(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸ネットワークを通してアドミッションデータパケットを送信する方法であって、
ａ）次の複数のシンボル、すなわち、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＣＰ０、ＣＥ、ＣＥを含むアドミッションプリアンブルを生成するステップと、
ｂ）データペイロードに前記アドミッションプリアンブルを付加するステップと、
ｃ）前記データペイロードおよび前記付加されたアドミッションプリアンブルを、ＭｏＣＡネットワーク内の同軸ケーブルを通じて送信するステップと
を含み、
前記ＳＳシンボルは３０ビット二進データ入力シーケンスによって規定され、前記ＬＳ１シンボルは６４ビット二進データ入力シーケンスによって規定され、ＣＰ０は前記シンボルの終端部の繰返しであり、ＣＥは、各ビットが複数のアクティブなサブキャリアの１つのサブキャリア上で変調される２５６ビット二進データ入力シーケンスである、方法。
【請求項２】
ａ）前記生成するステップは、次の短いシーケンス、すなわち、ＳＳ＝［ｘ００１  ００００  １１１１  １０１０  １１０１  ０００１  ００１１  １０１ｘ  ｘｘ００  ０１０１  １１１０  ００１０  １１０１  １０１０  ０００１  ００００］を使用することを含み、
ｂ）‘０’はＢＰＳＫ点｛＋１，０｝を表し、‘１’はＢＰＳＫ点｛−１，０｝を表し、‘ｘ’はＢＰＳＫ点｛０，０｝を表す、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ａ）前記生成するステップは、各ＬＳ１シンボルを生成するために、次の長いシーケンス、すなわち、ＬＳ１＝［ｘ０１０  １０１１  １００１  ００１０  １０１０  １０１１  １０００  １００１  ００１１  １００１  ０１１１  １１００  １１００  １００１  ０１１０  １ｘｘｘ  ｘｘｘｘ  １１１１  ００００  ０１１０  １０００  ０００１  １１１１  １１００  １１０１  ０１０１  １１１０  １１１１  １０１０  ００１１  ０００１  ００００］を使用することを含み、
ｂ）‘０’はＢＰＳＫ点｛＋１，０｝を表し、‘１’はＢＰＳＫ点｛−１，０｝を表し、‘ｘ’はＢＰＳＫ点｛０，０｝を表す、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ａ）前記生成するステップは、各ＣＥシンボルを生成するために、次のＣＥシンボル、すなわち、ＣＥ＝［ｘｘｘｘ  １０１１  １１０１  ００１０  １１１１  ０１００  ０１０１  ０００１  １００１  ００００  １０１０  １１１０  ０１１０  ０００１  １１１０  ０００１  １１０１  ０１１０  ０１１０  ００００  １１０１  ０１１１  ００１１  ０１１１  ００１１  １０００  ０１０１  ０００１  ００１０  ００１０  ０１１１  ００１１  １１１１  ００１１  ００００  １１１０  １０１１  １１００  ０００１  ００１０  ００１０  ０１０１  １０１０  １１１０  １００１  １１００  １０００  １１１０  ００００  ００１１  １０１０  １０００  ０１１１  １０１１  ０１０１  １１１０  １１１０  ００１１  １１００  ０１００  １０１１  ｘｘｘｘ  ｘｘｘｘ  ｘｘｘｘ  ｘｘｘｘ  ｘｘｘｘ  ｘｘｘｘ  ｘ００１  ００１０  １０１１  ０１００  １０００  １００１  ００１０  ００００  ００１１  １１１１  １００１  ０１００  ０１１１  ００１０  １１００  ００１０  １００１  １１０１  １１００  １１００  ０１１１  ０１１０  ００００  １１００  ０１１１  ００１０  ０１１０  ０１１０  １１００  ０１１０  １１０１  １１１０  １００１  １０００  ０１１０  １１１０  ０１０１  １０１１  ０１００  ００００  ０００１  １１００  １１００  １１００  ０１１０  １０００  １１０１  １１００  ０００１  ００１０  ０１１０  ０００１  ００１１  １１１０  ０００１  ０００１  ０１１０  ００００  １１１０  ００１０  １ｘｘｘ］を使用することを含み、
ｂ）‘０’はＢＰＳＫ点｛＋１，０｝を表し、‘１’はＢＰＳＫ点｛−１，０｝を表し、‘ｘ’はＢＰＳＫ点｛０，０｝を表す、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
同軸ネットワークを通してブロードキャストおよびユニキャストデータパケットを送信する方法であって、
ａ）次の複数のシンボル、すなわち、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＣＰ０、ＣＥを含むブロードキャストおよびユニキャストデータプリアンブルを生成するステップと、
ｂ）データペイロードに前記ブロードキャストおよびユニキャストデータプリアンブルを付加するステップと、
ｃ）前記データペイロードならびに付加されたブロードキャストおよびユニキャストデータプリアンブルを、ＭｏＣＡネットワーク内の通信チャネルを通じて送信するステップと
を含み、
前記ＬＳ１シンボルは６４ビット二進データ入力シーケンスによって規定され、ＣＰ０は前記シンボルの終端部の繰返しであり、ＣＥは、各ビットが複数のアクティブなサブキャリアの１つのサブキャリア上で変調される２５６ビット二進データ入力シーケンスである、方法。
【請求項６】
ａ）前記生成するステップは、各ＬＳ１シンボルを生成するために、次の長いシーケンス、すなわち、ＬＳ１＝［ｘ０１０  １０１１  １００１  ００１０  １０１０  １０１１  １０００  １００１  ００１１  １００１  ０１１１  １１００  １１００  １００１  ０１１０  １ｘｘｘ  ｘｘｘｘ  １１１１  ００００  ０１１０  １０００  ０００１  １１１１  １１００  １１０１  ０１０１  １１１０  １１１１  １０１０  ００１１  ０００１  ００００］を使用することを含み、
ｂ）‘０’はＢＰＳＫ点｛＋１，０｝を表し、‘１’はＢＰＳＫ点｛−１，０｝を表し、‘ｘ’はＢＰＳＫ点｛０，０｝を表す、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
とａ）前記生成するステップは、各ＣＥシンボルを生成するために、次のＣＥシンボル、すなわち、ＣＥ＝［ｘｘｘｘ  １０１１  １１０１  ００１０  １１１１  ０１００  ０１０１  ０００１  １００１  ００００  １０１０  １１１０  ０１１０  ０００１  １１１０  ０００１  １１０１  ０１１０  ０１１０  ００００  １１０１  ０１１１  ００１１  ０１１１  ００１１  １０００  ０１０１  ０００１  ００１０  ００１０  ０１１１  ００１１  １１１１  ００１１  ００００  １１１０  １０１１  １１００  ０００１  ００１０  ００１０  ０１０１  １０１０  １１１０  １００１  １１００  １０００  １１１０  ００００  ００１１  １０１０  １０００  ０１１１  １０１１  ０１０１  １１１０  １１１０  ００１１  １１００  ０１００  １０１１  ｘｘｘｘ  ｘｘｘｘ  ｘｘｘｘ  ｘｘｘｘ  ｘｘｘｘ  ｘｘｘｘ  ｘ００１  ００１０  １０１１  ０１００  １０００  １００１  ００１０  ００００  ００１１  １１１１  １００１  ０１００  ０１１１  ００１０  １１００  ００１０  １００１  １１０１  １１００  １１００  ０１１１  ０１１０  ００００  １１００  ０１１１  ００１０  ０１１０  ０１１０  １１００  ０１１０  １１０１  １１１０  １００１  １０００  ０１１０  １１１０  ０１０１  １０１１  ０１００  ００００  ０００１  １１００  １１００  １１００  ０１１０  １０００  １１０１  １１００  ０００１  ００１０  ０１１０  ０００１  ００１１  １１１０  ０００１  ０００１  ０１１０  ００００  １１１０  ００１０  １ｘｘｘ］を使用することを含み、
ｂ）‘０’はＢＰＳＫ点｛＋１，０｝を表し、‘１’はＢＰＳＫ点｛−１，０｝を表し、‘ｘ’はＢＰＳＫ点｛０，０｝を表す、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
同軸ネットワークを通してＭＡＰパケットを送信する方法であって、
ａ）次の複数のシンボル、すなわち、ＬＳ２、ＬＳ２、ＬＳ２、ＬＳ２、ＣＰ０、ＣＥを含むＭＡＰプリアンブルを生成するステップと、
ｂ）データペイロードに前記ＭＡＰプリアンブルを付加するステップと、
ｃ）前記データペイロードおよびＭＡＰプリアンブルを、ＭｏＣＡネットワーク内の通信チャネルを通じて送信するステップと
を含み、
前記ＬＳ２シンボルは、前記ＭＡＰプリアンブルに一意である６４ビット二進データ入力シーケンスによって規定され、ＣＰ０は前記シンボルの終端部の繰返しであり、ＣＥは、各ビットが複数のアクティブなサブキャリアの１つのサブキャリア上で変調される２５６ビット二進データ入力シーケンスである、方法。
【請求項９】
ａ）前記同軸ネットワークのノードにおいて前記送信されたＭＡＰプリアンブルを受信するステップと、
ｂ）前記ＬＳ２シンボルのコンテンツに基づいて前記受信されたプリアンブルをＭＡＰプリアンブルとして識別するステップと
をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
同軸ネットワークを通してハイスループットユニキャスト（ＨＴＵ）データパケットを送信する方法であって、
ａ）次の複数のシンボル、すなわち、ＣＰ０、ＣＥを含むＨＴＵプリアンブルを生成するステップと、
ｂ）データペイロードに前記ＨＴＵプリアンブルを付加するステップと、
ｃ）前記データペイロードおよびＨＴＵプリアンブルを、ＭｏＣＡネットワーク内の通信チャネルを通じて送信するステップと
を含み、
前記ＣＰ０は前記シンボルの終端部の繰返しであり、ＣＥは、各ビットが複数のアクティブなサブキャリアの１つのサブキャリア上で変調される２５６ビット二進データ入力シーケンスである、方法。
【請求項１１】
ａ）次の複数のシンボル、すなわち、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＣＰ０、ＣＥ、ＣＥを含むアドミッションプリアンブルを生成するステップと、
ｂ）データペイロードに前記アドミッションプリアンブルを付加するステップと、
ｃ）前記データペイロードおよび前記付加されたアドミッションプリアンブルを、ＭｏＣＡネットワーク内の通信チャネルを通じて送信するステップと
をさらに含み、
前記ＳＳシンボルは３０ビット二進データ入力シーケンスによって規定され、前記ＬＳ１シンボルは６４ビット二進データ入力シーケンスによって規定される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
ａ）次の複数のシンボル、すなわち、
ｉ）４つのＬＳシンボル、
ｉｉ）サイクリックプレフィックス、および、
ｉｉｉ）ＣＥシンボル
を含むＭＡＰプリアンブルを生成するステップと、
ｂ）データペイロードに前記ＭＡＰプリアンブルを付加するステップと、
ｃ）前記データペイロードおよびＭＡＰプリアンブルを、ＭｏＣＡネットワーク内の通信チャネルを通じて送信するステップと
をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
ａ）次の複数のシンボル、すなわち、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＣＰ０、ＣＥを含むブロードキャストおよびユニキャストデータプリアンブルを生成するステップと、
ｂ）データペイロードに前記ブロードキャストおよびユニキャストデータプリアンブルを付加するステップと、
ｃ）前記データペイロードならびに付加されたブロードキャストおよびユニキャストデータプリアンブルを、ＭｏＣＡネットワーク内の通信チャネルを通じて送信するステップと
をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
同軸ネットワークを通してビーコンパケットを送信する方法であって、
ａ）次の複数のシンボル、すなわち、
ｉ）１２のＳＳシンボル、
ｉｉ）８つのＬＳ１シンボル、並びに、
ｉｉｉ）チャネル推定相関シーケンスであって、
Ａ）サイクリックプレフィックス、および、
Ｂ）２つのＣＥＢｅａｃｏｎシンボル
を有する、チャネル推定相関シーケンス
を含むビーコンプリアンブルを生成するステップと、
ｂ）データペイロードに前記ビーコンプリアンブルを付加するステップと、
ｃ）前記データペイロードおよびビーコンプリアンブルを、ＭｏＣＡネットワーク内の通信チャネルを通じて送信するステップと
を含み、
前記サイクリックプレフィックスは前記シンボルの終端部の繰返しであり、ＣＥＢｅａｃｏｎは各ビットが複数のアクティブなサブキャリアの１つのサブキャリア上で変調される２５６ビット二進データ入力シーケンスであり、前記ＳＳシンボルは３０ビット二進データ入力シーケンスによって規定され、前記ＬＳ１シンボルは、それぞれ６４ビット二進データ入力シーケンスによって規定される、方法。
【請求項１５】
通信ネットワークで使用するためのノードであって、
ａ）ビーコンプリアンブルを生成するプリアンブル発生器であって、前記ビーコンプリアンブルは、
ｉ）１２のＳＳシンボル、
ｉｉ）８つのＬＳシンボル、並びに、
ｉｉｉ）チャネル推定相関シーケンスであって、
Ａ）サイクリックプレフィックス、および、
Ｂ）前記ビーコンプリアンブルに一意の２つのＣＥシンボル
を含む、チャネル推定相関シーケンス
を含む、プリアンブル発生器と、
ｂ）前記プリアンブル発生器に連結した送信機であって、前記プリアンブル発生器から前記ビーコンプリアンブルを受信しかつデータを受信し、前記ビーコンプリアンブルに前記データを付加しかつ前記付加されたデータと共に前記ビーコンプリアンブルを送信する、送信機と
を備える、ノード。
【請求項１６】
ａ）前記プリアンブル発生器は、次の複数のシンボル、すなわち、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＣＰ０、ＣＥ、ＣＥを含むアドミッションプリアンブルを生成し、
ｂ）前記送信機は、前記アドミッションプリアンブルを受信し、前記データの少なくとも一部分を前記アドミッションプリアンブルに付加し、前記アドミッションプリアンブルに付加された前記データの部分を有する前記アドミッションプリアンブルを送信するためにさらに連結される、請求項１５に記載のノード。
【請求項１７】
ａ）前記プリアンブル発生器は、次の複数のシンボル、すなわち、ＬＳ２、ＬＳ２、ＬＳ２、ＬＳ２、ＣＰ０、ＣＥを含むブロードキャストおよびユニキャストデータプリアンブルをさらに生成し、
ｂ）前記送信機は、前記ブロードキャストおよびユニキャストデータプリアンブルを受信し、前記データの少なくとも一部分を前記ブロードキャストおよびユニキャストデータプリアンブルに付加し、前記ブロードキャストおよびユニキャストデータプリアンブルに付加された前記データの一部分と共に前記ブロードキャストおよびユニキャストデータプリアンブルを送信するためにさらに連結される、請求項１６に記載のノード。
【請求項１８】
ａ）前記プリアンブル発生器は、次の複数のシンボル、すなわち、ＣＰ０、ＣＥを含むハイスループットユニキャスト（ＨＴＵ）プリアンブルをさらに生成し、
ｂ）前記送信機は、前記ＨＴＵプリアンブルを受信し、前記データの少なくとも一部分を前記ＨＴＵプリアンブルに付加し、前記ＨＴＵプリアンブルに付加された前記データの一部分と共に前記ＨＴＵプリアンブルを送信するためにさらに連結される、請求項１６に記載のノード。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、「Ｈｉｇｈ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｐｒｅａｍｂｌｅｓ  ｆｏｒ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ｓｙｓｔｅｍｓ  ｏｖｅｒ  ｐｓｅｕｄｏ−ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｃｈａｎｎｅｌｓ」という名称の２００８年９月１１日に出願された米国仮出願番号第６１／０９６，２６８号、「Ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ  ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ＰＨＹ−ｆｒａｍｅ  ｐｒｅａｍｂｌｅｓ  ｏｎ  ｃｏａｘ」という名称の２００８年９月１２日に出願された米国仮出願番号第６１／０９６，４３５号、「Ｈｉｇｈ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｐｒｅａｍｂｌｅｓ  ｆｏｒ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ｓｙｓｔｅｍｓ  ｏｖｅｒ  ｐｓｅｕｄｏ−ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｃｈａｎｎｅｌｓ」という名称の２００９年１月１５日に出願された米国仮出願番号第６１／１４５，０７６号、および「Ｈｉｇｈ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｐｒｅａｍｂｌｅｓ  ｆｏｒ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ｓｙｓｔｅｍｓ  ｏｖｅｒ  ｐｓｅｕｄｏ−ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｃｈａｎｎｅｌｓ」という名称の２００９年９月１０日に出願された米国非仮出願番号第１２／５５７，２８８号の利益を主張する。
【技術分野】
【０００２】
開示されるシステムおよび方法は、ネットワークを通したデータの伝送に関する。より詳細には、開示されるシステムおよび方法は、高効率性プリアンブルを有する直交周波数分割多重化（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ）（ＯＦＤＭ）ネットワークを通してデータを伝送することに関する。
【背景技術】
【０００３】
従来のマルチメディアオーバコアキシャルアライアンス（Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｏｖｅｒ  Ｃｏａｘｉａｌ  Ａｌｌｉａｎｃｅ）（ＭｏＣＡ）ネットワークでは、データパケットは同軸通信チャネルを通じて送信される。従来のＭｏＣＡネットワークの各データパケットは、プリアンブルとそれに続くデータペイロードを含む。プリアンブルは、適切な利得、位相、および周波数補償を用いて後続のデータを受信するために受信機を較正するために使用される。プリアンブルはまた、ペイロードの最初のＯＦＤＭシンボルが、いつ受信機において受信されるかを判定するために受信機によって使用される。
【０００４】
図１は、従来のＭｏＣＡ１．０ネットワークで利用される４つの異なる長さの５つの異なるプリアンブル１０２、１２２、１３２、１４２、１５２を示す。各プリアンブルは、短セグメント（Ｓｈｏｒｔ  Ｓｅｇｍｅｎｔｓ）（ＳＳ）、長セグメント（Ｌｏｎｇ  Ｓｅｇｍｅｎｔｓ）（ＬＳ）、ギャップ、サイクリックプレフィックス（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｐｒｅｆｉｘ）（ＣＰ）、およびチャネル推定シンボル（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  Ｓｙｍｂｏｌ）（ＣＥ）のいくつかの組合せで構成される。
【０００５】
各ＳＳセグメントは、｛０１１１  ００００  １０００  ０１１１  １１００  ０１００  １１１１  １０｝などの３０ビット２値データ入力シーケンスによって規定される。その二進データ入力シーケンスの各ビットは、π／４−オフセット２相シフトキー（Ｂｉ−Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙ）（ＢＰＳＫ）変調を使用して変調される。
【０００６】
各ＬＳセグメントは、２つの６４ビット二進データ入力シーケンス、すなわち、｛１１１１  １１０１  ０１０１  ０１１０  ０１００  ０１００  １０１１  ０１１０  ００１１  １０１０  ０００１  １０１０  １１１０  ０１１１  １０１１  １１１０｝などの二進シーケンスを有するＬＳ１および｛１０１１  １００１  １１１０  １１１１  １０００  ０００１  ０１０１  ００１１  ００１０  ００１０  ０１０１  １０１１  ０００１  １１０１  ００００  １１０１｝などの二進シーケンスを有するＬＳ２の一方によって規定される。ＳＳの場合と同様ように、ＬＳの二進データ入力シーケンスの各ビットは、π／４−オフセットＢＰＳＫ変調として変調される。図１に示すように、長いシーケンス１０６で使用されるＬＳセグメントの半分は（長いシーケンス１０６の第２の半分のＬＳについて示される負の符号によって示すように）反転される。
【０００７】
各ギャップは、５０ＭＨｚの公称サンプルレートにおける３２の同相および直交位相のゼロからなる。
【０００８】
各ＣＰは、開始部におけるシンボルの終端部の繰返しである。その目的は、主データが受信機に到達する前に、マルチパスがセトリングすることを可能にすることである。受信機は、通常、マルチパスがセトリングした後に信号を復号するように構成される。その理由は、これが、シンボル間干渉を回避するからである。サイクリックプレフィックスの長さは、チャネルインパルス応答の継続時間に等しいことが多い。
【０００９】
各ＣＥは、各ビットが２５６のアクティブなサブキャリアの１つのサブキャリアに関して変調される２５６ビット二進データ入力シーケンスである。このビットシーケンスは、たとえば、｛ＡＢＤ２  Ｆ４５１  ９０ＡＥ  ６１Ｅ１  Ｄ６６０  Ｄ７３７  ３８５１  ２２７３  ６ＤＥ９  ８６Ｅ５  Ｂ４０１  ＣＣＣ６  ８ＤＣ１  ２６１３  Ｅ１１６  ０Ｅ２Ｅ｝として１６進法表記で表現された二進シーケンスであり、このシーケンスの第１番目のビットは０番目のサブキャリアに割当てられ、最後のビットは２５５番目のサブキャリアに割当てられる。
【００１０】
プリアンブル長は、データ送信について利用可能な帯域幅を最大にするように変える。図１に示すように、２つの最もロバストなプリアンブルは、ビーコンプリアンブル１０２およびＭＡＰプリアンブル１２２である。ビーコンプリアンブル１０２およびＭＡＰプリアンブル１２２は、ネットワーク協調のために使用され、かつネットワークに関する情報を含むため、最もロバストでかつ効率が最も低いプリアンブルである。２番目の最もロバストなプリアンブルタイプは、アドミッション／プローブプリアンブル（Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ／Ｐｒｏｂｅｓ  Ｐｒｅａｍｂｌｅ）１３２である。アドミッション／プローブプリアンブル１３２は、送信機が通信リンクを通じてデータを送信する通信リンクに関してほとんどまたは全く事前情報を持たない受信機に対応するために、送信機によって使用される。２番目の最も効率的なプリアンブルは、ブロードキャスト／データプリアンブル１４２である。ブロードキャスト／データプリアンブル１４２は、送信機から１つまたは複数の受信機へデータを転送するために使用され、通信リンクに関するいくつかの事前情報を受信ノードが持っていると仮定する。最も効率的で、したがって、最も短いプリアンブルは、ハイスループットユニキャストデータ（Ｈｉｇｈ−Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ  Ｕｎｉｃａｓｔ  Ｄａｔａ）（ＨＴＵＤ）プリアンブル１５２である。ＨＴＵＤプリアンブル１５２は、通信チャネルに関するかなりの量の事前情報を受信機が持っているときに、データパケットの始めに添付される。
【００１１】
ビーコンプリアンブル
【００１２】
従来のＭｏＣＡネットワークでは、ビーコン１００は、ネットワークのネットワークコントローラ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）（ＮＣ）によって一定間隔で送信される。一部の実施形態では、ＮＣは、１０ｍｓごとにビーコン１００を送信する。既存のＭｏＣＡネットワークに参加しようと試みるノードは、ビーコン１００があるか走査する可能性があり、ビーコン１００は、チャネル時間クロック（ｃｈａｎｎｅｌ  ｔｉｍｅ  ｃｌｏｃｋ）（ＣＴＣ）、ＭｏＣＡネットワークバージョン、およびデータペイロード１６０の次のアドミッション制御フレーム（ａｄｍｉｓｓｉｏｎ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｆｒａｍｅ）（ＡＣＦ）の時間などのネットワーク情報を提供する。ノードは、一旦ＭｏＣＡネットワークに参加すると、ビーコン１００を使用して、ＣＴＣを追跡し、次のＭＡＰ１２０が起こるときを確定し、たとえば、ＮＣが１つのノードから別のノードへ変わるときにＮＣハンドオフを追跡する。
【００１３】
図１に示すように、ビーコンプリアンブル１０２は、短いシーケンス１０４とそれに続く長いシーケンス１０６を含む。アクセスＩＤ１０８は長いシーケンス１０６に続いて起こり、チャネル推定トレーニングシーケンス１１０に先行する。データペイロード１６０は、チャネル推定トレーニングシーケンス１１０に続いて起こる。
【００１４】
短いシーケンス１０４は、それぞれが、５０ＭＨｚのサンプルレートにおける３０の時間領域サンプルからなる１２のＳＳセグメントを含む。開示される方法および装置の一実施形態によれば、短いシーケンス１０４は、自動利得制御（ａｕｔｏｍａｔｉｃ  ｇａｉｎ  ｃｏｎｔｒｏｌ）（ＡＧＣ）調整を行うために受信ノードによって使用される。ビーコン１００が、受信ノードによって受信される可能性がある２つのシナリオが存在する。１つのシナリオでは、受信ノードは、ＭｏＣＡネットワークに参加しようと試みる。したがって、ノードは、ネットワークに関する情報を全く持っていないことになり、短いシーケンス１０４は、参加するノードによって要求される可能性があるＡＧＣ調整に対応するために使用される。第２のシナリオでは、ノードは、ネットワークに既に接続されており、したがって、ＭｏＣＡネットワークを通してＮＣが定期的にメッセージを送信するため、ノードは、おそらく、もしあればきわめて少ない回数のＡＧＣ調整を行う必要がある。
【００１５】
長いシーケンス１０６は、それぞれが、５０ＭＨｚのサンプルレートにおける６４の時間領域サンプルからなる８つのＬＳ１セグメントを含む。開示される方法および装置の一実施形態によれば、長いシーケンス１０６は、以下でさらに詳細に述べるように、バースト検出を行い、周波数を推定し、パケット開始時間を導出し、最終的なＡＧＣ調整を行うために受信ノードによって使用される。
【００１６】
アクセスＩＤ１０８は、ＳＳセグメント、ギャップ、およびＬＳ４セグメントを含む。ギャップは、５０ＭＨｚのサンプルレートにおいて３２サンプルの長さを有し、通信リンク上の電圧をゼロボルトに設定することによって生成される。
【００１７】
ビーコンプリアンブル１０２のアクセスＩＤ１０８は、ＭｏＣＡネットワークに参加しようと試みるときに、ビーコン１００を探索するノードによって使用される。たとえば、バースト検出が受信ノードによって実施された後、受信ノードは、アクセスＩＤ１０８を検証することになる。アクセスＩＤ１０８の検証は、ＬＳ４セグメントをＬＳ４セグメントの記憶された参照と相関させることによって達成される。アクセスＩＤ１０８が、受信ノードによって検証されない（たとえば、記憶された参照値と入ってくるＬＳ４セグメントとの間に低い相関が存在する）場合、バースト検出が、非ビーコンパケットのプリアンブル上で起こったか、または、誤って検出されたと、受信ノードが仮定することになる。受信ノードは、その後、バースト検出器をリセットし、パケットを処理し続けるのではなく、ビーコン１００を探索し続けることになる。ビーコン１００が検出された場合、受信ノードは、次のビーコン１００が到達するときを事前に知ることになり、アクセスＩＤ１０８の検証は、必要とされない。
【００１８】
チャネル推定トレーニングシーケンス１１０は、５０ＭＨｚのサンプルレートにおける６４のサンプルの長さを有するサイクリックプレフィックスＣＰと、５０ＭＨｚのサンプルレートにおけるさらなる３２のサンプルとを足したものを含む。サイクリックプレフィックスＣＰおよびさらなる３２のサンプルに続いて、２つのチャネル推定シンボルＣＥが起こる。チャネル推定トレーニングシーケンス１１０は、２つのノード間の通信リンクつまりチャネルの特性を推定するために使用される。サイクリックプレフィックスＣＰおよびさらなる３２のサンプルは、アクセスＩＤ１０８の１２６のサンプルと連携して、チャネル推定シンボルＣＥの到達前に、バースト検出およびパケット開始時間（たとえば、データパケット１６０が受信されるとき）の計算が終了することを保証する。開示される方法および装置の一実施形態によれば、２つのＣＥシンボルは、受信ノードの周波数およびタイミング追跡ループを開始させるために使用される。
【００１９】
ＭＡＰプリアンブル
【００２０】
ＭＡＰ１２０は、スケジューリング情報を提供するために、ＮＣによってネットワークノードの全てに送出されるブロードキャストパケットであり、周波数ベースで送信される。一部のＭｏＣＡネットワークでは、ＭＡＰ１２０は、平均してほぼ１ｍｓごとにＮＣによって送信される。ＭＡＰ１２０は、ネットワークを通してデータを送信するように、各ネットワークノードがいつスケジューリングされるかを識別する。図１に示すように、ＭＡＰプリアンブル１２２は、ＬＳ３セグメントがＬＳ４セグメントの代わりに使用されることを除いてビーコンプリアンブル１０２と同一である。ＭＡＰプリアンブル１２２の同様の成分の説明は、冗長性を回避するために省略される。
【００２１】
ネットワークノードは、アクセスＩＤ１０８、１２４のＬＳセグメントの相関の結果によって、ＭＡＰ１２０とビーコン１００を区別する。したがって、ＬＳ３セグメントおよびＬＳ４セグメントは、受信ノードがＭＡＰ１２０とビーコン１００を容易に区別するように、お互いに低く相関する。
【００２２】
アドミッション／プローブプリアンブル
【００２３】
アドミッションパケット１３０は、ネットワークに組み入れられるノードについて、リンクプロファイルが確立される前に送信される。したがって、ネットワークノードが、ネットワークノードと、組み込まれつつあるネットワークノードとの間の通信リンクに関する情報をほとんどまたは全く持っていないときに、アドミッションパケット１３０が送信される。これらのシナリオでは、最初のアドミッションパケット１３０は、ビーコンまたはＭＡＰパケット１２０によって識別されたスケジューリングされた時間スロットを有するアドミッション要求において送信される。プローブ１３０は、ネットワークノードのそれぞれによって送信され、送信側ネットワークノードと、ネットワークに接続された他のノードのそれぞれとの間の通信チャネルを特徴付けるために使用される。プローブ１３０は、ネットワークノードのそれぞれの間で一定間隔で送信される。
【００２４】
図１に示すように、アドミッション／プローブプリアンブル１３２は、２つの例外があるが、ビーコンおよびＭＡＰプリアンブル１０２、１２２と同様である。アドミッション／プローブプリアンブル１３２とビーコンおよびＭＡＰプリアンブル１０２、１２２との１つの差は、アドミッション／プローブプリアンブル１３２がアクセスＩＤ１０８、１２４を含まないことである。アドミッション／プローブプリアンブル１３２とビーコンおよびＭＡＰプリアンブル１０２、１２２との第２の差は、３２のさらなる５０ＭＨｚサンプルがビーコンおよびＭＡＰプリアンブル１０２、１２２で実施されるのと対照的に、チャネル推定トレーニングシーケンス１３４のサイクリックプレフィックＣＰに続いて、１００のさらなる５０ＭＨｚサンプルが起こることである。
【００２５】
アドミッション／プローブプリアンブル１３２の短いシーケンス１０４および長いシーケンス１０６の処理および使用は、ビーコンまたはＭＡＰプリアンブル１０２、１２２を受信する受信ノードによってシーケンスおよび長いシーケンスが使用されるのと同じ方法で受信ノードによって利用される。同様な説明は繰返されない。
【００２６】
アドミッション／プローブプリアンブル１３２内のサイクリックプレフィックスＣＰに続くさらなる１００のサンプルは、チャネル推定シンボルＣＥの到達前に、受信ノードによって実施されるバースト検出およびパケット開始時間計算が終了することを保証するために実施される。これらのＣＥシンボルが、受信ノードの周波数およびタイミング追跡ループを開始するために使用される。
【００２７】
ブロードキャストデータプリアンブル
【００２８】
ブロードキャスト／データプリアンブル１４２は、ネットワークノードによってブロードキャストされる全てのデータパケットの開始部に添付される。ブロードキャスト／データプリアンブル１４２は、ビーコン、ＭＡＰ、およびアドミッション／プローブプリアンブル１０２、１２２、１３２より長さが短い。その理由は、受信ノードが、通信チャネルを通してデータを受信することになる通信チャネルに関するいくつかの情報を有することになるからである。
【００２９】
図１に示すように、ブロードキャスト／データプリアンブル１４２は、中間シーケンス１４４と、それに続くチャネル推定トレーニングシーケンス１３４を含む。中間シーケンス１４４は、ＡＧＣ調整のために使用される単一のＳＳセグメントと、それに続く４つのＬＳ１セグメントを含み、４つのＬＳ１セグメントは、開示される方法および装置の一実施形態によれば、最終的なＡＧＣ調整、バースト検出、周波数推定を実施し、データの開示時間を導出するために使用される。
【００３０】
チャネル推定トレーニングシーケンス１３４は、サイクリックプレフィックスＣＰおよびさらなる１００の５０ＭＨｚサンプルと、それに続く２つのＣＥシンボルを含む。ＣＰに続く１００のサンプルは、チャネル推定シンボルＣＥの到達前に、受信ノードによって実施されるバースト検出およびパケット開始時間計算が終了することを保証し、ＣＥは、受信ノードの周波数およびタイミング追跡ループを開始するために使用される。
【００３１】
ＨＴＵＤプリアンブル
【００３２】
ＨＴＵＤプリアンブル１５２は、最も効率的なプリアンブルであり、ノードが通信チャネルを通して通信する通信チャネルに関するかなりの事前情報を有するノード間のユニキャストデータ送信のために予約される。図１に示すように、ＨＴＵＤプリアンブル１５２は、ＬＳ２セグメントと、それに続くチャネル推定トレーニングシーケンス１３４を含む。
【００３３】
ＨＴＵＤプリアンブル１５２のＬＳ２セグメントは、バースト検出を行い、データの開始時間を導出するために使用される。受信ノードが、データスループットを最大にするために、事前利得および周波数に依存するため、周波数推定およびＡＧＣ調整は実施されない。
【００３４】
プリアンブルは、受信機を較正し、データの開始を識別するために必要であるが、ネットワーク帯域幅を占有し、通信チャネルのスループットを減少させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３５】
したがって、疑似固定通信システムを通じた通信システム用の高効率性プリアンブルが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
データパケットにプリアンブルを添付すること、および、プリアンブルおよびデータパケットを、ＭｏＡネットワーク内の通信チャネルを通じて送信することを含む、ネットワークを通してデータパケットを送信する方法および装置が本明細書で開示される。一実施形態によれば、プリアンブルは、ビーコン、アドミッション、ブロードキャスト／ユニキャスト、ＭＡＰ、またはハイスループットプリアンブルの１つまたは複数である。ビーコンプリアンブルは、シンボルＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＣＰ０、ＣＥＢｅａｃｏｎ、ＣＥＢｅａｃｏｎを含む。アドミッションプリアンブルは、シンボルＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＳＳ、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＣＰ０、ＣＥ、ＣＥを含む。ブロードキャストプリアンブルは、シンボルＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＣＰ０、ＣＥ、ＣＥを含む。ユニキャストプリアンブルは、シンボルＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＬＳ１、ＣＰ０、ＣＥ、ＣＥを含む。ＭＡＰプリアンブルは、シンボルＬＳ２、ＬＳ２、ＬＳ２、ＬＳ２、ＣＰ０、ＣＥ、ＣＥを含む。ハイスループットプリアンブルは、シンボルＣＰ０、ＣＥを含む。ＳＳシンボルは６４ビットで規定され、ＬＳ１、ＬＳ２、およびＣＰ０シンボルは、それぞれ１９２ビットで規定され、ＣＥシンボルは５１２ビットで規定される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】ＭｏＣＡ１．０ネットワークで使用される従来のプリアンブルを示す図である。
【図２】本開示による高効率性プリアンブルの一実施形態を示す図である。
【図３】本開示によるＭｏＣＡ２．０ノードの送信チャネルおよび受信チャネルの簡略化されたアーキテクチャを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
高効率性プリアンブル
【００３９】
図１に示されまた上述したＭｏＣＡ１．０のプリアンブルは、数年間、業界標準であった。しかし、これらのプリアンブルは、ＭｏＣＡネットワークの得られる最大スループットを制限する非効率性を含む。
【００４０】
以下で詳細に述べる高効率性プリアンブルは、ＭｏＣＡ１．０プリアンブルの機能と同様の機能を実施するが、ＭｏＣＡ１．０のプリアンブルと比較して、より高いスループット、より正確なパワー推定、およびより正確なバースト検出時間を可能にする。さらに、ＭｏＣＡネットワークのデータスループットは、測距を使用することによってさらに増加し得る。たとえば、測距は、受信ノードが、受信ノードと送信ノードとの距離を確定することによって、パケットがいつ到達することになるかを予測することを可能にする。したがって、パケットがいつ到達すべきかを受信ノードが確定できることになるため、測距は、受信ノードが、入ってくるデータパケットを受信するために、見る窓を狭くすることを可能にする。
【００４１】
ビーコンプリアンブル
【００４２】
図２は、本開示による高効率性プリアンブル２０２、２１２、２２２、２３２の一実施形態を示す。一実施形態によれば、図２に示されるように、ビーコンプリアンブル２０２は、短いシーケンス２０４と、それに続く長いシーケンス２０６を含んでもよい。１つのこうした実施形態では、チャネル推定相関シーケンス２０８およびデータペイロード２６０が長いシーケンス２０６に続く。一実施形態では、こうしたビーコンプリアンブル２０２は、ネットワーク内のノードが全て、このビーコンプリアンブル２０２を検出することが可能であるときに使用される。すなわち、このビーコンプリアンブル２０２は、（図１に示す）ＭｏＣＡ１．０ビーコン１００を検出できるだけであるレガシーデバイスが、ノードとしてネットワークに参加することを許可されないネットワークで最もよく使用される。あるいは、開示される方法および装置の一部の実施形態では、ビーコン１００は、レガシーノードがネットワークに参加することを可能にするために、より効率的なビーコン２００の代わりに使用される。
【００４３】
一部の実施形態では、短いシーケンス２０４は、それぞれが６４の周波数領域ビットで規定される１２の“ＳＳ”直交周波数分割多重化（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ）（ＯＦＤＭ）シンボルを含む。すなわち、各ＳＳシンボルは、１００ＭＨｚにわたって所定間隔で配置された６４のサブキャリアに変調された２相シフトキー（Ｂｉ−Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙ）（ＢＰＳＫ）である６４ビットデータシーケンスを使用することによって生成される。１つの特定の実施形態では、間隔は均等である。あるいは、間隔は、特定の目的を達成するために選択され得る。各ＢＰＳＫ変調されたサブキャリアは、６４点逆高速フーリエ変換（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）（ＩＦＦＴ）を使用して時間領域に変換される。６４のサブキャリアのそれぞれからのサンプルは、１つの複素サンプルを得るために、シリアルコンバータに対して並列に加算される。６４のこうしたサンプルはＳＳシンボルを構成する。時間領域サンプルは、１００ＭＨｚサンプルレートで生成される。したがって、各サンプルは、１／（１００６）秒に等しい離散的期間にわたる６４のサブキャリア全ての複素数の和を表す。短いシーケンス２０４は、こうした１２のＳＳシンボルからなる。一実施形態によれば、各ＳＳシンボルは、以下の短いシーケンス（８のステップで、サブキャリア０で始まりサブキャリア５１１まで）を使用して生成される。
【００４４】
ＳＳ＝［ｘ００１  ００００  １１１１  １０１０  １１０１  ０００１  ００１１  １０１ｘ  ｘｘ００  ０１０１  １１１０  ００１０  １１０１  １０１０  ０００１  ００００］
【００４５】
ここで、‘０’はＢＰＳＫ点｛＋１，０｝を表し、‘１’はＢＰＳＫ点｛−１，０｝を表し、‘ｘ’はＢＰＳＫ点｛０，０｝を表す。プリアンブルの生成に関するさらなる詳細は、図３に関して以下で提示される。
【００４６】
長いシーケンス２０６は、８つの“ＬＳ１”シンボルを含み、“ＬＳ１”シンボルはそれぞれ、開示される方法および装置の一実施形態によれば、１２８の周波数領域ビットで規定される。
【００４７】
一実施形態によれば、ＬＳ１は、以下の長いシーケンス（４のステップで、サブキャリア０で始まりサブキャリア５１１まで）を使用して生成される。
【００４８】
ＬＳ１＝［ｘ０１０  １０１１  １００１  ００１０  １０１０  １０１１  １０００  １００１  ００１１  １００１  ０１１１  １１００  １１００  １００１  ０１１０  １ｘｘｘ  ｘｘｘｘ  １１１１  ００００  ０１１０  １０００  ０００１  １１１１  １１００  １１０１  ０１０１  １１１０  １１１１  １０１０  ００１１  ０００１  ００００］
【００４９】
ここで、‘０’はＢＰＳＫ点｛＋１，０｝を表し、‘１’はＢＰＳＫ点｛−１，０｝を表し、‘ｘ’はＢＰＳＫ点｛０，０｝を表す。したがって、サブキャリア０（第１のサブキャリア）はｘによって変調され、サブキャリア３はゼロによって変調され、サブキャリア７は１によって変調され、サブキャリア１０はゼロによって変調される、などである。
【００５０】
一実施形態では、長いシーケンス２０６のコンテンツは、ビーコンプリアンブルに一意であり得るため、受信機は、長いシーケンス２０６のコンテンツを使用して、ビーコンプリアンブルをそれとして識別し得る。
【００５１】
チャネル推定相関シーケンス２０８は、サイクリックプレフィックス“ＣＰ０”と、それに続く２つのビーコンチャネル推定シーケンス“ＣＥＢｅａｃｏｎ”を含む。各ＣＥＢｅａｃｏｎは、５１２の周波数領域ビットで規定される。一部の実施形態では、サイクリックプレフィックスＣＰ０は、１２８の周波数領域ビットの長さを有する。開示される方法および装置の代替の実施形態では、その長さは、１９２の周波数領域ビットである。他の長さも可能であることが、当業者によって理解されるであろう。
【００５２】
受信ノードは、データシンボルを復号するときに、チャネルの作用が補償され得るようにチャネル応答（ノード間の通信チャネルの応答）を測定するためにチャネル推定相関シーケンス２０８を使用する。さらに、チャネル推定シンボルは、長期ＡＧＣエネルギー測定を行い、（２つのＣＥシンボルが送信される場合）周波数オフセットを推定するために使用される。チャネル推定相関シーケンスと図１に示すＭｏＣＡ１．０チャネル推定トレーニングシーケンス１１０との間の１つの差は、本明細書で開示されている方法および装置において、チャネル推定相関シーケンス２０８のシンボルが、利用可能な全てのサブキャリアを使用して送信されることであることが留意されるべきである。すなわち、本明細書で開示されている方法および装置によれば、チャネル推定相関シーケンスは、サブキャリア４〜２４３および２６３〜５０８（全部で４８０のサブキャリア）を使用して送信される。対照的に、ＭｏＣＡ１．ｘは、チャネル推定シンボルが、使用されたサブキャリアだけを使用して送信されることを強制する。利用可能な全てのサブキャリアを使用して送信することは、（ａ）チャネルスムージングの性能を改善し、（ｂ）一定の、したがって、予測可能なチャネル推定シンボル（バースト検出性能にとって重要である）をもたらし、（ｃ）特定のサブキャリアの削除によって、ピーク平均比（Ｐｅａｋ−ｔｏ−Ａｖｅｒａｇｅ  ｒａｔｉｏ）（ＰＡＲ）が送信機クリッピング比を超える劣化事例をなくす。ＰＡＲは、マグニチュード（Ｉ２＋Ｑ２）として測定される。
【００５３】
ビーコンプリアンブル２０２の短いシーケンス２０４は、ＡＧＣ調整のために受信ノードによって使用されてもよい。ビーコンプリアンブル２０２の長いシーケンス２０６は、わずかなＡＧＣ調整、バースト検出、周波数推定を実施し、データペイロード２６０の開始時間を導出するために、受信ノードによって使用されてもよい。
【００５４】
図２に示すように、改善されたビーコンプリアンブル２０２は、アクセスＩＤ１０８（図１に示す）を含まない。ＭｏＣＡの一部の実施形態では、アクセスＩＤ１０８は、ビーコンパケットとＭＡＰパケットを区別するために受信機によって使用することを意図した。非同期ビーコンを探すとき（すなわち、ビーコンの到達時間が未知であるとき）、アクセスＩＤは、ビーコンをＭＡＰパケットおよびアドミッション／プローブパケットから区別するために使用された。パケットがＭｏＣＡネットワークで送信される場合、ビーコン以外の全てのパケットに、同期性があることに留意されたい。したがって、受信機は、どのパケットタイプが受信されるかを事前に知っており、したがって、アクセスＩＤを無視する。本明細書で開示されている方法および装置の一実施形態によれば、ＣＥＢｅａｃｏｎまたはＣＥＢｅａｃｏｎのあるサブセットは、ビーコン２００のパケットを他のパケットから区別するために、チャネル推定相関シーケンス２０８として使用され、したがって、本明細書で開示されている方法および装置からのアクセスＩＤの削除を可能にする。ビーコンプリアンブル２０２からのアクセスＩＤ１０８の削除は、通信チャネルを通して改善されたデータスループットを提供する。
【００５５】
さらに、アクセスＩＤ１０８の削除および１９２のサンプルＣＰ０の実装は、入ってくるパケットのエネルギーを、受信ノードがよりよく推定することを可能にする。上述したように、ＭｏＣＡ１．０ビーコンプリアンブル１０２のアクセスＩＤ１０８は、３２のサンプルＳＳシンボルと、それに続くゼロ電圧ギャップで始まる。信号処理の遅延のために、受信ノードは、ＡＧＣ調整中に実施されるエネルギー測定がギャップの一部分を含むことになるため、入ってくるパケットのパワーを頻繁に過小評価し、実施態様に応じて、約１ｄＢのパワー過小評価をもたらす。
【００５６】
本明細書で開示されている方法および装置の改善されたビーコンプリアンブル２０２は、アクセスＩＤ１０８を削除し、１つまたは複数の非ゼロ値を有してもよいサイクリックプレフィックスＣＰ０を提供することによって、より正確なパワー推定を可能にする。したがって、受信ノードが、信号処理の遅延を受ける場合、サイクリックプレフィックスＣＰ０の非ゼロ電圧値は、受信ノードによるパワー過小評価をなくす。
【００５７】
開示される方法および装置の一実施形態では、チャネル推定相関シーケンス２０８は、ビーコンを他のパケットと区別する、たとえば、パケットが実際にビーコン２００であることを検証するために、受信ノードによって使用されてもよい。ビーコンプリアンブル２０２は、ビーコンチャネル推定（ＣＥＢｅａｃｏｎ）シンボルを含む唯一のプリアンブルであるため、受信ノードは、プリアンブルがビーコンプリアンブル２０２であると判定する可能性がある。たとえば、受信ノードは、受信されたＣＥＢｅａｃｏｎシンボルを、受信ノードがビーコンプリアンブルにおいて受信すると予想するシンボルと相関させる可能性がある。ＣＥＢｅａｃｏｎと参照シンボルの相関結果は、以下でさらに詳細に述べるように、受信されたプリアンブルがビーコンプリアンブルであったかどうかを識別することになる。一実施形態では、受信機は、ＣＥシンボルが受信されているかどうかを調べる。ＣＥシンボルが受信されなかった場合、受信ノードは、プリアンブルがビーコンプリアンブル２０２であると判定する。その理由は、ビーコンプリアンブル２０２が、ＣＥシンボルを含むのではなく、ＣＥＢｅａｃｏｎシンボルを含む唯一のプリアンブルであるからである。
【００５８】
開示される方法および装置の一実施形態では、一意のチャネル推定シンボルに加えて、または、その代わりに、ＬＳシンボルの異なるセット（すなわち、ＬＳ１対ＬＳ２）が、ビーコンに使用され得る。
【００５９】
アドミッション／プローブプリアンブル
【００６０】
図２に示すように、アドミッション／プローブプリアンブル２１２は、複数のＳＳシンボルを含む短いシーケンス２０２と、それに続く、複数のＬＳ１シンボルを含む長いシーケンス２１４を含んでよい。長いシーケンス２１４の後に、サイクリックプレフィックスＣＰ０および２つのチャネル推定シンボルＣＥを含んでもよいチャネル推定およびトレーニングシーケンス２１６が続いてもよい。
【００６１】
開示される方法および装置の一実施形態は、以下のＣＥシンボル（サブキャリア０で始まってサブキャリア５１１まで）を使用する。                                                                                                                           
【００６２】
ＣＥ＝［ｘｘｘｘ  １０１１  １１０１  ００１０  １１１１  ０１００  ０１０１  ０００１  １００１  ００００  １０１０  １１１０  ０１１０  ０００１  １１１０  ０００１  １１０１  ０１１０  ０１１０  ００００  １１０１  ０１１１  ００１１  ０１１１  ００１１  １０００  ０１０１  ０００１  ００１０  ００１０  ０１１１  ００１１  １１１１  ００１１  ００００  １１１０  １０１１  １１００  ０００１  ００１０  ００１０  ０１０１  １０１０  １１１０  １００１  １１００  １０００  １１１０  ００００  ００１１  １０１０  １０００  ０１１１  １０１１  ０１０１  １１１０  １１１０  ００１１  １１００  ０１００  １０１１  ｘｘｘｘ  ｘｘｘｘ  ｘｘｘｘ  ｘｘｘｘ  ｘｘｘｘ  ｘｘｘｘ  ｘ００１  ００１０  １０１１  ０１００  １０００  １００１  ００１０  ００００  ００１１  １１１１  １００１  ０１００  ０１１１  ００１０  １１００  ００１０  １００１  １１０１  １１００  １１００  ０１１１  ０１１０  ００００  １１００  ０１１１  ００１０  ０１１０  ０１１０  １１００  ０１１０  １１０１  １１１０  １００１  １０００  ０１１０  １１１０  ０１０１  １０１１  ０１００  ００００  ０００１  １１００  １１００  １１００  ０１１０  １０００  １１０１  １１００  ０００１  ００１０  ０１１０  ０００１  ００１１  １１１０  ０００１  ０００１  ０１１０  ００００  １１１０  ００１０  １ｘｘｘ］
【００６３】
ここで、‘０’はＢＰＳＫ点｛＋１，０｝を表し、‘１’はＢＰＳＫ点｛−１，０｝を表し、‘ｘ’はＢＰＳＫ点｛０，０｝を表す。ＭｏＣＡ１．ｘの１６進法表記を使用して、これは、
【００６４】
ＣＥ＝［ＡＢＤ２  Ｆ４５１  ９０ＡＥ  ６１Ｅ１  Ｄ６６０  Ｄ７３７  ３８５１  ２２７３  Ｆ３０Ｅ  ＢＣ１２  ２５ＡＥ  ９Ｃ８Ｅ  ０３Ａ８  ７Ｂ５Ｅ  Ｅ３Ｃ４  Ｂｘｘｘ  ｘｘｘ１  ２Ｂ４８  ９２０３  Ｆ９４７  ２Ｃ２９  ＤＣＣ７  ６０Ｃ７  ２６６Ｃ  ６ＤＥ９  ８６Ｅ５  Ｂ４０１  ＣＣＣ６  ８ＤＣ１  ２６１３  Ｅ１１６  ０Ｅ２Ｅ］
として書かれ得る。
【００６５】
最初と最後の１２８のサブキャリアは、業界標準ＭｏＣＡ１．ｘ（すなわち、ＭｏＣＡ１．０，１．１など）によって規定されたものと同じＣＥシンボルを有し、中心の２５６のサブキャリアのみが、新たに規定される。これは、メモリ要求およびＣＥシンボルを生成する制御ロジックを低減する。
【００６６】
チャネル推定シンボルは、特定のパケットによって使用されるサブキャリアだけでなく、利用可能なサブキャリアの全てを変調する。たとえば、低い信号対雑音比または他の考慮事項のために、特定のサブキャリアが、ゼロにビットロードされる場合、チャネル推定シンボルは、依然としてそのサブキャリアを送信する。
【００６７】
一部の実施形態では、ＬＳ２シンボルが、ＬＳ１の代わりに使用されてもよい。ビーコン２００が使用される実施形態では、ＣＥＢｅａｃｏｎシンボルが、ビーコン２００とアドミッション／プローブ２１０を区別するために、受信ノードによって使用されてもよい。
【００６８】
ＭＡＰプリアンブル
【００６９】
ＭｏＣＡネットワークでは、ＭＡＰパケット１２０は、ブロードキャストメッセージとして、ネットワークに接続された各ノードに送信される。したがって、一実施形態では、改善された高効率性プリアンブルは、ＭＡＰパケットとブロードキャストパケットの両方のために使用される単一のプリアンブルを含む。しかし、図２に示すように、ＭＡＰプリアンブル２１５は、複数のＬＳ２シンボルを含む中間シーケンス２２３を含んでもよい。ＬＳ２シンボルは、ＭＡＰプリアンブルに一意であり、受信機が、ＭＡＰパケットを全ての他のタイプのパケットと区別することを可能にする。
【００７０】
開示される方法および装置の一実施形態によれば、各ＬＳ２シンボルは、以下の長いシーケンス（４のステップで、サブキャリア０で始まりサブキャリア５１１まで）を使用して生成される。
【００７１】
ＬＳ２＝［ｘ１０１  １１００  ０００１  １０１０  ０１００  １０１１  １０１１  １００１  ００１１  ０１０１  １１０１  ００００  １０００  ０１０１  ００１１  ０ｘｘｘ  ｘｘｘｘ  １１１１  ００１０  １０００  ０１１１  ００１１  ００１１  ０１１１  ０１０１  ０１１０  １００１  １１１１  ００１１  １０１１  １０００  １０００］
【００７２】
ここで、‘０’はＢＰＳＫ点｛＋１，０｝を表し、‘１’はＢＰＳＫ点｛−１，０｝を表し、‘ｘ’はＢＰＳＫ点｛０，０｝を表す。
【００７３】
中間シーケンス２２３の後に、チャネル推定トレーニングシーケンス２２６が続く。チャネル推定トレーニングシーケンス２２６は、サイクリックプレフィックスＣＰ０およびチャネル推定シンボルＣＥを含んでもよい。一部の実施形態では、第２のＣＥシンボルが、第１のＣＥシンボルに続いてもよい。
【００７４】
本明細書で開示されている方法および装置によれば、ＭＡＰパケットは、比較的頻繁に送出される。そのため、本明細書で開示されている方法および装置によれば、受信機は、頻繁に受信されるこれらのＭＡＰパケットからチャネル特性における高い信頼度を得る。利得および周波数オフセットが、容易に、以前の送信情報から推測され、また、生成され受信される多くのＭＡＰパケットで追跡され得るので、以前に送出されたパケットから採取された情報に頼ることによって、本明細書で開示されている方法および装置のＭＡＰパケットの短いシーケンスは、ＡＧＣまたは周波数推定のために使用されることを必要としない。したがって、本明細書で開示されている方法および装置のＭＡＰプリアンブルは、ＳＳシンボルを有さない。さらに、ＬＳシンボルの数は、図２に示すＭＡＰプリアンブル２１５において、図１に示すＭＡＰプリアンブル１２０において提供される８から４へ減少する。
【００７５】
したがって、改善されたＭＡＰプリアンブル２１５は、図１に示されるＭＡＰプリアンブル１２２より著しく短く、それにより、ネットワークを通して送信されるデータ量が減少する。ＭＡＰ１２０、２２０が、ＮＣから他のノードに頻繁に送信されるため、帯域幅の節約は相当大きい。さらに、ＭＡＰ１２０、２２０がＮＣによって送信される周波数は、ＭＡＰプリアンブル２２２が短縮されることを可能にする。その理由は、受信ノードが、受信ノードと送信ノードとの間の送信チャネルの特性に関する事前情報を有するため、おそらくＡＧＣ調整を行う必要がないからである。
【００７６】
ブロードキャストおよびユニキャストプリアンブル
【００７７】
図２に示すブロードキャストおよびユニキャストプリアンブル２２０は、中間シーケンス２２４内にＬＳ２シンボルではなくＬＳ１シンボルを使用することを除いて、ＭＡＰプリアンブル２１５と本質的に同じ形式を有する。
【００７８】
ＨＴＵＤプリアンブル
【００７９】
図２に示すように、ＨＴＵＤプリアンブル２３２は、サイクリックプレフィックスＣＰ０とそれに続くチャネル推定シンボルＣＥを含むチャネル推定トレーニングシーケンス２２６を含んでもよい。ＨＴＵＤプリアンブル２３２は、サイクリックプレフィックスＣＰ０とそれに続くチャネル推定シンボルＣＥを含んでもよい。一部の実施形態では、第２のチャネル推定シンボルＣＥが第１のＣＥシンボルに続いてもよい。
【００８０】
改善されたＨＴＵＤプリアンブル２３２は、図１に示すＨＴＵＤプリアンブル１５２内のチャネル推定トレーニングシーケンス１３４に先行するＬＳ２シンボルの必要性をなくす。ＨＴＵＤパケット１５０、２３０は、ＭｏＣＡネットワークで送信される最も一般的なパケットである。そのため、ＨＴＵＤプリアンブル２３２の長さの減少は、ネットワークで送信されるデータ量を増加させ、スループットを増加させる。本明細書で開示されている方法および装置の一実施形態によれば、既知のシンボルを、チャネル推定シンボルＣＥの一部分（または別法として、全シンボル）と相関させる受信ノードによって、バースト検出が実施されるため、ＬＳ２シンボルを削除できることが留意されるべきである。これは、受信機においてチャネル推定シンボルのある程度のバッファリングを必要とする可能性がある。しかし、これらのパケットが支配的なパケットタイプであることを考えれば、改善されたスループットの利益が、通常、バッファリングのコストを上回ることになる。
【００８１】
送信および受信器処理チャネル
【００８２】
図３は、ＭｏＣＡ通信ネットワーク内の第２のノード３２０に通信リンク３１５を通して連結したＭｏＣＡ通信ネットワークのノード３００の一例を示す。開示される方法および装置の一実施形態によれば、ノード３００は、周波数領域データビットのシリアルビットストリームを受信するプリアンブル発生器３０１を含む。このシリアルビットストリームは、プリアンブルシーケンスソース３０３またはパイロードデータソース３０５からプリアンブル発生器に連結される。ノード３００は、シリアル−パラレル（ｓｅｒｉａｌ−ｔｏ−ｐａｒａｌｌｅｌ）（Ｓ２Ｐ）ブロック３０２、ＱＡＭマップ３０４、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）ブロック３０６、パラレル−シリアル（ｐａｒａｌｌｅｌ−ｔｏ−ｓｅｒｉａｌ）（Ｐ２Ｓ）ブロック３０８、およびＣＰ挿入器ブロック３１０を含む。Ｓ２Ｐブロック３０２は、Ｓ２Ｐブロック３０２から出る複数の出力によって図３に示すように、各周波数領域データビットを受信し、それを、キャリア信号の複数のサブキャリアの１つのサブキャリアに割当てる。
【００８３】
一部の実施形態では、プリアンブルシーケンスソース３０３によって提供されるシリアルビットストリームは、図２に示すプリアンブル２０２、２１２、２２２、２３２のそれぞれの所定部分を規定するビットストリームを提供する。ビットストリームのこれらの部分は、ＣＥシンボルを規定する５１２ビットチャネル推定シーケンス、ＬＳシンボルを規定する１２８ビットＬＳシーケンス、およびＳＳシンボルを規定する６４ビットＳＳシーケンスを含む。シリアルビットストリームは、ＢＰＳＫを使用してＱＡＭマップ３０４によって変調される。５１２ビットチャネル推定シーケンスの各ビットは、サブキャリアの一意のサブキャリアに割当てられ、１２８ビットＬＳシーケンスの各ビットは、４つごとのサブキャリアに割当てられ（残りのサブキャリアは変調されない）、６４ビットＳＳシーケンスの各ビットは、８つごとのサブキャリアに割当てられる（残りのサブキャリアは変調されない）。１６ビット直交振幅変調（１６−ＱＡＭ）、３２−ＱＡＭ、６４−ＱＡＭ、１２８−ＱＡＭ、２５６−ＱＡＭなどを含むがそれに限定されない他の変調技法が使用されてもよいことを当業者は理解するであろう。
【００８４】
ＱＡＭ  ＭＡＰブロック３０４は、各サブキャリアに載せられる各ビットを変調するように構成される。たとえば、プリアンブルがＢＰＳＫを使用して変調される場合、‘０’は、１、＋ｊに変調されてもよく、‘１’は、−１、−ｊに変調されてもよく、“無変調の”サブキャリアは、０、０ｊに“変調され”てもよい。データペイロード２６０のビットは、当業者に理解されるように、適切なＱＡＭコンステレーションを使用して変調される。これは、Ｎ（すなわち、Ｎ＝１、４、８）番目ごとのサブキャリアを周波数領域ビットストリームの１つのビットで変調することによって行われる。ＩＦＦＴブロック３０６は、ＱＡＭマップ３０４によって出力される周波数領域ＯＦＤＭシンボルを、１００ＭＨｚのサンプルレートの時間領域サンプルのパラレルセットからなるパラレル時間領域シンボルのストリームに変換する。ＩＦＦＴブロック３０６によって出力されるパラレル時間領域シンボルは、１／Ｎ長シーケンスのＮの繰返しである。たとえば、ＳＳシーケンスが６４ビットを含み、８つごとのサブキャリアが変調される場合、ＩＦＦＴブロック３０６の５１２サンプル出力は、６４サンプルシーケンスの８つの全く同じ繰返しからなる。同様に、４つごとのサブキャリアは、１２８ビットＬＳシーケンスのために変調され、ＩＦＦＴブロック３０６の出力が、１２８サンプルシーケンスの４つの全く同じ繰返しであることをもたらす。
【００８５】
パラレル−シリアル（Ｐ２Ｓ）ブロック３０８は、ＩＦＦＴブロック３０６の出力を、通信リンク３１５を通じた送信用のサンプルストリームに変換する。ＣＰ挿入器ブロック３１０は、シンボル間干渉（ＩＳＩ）から保護するガード時間をシンボル間に設けるために、ＯＦＤＭシンボルの部分を繰返してもよい。たとえば、ＣＰ挿入器ブロック３１０は、５１２サンプルサイクリックプレフィックスＣＰなどのプリアンブルシーケンスを繰返す。
【００８６】
受信側チャネル３２０は、受信機セクション３２１を含む。受信機セクション３２１は、通常、通信チャネル３１５からアナログ信号を受信し、アナログ信号をデジタル信号に変換するように構成されたアナログ−デジタル変換器（ａｎａｌｏｇ−ｄｉｇｉｔａｌ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）（ＡＤＣ）３２２を含むことになる。受信機セクション３２１はまた、通常、周波数変換およびフィルタリング（図３に示さず）を含むことになることが当業者に理解されるであろう。しかし、代替の実施形態では、受信機セクションは、入ってくる受信信号を受信し、最初に処理するために、必要に応じてこれらのコンポーネントの一部だけを含んでもよい。デジタル信号は、自動利得コントローラ（ａｕｔｏｍａｔｉｃ  ｇａｉｎ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）（ＡＧＣ）３２４で受信され、ＡＧＣ３２４は、受信されたプリアンブル２０２、２１２、２２２、２３２のエネルギーを測定し、データが適切に処理されるよう、ＡＤＣ３２２のダイナミックレンジ内にデータパケット２６０のダイナミックレンジが合うように、受信機セクション（また、より詳細には、一実施形態では、ＡＤＣ３２２）の利得を調整する。
【００８７】
開示される方法および装置の一実施形態によれば、相互相関器３２６は、ＣＥシンボルの各サンプルの記憶された２ビット量子化参照をＡＤＣ３２２の出力と比較する。一部のこうした実施形態では、量子化参照は、−２が使用されないため、−１、０、または＋１でもよい。相互相関器３２６は、記憶された量子化参照の各２ビット値に、受信された量子化シンボルの対応するサンプルを掛けることによって相互相関を実施する。受信された信号の各複素サンプルが、量子化参照の対応する２ビット複素値で掛けられると、複素結果のマグニチュードが得られる。このマグニチュードが大きな数字である場合、良好な相関が存在する。しかし、そのマグニチュードが小さな数字である場合、低い相関が存在する。一実施形態によれば、相互相関器３２６は、ＣＥＢｅａｃｏｎが受信されたかどうかを検出するために使用される。
【００８８】
受信機処理チャネル３２０のバースト検出器３２８は、受信チャネル３２０内のＣＥシンボルの存在を検出するために、バースト検出を実施してもよい。たとえば、バースト検出は、相互相関器３２６からの直線的に増加するピーク出力の連続を観測することによって実施されてもよい。
【００８９】
上述した高効率性プリアンブルは、より高いデータスループットがＭｏＣＡネットワークにおいて達成されることを可能にする。一部の実施形態では、ほぼ５〜２６メガビット／秒（Ｍｂｐｓ）のスループット増加が達成される可能性があり、これは、同軸ネットワーク（すなわち、ノードが、同軸ケーブリングを通じて互いに接続されるネットワーク）の帯域幅制限によるかなりの増加である。
【００９０】
上述した実施形態に加えて、開示される方法および装置は、これらのプロセスを実施するコンピュータ実施式プロセスおよび装置の形態で具現化されてもよい。開示される本方法および装置は、フロッピーディスケット、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードドライブ、「ＺＩＰ（商標）」高密度ディスクドライブ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ブルーレイドライブ、フラッシュメモリドライブ、または任意の他のコンピュータ可読記憶媒体などの有形の媒体で具現化されるコンピュータプログラムコードの形態で具現化されてもよく、コンピュータプログラムコードがコンピュータにロードされ、コンピュータによって実行されるときに、そのコンピュータは、開示される方法およびシステムを実施する装置になる。開示される本方法および装置は、たとえば記憶媒体に記憶されるか、コンピュータにロードされるか、かつ／またはコンピュータによって実行されるかによらず、コンピュータプログラムコードの形態で具現化されてもよく、コンピュータプログラムコードがコンピュータにロードされ、コンピュータによって実行される時に、そのコンピュータは、開示される方法および装置を実施する装置になる。汎用プロセッサに実装されるとき、コンピュータプログラムコードセグメントは、特定のロジック回路を作成するようにプロセッサを構成する。
【００９１】
本発明は、例示的な実施形態によって述べられたが、それに限定されない。むしろ、特許請求の範囲は、本発明の均等物の範囲から逸脱することなく、当業者によって作られてもよい本発明の他の変形形態および実施形態を含むように、広義に解釈されるべきである。
【図１】
0005433856.tif 000002
【図２】
0005433856.tif 000003
【図３】
0005433856.tif 000004