器−ＰＮＢ７１０は、受信されたビットごとにシフトレジスタ７００内のデータとＰＮＢレジスタ７２０との間でビット比較を行う。２つの入力の間のマッチは、出力ＭＡＴＣＨＰＮＢ７４０の論理１により示される。また、相関器−ＰＮＢ７１０は、シフトレジスタ７００内のデータとＰＮＢレジスタ７２０の逆数との間で比較を行い、このマッチは出力ＭＡＴＣＨＰＮＢ−７４５の論理１により示される。さらに、相関器−ＰＮＢ７１０は、コントローラ２６０により入力閾値−ＰＮＢ７６５を用いてある閾値レベルに設定することができる。この閾値レベルは、ＭＡＴＣＨＰＮＢ７４０またはＭＡＴＣＨＰＮＢ−７４５上にマッチが表れる前に、ＰＮＢレジスタ７２０とシフトレジスタ７００との間でマッチするために必要なビット数を相関器に伝えるために用いられる。閾値レベルが低くなれば、マッチに必要なビット数は少なくなる。閾値レベルが低いと、ノイズの多い環境でデータがデコードされる可能性が高くなるが、ランダムノイズが有効なマッチとして同様にデコードされる可能性も高くなる。閾値の調整は従来と同じ方法によりなされる。

相関器−ＰＮＡ７３０は、ＰＮＡレジスタ７４０をシフトレジスタ７００内のデータと比較し、マッチがある場合にＭＡＴＣＨＰＮＡ７５０に論理１を、ＰＮＡの逆数に対するマッチがある場合にＭＡＴＣＨＰＮＡ−７５５に論理１を出力する点を除いて、相関器−ＰＮＢ７１０と同様の機能を果たす。また、閾値−ＰＮＡ７６０は相関器−ＰＮＡ７３０の閾値に関する比較を制御する。

新しいパケットが受信される前に、コントローラ２６０はＭＡＴＣＨＰＮＢ７４０が論理１になるのを待ち、受信されたデータおよびＰＮＢとの間のマッチを示す。図２を参照すると、これは、ＳＯＰ（ＳＯＰ１ １０）の可能性があることを示している。しかしながら、そのマッチがシステム内のノイズまたは干渉の結果ではないことを確認するために、コントローラは次のビットパターンがさらにＰＮＢ（ＳＯＰ２ ２０）に対するマッチを示しているかを見るために待機する。ＰＮＢに対する２つ目のマッチはＰＮＢに対する１つ目のマッチの直後に生じなければならないため、コントローラは、シフトレジスタにシフトされたビット数を追跡する必要がある。ＰＮＢの長さと同じ数のビットがシフトレジスタにシフトされていれば、コントローラは、受信データとＰＮＢレジスタ７２０との間にさらにマッチがあるかを見る。マッチがあれば、ＭＡＴＣＨＰＮＢ７４０は論理１になり、２つの連続（back-to-back）ＰＮＢシーケンス（ＳＯＰ１ １０およびＳＯＰ２ ２０）が受信されていたことになり、有効なＳＯＰインジケータが示される。

有効なＳＯＰシーケンスを検出したコントローラ２６０は、次に、データパケットをデコードするためにＭＡＴＣＨＰＮＡ７５０およびＭＡＴＣＨＰＮＡ−７５５をモニタする。シフトレジスタ７００内のデータとＰＮＡレジスタ７４０との間に閾値−ＰＮＡ７６０により設定された閾値より大きいマッチがあることを相関器−ＰＮＡ７３０が検出すると、出力ＭＡＴＣＨＰＮＡ７５０は論理１となる。これは、伝送前に送信器内のエンコーダがデータの論理０をＰＮＡに置換したので、論理０がデコードされるということを意味している。コントローラ２６０は、接続３００を使ってこの情報をコンピュータ１００に送信する。

同様に、シフトレジスタ７００内のデータとＰＮＡレジスタ７４０の逆数との間に閾値−ＰＮＡ７６０により設定された閾値より大きいマッチがあるとき、出力ＭＡＴＣＨＰＮＡ−７５５は論理１となる。これは、伝送前に送信器内のエンコーダがデータの論理１をＰＮＡの逆数に置換したので、論理１がデコードされるということを意味している。コントローラ２６０は、接続３００を使ってこの情報をコンピュータ１００に送信する。

コントローラは、ＭＡＴＣＨＰＮＢ−７５５が論理１になるまで、ＭＡＴＣＨＰＮＡ７５０とＭＡＴＣＨＰＮＡ−７５５のモニタを続ける。シフトレジスタ７００内の新しいデータとＰＮＢレジスタ７２０の逆数（すなわちＰＮＢ−）との間にマッチがあるとき、出力ＭＡＴＣＨＰＮＢ−７５５は論理１となる。これは、図２のＥＯＰ４０に示されるようにＥＯＰシーケンスを示しており、データパケットが完結する。

ＰＮコードを用いた受信通知の送信：多くのプロトコルは、受信通知インジケータを使ってデータの受信を通知することを受信器に要求している。ここで述べられる実施形態は、非常に効率的な受信通知機構を提供する。ＰＮＢの１つのインスタンスとその後に続くＰＮＢ−の１つのインスタンスを伝送することにより、受信通知が伝送される。図１を参照すると、受領通知の伝送は、コントローラ２６０がまず接続３３５を使ってＰＮコードＰＮＢとその後に続くＰＮコードＰＮＢ−をＲＦ送信器２３０に送信することにより開始することができる。ＲＦ送信器２３０は、まずＰＮＢを、その後ＰＮＢ−をＲＦキャリアで変調して、得られたＲＦ信号を接続３６０を使ってアンテナ２５０を介して配信する。

受信器は、アンテナ２５０でＲＦ信号を受信し、復調のためにこれを接続３６０によりＲＦ受信器２４０に送信する。図４を参照すると、得られたエンコード信号は、シフトレジスタ７００にシフトされ、相関器７１０によりＰＮＢレジスタ７２０内のＰＮＢと比較される。そして、相関器は、出力ＭＡＴＣＨＰＮＢ７４０に論理１を出力してＰＮＢとのマッチを示す。シフトレジスタに次のコードワードがロードされた後、相関器は、出力ＭＡＴＣＨＰＮＢ−７４５に論理１を出力してＰＮＢ−とのマッチを示す。ＭＡＴＣＨＰＮＢ７４０とその後に続くＭＡＴＣＨＰＮＢ−７４５との組み合わせにより、受信通知信号が受信されたことをコントローラに示している。

ＰＮコード：ＳＯＰ／ＥＯＰインジケータ用のＰＮコードとデータパケットは、互いに優れた相互相関特性を有する必要がある。すなわち、いくつかのチップがノイズまたは干渉により破壊された場合であっても、あるコードが他のコードと間違われないように、フレームビット（framing bits）から使用されるＰＮコードのチップパターンは、データパケットＰＮコードに対して使用されるＰＮコードとは十分に違うものである必要がある。優れた相互相関特性を有していないコードを使用すると、デコーダがＳＯＰ／ＥＯＰインジケータをデータと間違えて、誤ってデータパケットをデコードする可能性がある。

以下は、ＳＯＰ／ＥＯＰインジケータ用およびデータ用に使用可能な２つの３２チップ長１６進コードである。（ＳＯＰ／ＥＯＰインジケータに対してより長いコードを有する例については後述する。）０ｘは、そのコードが１６進コードであることを示していることに留意されたい。２つのＰＮコードは、
１）０ｘ６ＡＥ７０１ＥＡ
２）０ｘ０３ＦＤ１３Ｄ２
である。
いずれか一方はＳＯＰ／ＥＯＰのＰＮコードに対して用いることができ、他方はデータパケットＰＮコードに対して用いられる。以下は、他の実施形態のために使用可能なＰＮコードの他の組み合わせである。
０ｘＤＣＣ０６ＢＢ８，０ｘ２Ｂ０９ＢＢＢ２
０ｘＡ３１ＥＦ２Ａ４，０ｘ３１３２７ＡＢ３
０ｘ４４８３３ＢＤＤ，０ｘ１４ＣＦ８ＥＣ９
０ｘ３５３５４ＥＣ５，０ｘＦ３５２４７Ｂ０
０ｘ７Ｃ２３８ＡＣＥ，０ｘ４５５Ｃ５４Ｄ７
０ｘ８１ＡＣＦＢ８３，０ｘ７Ａ９Ａ６１ＡＣ
０ｘ３Ｃ１２５Ｆ９Ｃ，０ｘ３９９８Ｆ６８Ａ

他の実施形態は、ＳＯＰ／ＥＯＰインジケータ用およびデータパケット用に異なる長さのＰＮコードを用いる。失われたり破壊されたりしたデータビットの影響は、失われたり破壊されたりしたフレームビット（framing bit）に対するものほど悪くはないことに留意されたい。このため、ＳＯＰ／ＥＯＰのＰＮコードに対してデータパケットよりも長いＰＮコードを用いることは、ＳＯＰ／ＥＯＰに対してより高い信号対雑音比を提供する。ＳＯＰ／ＥＯＰに対して信号対雑音比が高いということは、ノイズおよび干渉を受けにくいことを意味する。

受信器がＳＯＰインジケータを見落とした場合にはパケット全体が失われてしまうことに留意されたい。一方、コンピュータは、誤り検出および訂正アルゴリズムを用いることにより、失われたり破壊されたりしたデータビットを比較的簡単に訂正することができる。データに対しても長いＰＮコードを用いることができるが、長いＰＮコードは短いＰＮコードと比べて伝送するのに多くの時間がかかるので、データスループットが低減してしまうことがトレードオフとなる。しかしながら、ＳＯＰ／ＥＯＰインジケータに対してあるＰＮコード長さを用い、データパケットに対して別のＰＮコード長さを用いることにより、ＤＳＳＳエンコーダおよびデコーダの設計がより複雑になることに留意されたい。

以下は、データパケットをエンコードするために３２チップＰＮコードを用いるシステムにおいて、ＳＯＰ／ＥＯＰインジケータをエンコードするために用いることができる６４チップＰＮコードの例である。
１）ＳＯＰ／ＥＯＰインジケータ用の６４ビットＰＮコード：０ｘＡ６４６Ｂ５９Ａ３Ａ３０Ｂ６ＡＤ
２）データ用３２ビットＰＮコード：０ｘ６ＡＥ７０１ＥＡ

他の様々な実施形態が考えられる：ＤＳＳＳ無線システムにおいてパケットフレーム化（packet framing）を行うための方法に対する改良方法および装置に関する上述の説明は、特定の実施形態について述べたものであるが、他の実施形態も考えられる。代替の実施形態においては、コントローラのないＤＳＳＳアダプタを利用する。そのような実施形態においては、コンピュータ１００の処理能力がコントローラ２６０の機能に取って代わることになる。

他の実施形態では、上述した実施形態とは異なる数のパケットの開始のＳＯＰインジケータを用いる。上述した好ましい実施形態では、２つのＳＯＰインジケータを用いるが（図２のＳＯＰ１ １０とＳＯＰ２ ２０）、２よりも多いまたは少ない数のインジケータを用いることもできる。さらに、ＰＮＡおよびＰＮＢコードを組み合わせたＳＯＰインジケータの異なる構成を用いることもできる。同じく、ＥＯＰインジケータは、２以上のインジケータであってもよいし、ＰＮＡおよびＰＮＢコードの組み合わせであってもよい。同様に、受信通知インジケータは、１つのＰＮＢコードとその後に続く１つのＰＮＢ−コードとに代えて、異なる数および組み合わせのＰＮＢおよびＰＮＢ−を含むことができる。

他の実施形態では、異なるパケットタイプの識別にフレーム化を組み合わせる。パケットタイプのインジケータは、ＳＯＰシーケンスと組み合わせて、同一のＰＮコードを用いるヘッダパケットにエンコードされるマルチビットシーケンスを作ることができる。やはりデータは第２のＰＮコードを用いて伝送される。

他の実施形態では、アドレッシングメカニズムとしてフレーム化ＰＮコード（framing PN-Code）を用いる。データＰＮコードが同一であっても、フレーム化コードがアドレスごとに異なっていてもよい。受信器はフレーム化コードを受信するだけでそれに応答するようにプログラムされ、その後データコードを用いてデータをデコードしてもよい。フレーム化コードがマッチしない場合にはデータが無視される。他の実施形態では、送信器ごとに異なるフレーム化ＰＮコードを用い、受信器は、送信器により使用された任意のフレーム化ＰＮコードを用いてデータをデコードできる。これにより、受信器は、その送信器により使用されたフレーム化コードに基づいて、送信している送信器を識別することが可能となる。あるいは、すべての送信器が同じフレーム化コードを用いて、データの送信元を識別するために異なるデータＰＮコードを用いることもできる。

他の実施形態では、フレーム化コードおよびデータコードに対して１つのＰＮコードを用いる。データパケットのフレーム化は、ＳＯＰおよびＥＯＰを示すためにＰＮコードの逆数のみを用いることによりなされる。データは、ＰＮコードを用いて論理０を示し、ＰＮコードがないことで論理１を示すことによりエンコードされる。

本発明の改良方法および装置の原理は、様々なタイプの通信およびプロトコルに適用することができる。ＳＯＰまたはＥＯＰインジケータのようなインジケータを用いるプロトコルであれば本発明を利用することができる。また、ＡＣＫ信号を利用するプロトコルであれば本発明を利用することができる。インジケータは、ＳＯＰまたはＥＯＰインジケータや他の任意のタイプのインジケータまたはフレーム化シーケンスであってもよい。

本発明は、ＳＯＰまたはＥＯＰインジケータのようなインジケータを有するプロトコルを用いてデータを伝送するいずれのタイプのＲＦ伝送に対しても使用することができる。

本発明をその好ましい実施形態に関して図示および説明したが、本発明の範囲および精神から逸脱することなく他の様々な実施形態が考えられることは理解されよう。本発明の範囲は、添付された特許請求の範囲によってのみ画定される。

図１は、第１の実施形態の概要を示す図である。 図２は、パケットフレーム化メカニズムの好ましい実施形態を示している。 図３は、エンコーダ回路の実施形態を示している。 図４は、デコーダ回路の実施形態を示している。

Claims (20)

1. 通信チャンネル上のパケットをフレーム化する方法であって、
   パケット開始インジケータを第１のＰＮコードワードでエンコードして伝送し、
   データを第２のＰＮコードワードによりエンコードして伝送する方法。
2. パケット終了インジケータを前記第１のＰＮコードワードによりエンコードして伝送する請求項１の方法。
3. 通信システムはダイレクトシーケンススペクトラム拡散システムである請求項１の方法。
4. 前記パケット開始インジケータは前記第１のＰＮコードワードの２つのインスタンスである請求項１の方法。
5. 前記パケット終了インジケータは前記第１のＰＮコードワードの逆数である請求項４の方法。
6. 前記パケット開始インジケータは前記第１のＰＮコードワードであり、前記パケット終了インジケータは前記第１のＰＮコードワードの逆数である請求項１の方法。
7. 前記パケット開始インジケータはパケットタイプ識別子を含む請求項１の方法。
8. 通信システムは複数の送信器を備え、それぞれの送信器は、異なる第１のＰＮコードワードおよび同一の第２のＰＮコードワードを用いる請求項１の方法。
9. 通信システムは複数の送信器を備え、それぞれの送信器は、同一の第１のＰＮコードワードおよび異なる第２のＰＮコードワードを用いる請求項１の方法。
10. 第１のＰＮコードワードによりエンコードされたデータを伝送する通信システムにおいて受信通知を送信する方法であって、
    第２のＰＮコードワードを送信した後、前記第２のＰＮコードワードの逆数を送信して受信通知を示す方法。
11. コンピュータ読取可能な媒体に格納されたコンピュータプログラムであって請求項１に記載の方法を行うように動作することができるプログラム。
12. コンピュータ読取可能な媒体に格納されたコンピュータプログラムであって請求項１０に記載の方法を行うように動作することができるプログラム。
13. 通信チャンネルを介してデータを伝送するためのシステムであって、
    第１のＰＮコードワードによりエンコードされたパケット開始インジケータと、その後に続く第２のＰＮコードワードによりエンコードされたデータとを伝送することにより、前記通信チャンネルを介してデータパケットを伝送する送信器と、
    前記通信チャンネルからデータパケットを受信し、前記第１のＰＮコードワードを用いて前記パケット開始インジケータをデコードし、前記第２のＰＮコードワードを用いて前記データをデコードする受信器と、
    を備えたシステム。
14. 前記送信器は、前記データが伝送された後、第１のＰＮコードワードでエンコードされたパケット終了インジケータを伝送し、
    前記受信器は、前記第１のＰＮコードワードを用いてエンコードされたパケット終了インジケータを検出することにより、パケットの伝送が完了したことを判断する請求項１３のシステム。
15. 通信用のシステムはダイレクトシーケンススペクトラム拡散システムである請求項１３のシステム。
16. さらに、前記受信器は、前記第１のＰＮコードワードの１つのインスタンスと、前記第１のＰＮコードワードの逆数の１つのインスタンスとを有する受信通知を前記送信器に送信する請求項１３のシステム。
17. 前記パケット開始インジケータは前記第１のＰＮコードワードの２つのインスタンスである請求項１３のシステム。
18. 前記パケット終了インジケータは前記第１のＰＮコードワードの逆数の１つのインスタンスである請求項１４のシステム。
19. 複数の送信器があり、前記第１のＰＮコードワードは送信器ごとに異なり、前記第２のＰＮコードワードはすべての送信器で同一である請求項１３のシステム。
20. 複数の送信器があり、前記第２のＰＮコードワードは送信器ごとに異なり、前記第１のＰＮコードワードはすべての送信器で同一である請求項１３のシステム。

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