(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス・キャリア・センス多元接続システムにおいて衝突検出を行う装置であって：
Ａ）受信電磁信号を検出する検出器；
Ｂ）前記検出器に結合され、前記検出器からの電磁信号を受信し、該電磁信号を二進データ信号に変換する受信機；
Ｃ）前記受信機に結合され、エミッタ制御信号を受信し、前記受信機からの前記二進データ信号および前記エミッタ制御信号を乗算し、フィルタ処理し、次いでフィルタ処理した乗算信号を所定のスレシホルドと比較する衝突検出器；
Ｄ）前記受信機に結合され、検出信号の存在を示す信号存在指示器；
Ｅ）前記エミッタ制御信号を受信するように結合され、前記エミッタ制御信号を遅延させ、受信信号および送信信号間のエンベロープ相関を相関付ける遅延ユニット；
Ｆ）前記遅延ユニットに結合され、パケット・エンベロープを検出するパケット・エンベロープ検出器；
Ｇ）エミッタ制御信号を受信し、電磁信号を送信する前記エミッタ；
Ｈ）前記パケット・エンベロープ検出器，前記信号存在指示器および前記衝突検出器に結合され、スケルチ・ゲートを制御し、かつ有効なイーサネット信号を発生する発振器を制御する制御論理ユニット；
Ｉ）前記エミッタがアクティブである場合または信号が存在しない場合の一方を満たす場合に受信機出力をミュートする、前記衝突検出器および前記制御論理ユニットに結合される前記スケルチ・ゲート；および
Ｊ）前記スケルチ・ゲートおよび前記制御ユニットに結合され、衝突が発生した場合に、前記有効なイーサネット信号を与える発振器ユニット；
から成ることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記発振器ユニットは：
Ａ）前記制御論理ユニットに結合され、衝突が発生した場合に、ある波形を与える発振器；および
Ｂ）前記発振器および前記スケルチ・ゲートに結合され、前記波形および前記スケルチ・ゲートの出力を結合し、前記有効なイーサネット信号を与える加算器；
を含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記衝突検出器は、ＦＭ受信機中間周波数集積回路において利用されることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
ワイヤレス・キャリア・センス多元接続システムにおいて、衝突検出を行う方法であって：
Ａ）電磁信号を検出し受信し、該電磁信号を二進データ信号に変換する段階；
Ｂ）衝突検出器を用いて、前記受信機からの二進データ信号およびエミッタ制御信号を乗算し、フィルタ処理し、次いでフィルタ処理した乗算信号を所定のスレシホルドと比較する段階；
Ｃ）信号存在指示器を用いて、前記受信機における検出信号の存在を示す段階；
Ｄ）エミッタ制御信号を遅延させ、受信信号および送信信号間のエンベロープ相関を相関付ける段階；
Ｅ）前記エミッタ制御信号のパケット・エンベロープを検出する段階；
Ｆ）エミッタ制御信号を受信し、エミッタから電磁信号を送信する段階；
Ｇ）スケルチ・ゲートを制御し、かつ有効なイーサネット信号を発生する発振器を制御する段階；
Ｈ）前記エミッタがアクティブであること、および信号が存在しないことの一方を満たす場合に、受信機出力をミュートする段階；および
Ｉ）衝突が発生した場合に、前記有効なイーサネット信号を与える段階；
から成ることを特徴とする方法。
【請求項５】
前記発振器ユニットは：
Ａ）衝突が発生した場合に、ある波形を与える段階；および
Ｂ）前記波形および前記スケルチ・ゲートの出力を結合し、前記有効なイーサネット信号を与える段階；
を含むことを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
ＦＭ受信機中間周波数集積回路において前記衝突検出器を利用する段階を含む請求項４記載の方法。
【請求項７】
ワイヤレス送受信機に結合されたイーサネット送受信機に結合されたインターフェースを有し、ワイヤレス・キャリア・センス多元接続システムにおいて衝突検出を行う、コンピュータ／パーソナル・デジタル・アシスタントにおいて、前記ワイヤレス送受信機が：
第１バンド・パス処理ユニットを有し、送信信号を受信するように構成され、前記送信信号に応答して出力信号を与える受信機；
前記受信機に結合され、受信信号強度指示信号をパケット・スケルチ・ユニットに供給する第２バンド・パス処理ユニット；
前記第２バンド・パス処理ユニットに結合され、前記送信信号および受信信号間に所定の相関が存在するか否かにしたがって、制御信号をスケルチ・スイッチに供給する前記パケット・スケルチ・ユニット；および
前記受信機および前記パケット・スケルチ・ユニットに結合され、前記制御信号が、前記送信信号および前記受信信号間に前記所定の相関があることを示す場合、前記出力信号を遮断する前記スケルチ・スイッチ；
から成ることを特徴とするコンピュータ／パーソナル・デジタル・アシスタント。
【請求項８】
ワイヤレス・キャリア・センス多元接続システムにおいて衝突検出を行う装置を有するワイヤレス送受信機であって、該装置が：
第１バンド・パス処理ユニットを有し、送信信号を受信するように構成され、前記送信信号に応答して出力信号を与える受信機；
前記受信機に結合され、受信信号強度指示信号をパケット・スケルチ・ユニットに供給する第２バンド・パス処理ユニット；
前記第２バンド・パス処理ユニットに結合され、前記送信信号および受信信号間に所定の相関が存在するか否かにしたがって、制御信号をスケルチ・スイッチに供給する前記パケット・スケルチ・ユニット；および
前記受信機および前記パケット・スケルチ・ユニットに結合され、前記制御信号が、前記送信信号および前記受信信号間に前記所定の相関があることを示す場合、前記出力信号を遮断する前記スケルチ・スイッチ；
から成ることを特徴とするワイヤレス送受信機。
【請求項９】
ワイヤレス・キャリア・センス多元接続システムにおいて衝突検出を行う方法であって：
信号を送信する段階；
第１バンド・パス処理ユニットを有する受信機によって、信号を受信し、出力信号をスケルチ・スイッチに出力する段階；
前記受信機からの信号に応答し、受信信号強度指示信号をスケルチ・ユニットに供給する段階；
前記スケルチ・ユニットによって、前記送信信号および前記受信信号間に所定の相関があるか否かについて判定を行う段階；および
前記送信信号および前記受信信号間に前記所定の相関が存在する場合に、前記スケルチ・ユニットによって、前記スケルチ・スイッチに制御信号を送り、前記出力信号を遮断する段階；
から成ることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、キャリア・センス多元接続（ＣＳＭＡ：carrier sense multiple access）システムにおける衝突検出に関し、更に特定すれば、ＣＳＭＡシステムのワイヤレス実施例に関するものである。
発明の背景
１９９０年以来、ＩＥＥＥ(The Institute of Electrical and Electronic Engineers, Inc.)規格８０２．３ｉ−１９９０が定義する有線ローカル・エリア・ネットワークが、オフィス環境のための傑出した有線ネットワーク規格として急速に出現し、推定で市場の７０％を占めている。このネットワークは、一般的に、10BASE-Tイーサネットと呼ばれており、10BASE-Tとは、１０Ｍｂ／ｓ、ベースバンド送信、および撚り線対配線を表す略語である。10BASE-Tイーサネットは、新規設置の際の採用が広がっていることに加えて、初期の同軸ケーブル・イーサネットおよびトークン・リングの設備に取って代わっている場合も多い。その利点には、低価格の撚り線対ケーブルや、ネットワーク変更管理や障害検出(fault location)が容易な星形トポロジ(star topology)の使用が含まれる。事実上今日作られている全てのコンピュータは、イーサネット・ネットワークにアクセスするように構成することができ、ビジネス用途に用いられるコンピュータの大部分は、かかる機能を必要とする。
各全二重10BASE-T送受信機は、パケット・フォーマットのデータを、中継器を通じてネットワーク上の多数のステーションに送信する。１５００バイトのデータ・フィールドを含む最大長パケットは、約１．２ｍｓの時間にわたってネットワークを占有する。送受信機は、１組の送信および受信撚り線対によって、中継器に接続される。各送信(transmission)は、送信対上を中継器まで送られ、ここで、発信元を除いて、全ての受信対上に再度送信される。中継器へのアクセスを試みる前に、各送受信機は、ネットワークがアイドル状態、即ち、「キャリア・センス」として知られるプロセスにあることを判定しなければならない。しかしながら、ネットワークをアイドル状態であると判定した時点と、送信を開始する時点との間に、ネットワーク上の他のステーションが送信を開始する可能性がある。２個所以上のステーションによる同時送信の発生を衝突(collision)と呼び、イーサネットのようなキャリア・センス多元接続（ＣＳＭＡ）ネットワークでは、いくつかの衝突が発生することは避けられない。衝突の発生を検出できた場合、干渉の初めに、衝突した送信を終了させ、直ちに再送信を開始することができる。衝突の検出がないと、送信媒体は、双方の損傷パケットの期間使用不能となる。衝突に巻き込まれた送信を素早く中断させることによって、ネットワークのスループット向上を達成することができる。
10BASE-Tネットワークにおいて衝突が発生すると、全ての非送信側ステーションは書き換えデータ(garbled data)を受信するが、衝突を発生したステーションの各々は、他方の送信機から送られるパケットを受信する。衝突の発生は、各送信側ステーションにおいて、有効なデータ信号が送信の間受信対上にあることを観察することによって、容易に検出される。有効データは、振幅およびタイミング測定の組み合わせによって判定され、これを時としてスマート・スケルチと呼ぶ。スマート・スケルチは、Local Area Network Databook, 1993 Second Edition,(C)National Semiconductor, 1993に記載されている、National Semiconductor DP83902Aのような、直列ネットワーク・インターフェース・コントローラに含まれる。
衝突を検出したなら直ちに、送信側ステーションは、「ジャム」と呼ばれる、３２ビット・シーケンスによってパケットを終了させる。これは、衝突を十分長引かせることによって、送信側ステーションがその存在を確実に検出することを保証するためのものである。ジャム・シーケンスを検出した非送信ステーションは、それらの受信機のデータ・バッファをクリアすることができる。何故なら、そのパケットが損なわれていることがわかっているからである。
ジャム・シーケンスが送信された後、衝突に関わるステーションは、ランダムな量の時間だけ待機し、次いで再度送信を試みる。再度衝突が発生した場合、各ステーションは、送信が成功するか、あるいは１６回試みが失敗に終わるまで、データの再送信に固執し、１６回試みが失敗した時点で、パケットを破棄し、このイベントをエラーとして報告する。再送信は、打ち切り二進指数バックオフ・アルゴリズム(truncated binary exponential backoff algorithm)によって決定される、ランダムな送信遅延によって分離され、その後の衝突の可能性を少なくする。
１９９３年以前では、10BASE-Tネットワークに接続された殆どのステーションは、デスクトップ型のパーソナル・コンピュータであった。しかしながら、クレジット・カード・サイズの10BASE-Tアダプタを受け入れることができる、ＰＣＭＣＩＡ(Personal Computer Memory Card International Association)またはＰＣカード規格に準拠したアクセサリ・スロットを携帯コンピュータ・ユニットに装備することが、増々一般的になりつつある。携帯コンピュータ・ユニットのユーザは、10BASE-Tネットワークを拡張するワイヤレス手段により、共通の業務における協力者間や、デスクトップ・コンピュータおよび携帯コンピュータ間、または有線ネットワークとの通信に特別の通信を確立するという素晴らしい恩恵を受けることになろう。２個所の10BASE-Tステーションは、交差接続ケーブルを用いて「ネットワーク」を形成することができる。この場合、第１ステーションの送信機は第２ステーションの受信機に接続され、その逆も行われる。しかしながら、ｎ個所のステーションでは、[n/2]・[n-1]対の撚り線対ケーブルが必要となるので、マルチ・ステーション用の特別なネットワークをこのように接続することは、実用的でない。
特別なワイヤレス10BASE-Tネットワークの環境は局所的であり、範囲やカバリッジ(coverage)の要件や、「隠れた」ステーションの可能性を最少に抑えている。したがって、ベースバンド・オン・オフ・キー変調(baseband on-off keyed modulation)によってイーサネット信号を搬送するには、ＩＲ光またはマイクロ波無線周波数のいずれかが適している。ベースバンド・オン・オフ・キー変調は、スペクトル効率が高く、発生および検出が簡単である。ＩＲ光受信機における信号の放出には、Stanley Electric Co., Ltd.のDN304のような１つ以上の発光ダイオード，またはレーザ・ダイオードを使用すればよく、一方マイクロ波ＲＦ送信機における信号の放出には、法施行速度検出器(law-enforcement speed detector)に用いられている形式のガン・ダイオード(Gunn diode)を用いればよい。ＩＲ光受信機における信号検出には、１つ以上のフォトダイオードを用いればよく、一方マイクロ波ＲＦ受信機における信号検出には、ショットキ・バリア・ダイオードを用いればよい。ＩＲ光信号を用いた情報の送信は本来個人的なもので、干渉には強い。何故なら、殆どの建物の素材は不透明であるからである。加えて、ＩＲ光信号の発生には、免許が不要であり、国際的なスペクトルの規制問題も回避される。
有線10BASE-T環境では、衝突信号が第２ステーションから発信することは確かである。しかしながら、各ステーションの送信および受信対が中継器ではなく、ワイヤレス・エミッタおよび受信機にそれぞれ接続されている場合、ワイヤレス受信機はしばしば、近隣の物体または表面からの反射のために、それ自体のエミッタに応答してしまう。この状態の下では、10BASE-Tのハードウエアおよびプロトコルは、あらゆる送信を衝突として識別し、衝突プロトコルを連続的に実行させ、ネットワークは動作不能状態となる。したがって、有線伝送媒体を無線伝送媒体と置き換える場合、標準的な10BASE-Tイーサネットのハードウエアおよびプロトコルは不適当である。
従来技術のイーサネット・システムでは、信号減衰が最少であり、全ての信号がほぼ同じ振幅を有するので、衝突検出は容易に行われ、星型接続ファイバ・システムでは振幅検出によって衝突を判定する。10BASE-2および10BASE-5イーサネットでは、同軸ケーブル上の信号レベルを観察し、ローカルな送信機が発生する信号レベルを超過する場合に、衝突を検出する。10BASE-T撚り線対イーサネットおよび星型接続ファイバ・システムでは、送信および受信が別個の接続部上で行われるので、衝突検出を更に一層容易に行うことができる。
１９９２年１１月１０日に特許されたC. Haegardによる米国特許番号第５，１６２，７９１号"Collistion Detection Using Code Rule Violations of the Manch ester Code"に記載されているように、マンチェスタのような二進データ・フォーマットの符号化規則違反を検出し、衝突の存在を識別するために用いることができる。しかしながら、符号化規則違反は、ローカルな送信機からの反射された信号および衝突信号の振幅が一致する場合にのみ発生する。協同ワイヤレス環境(collaborative wireless environment)において発生し得るように、衝突信号が受信機を捕獲する程に十分に強い場合、符号化規則違反は発生しない。
従来技術では既知のように、衝突は、各送信におけるポーズの間に、有効なデータがあるか否かについて受信機を検査することによって検出可能である。有効なデータがある場合、送信を中断する。この手法は、イーサネット・パケット構造およびイーサネット送受信機の変更を必要とするので、標準的なイーサネット・システムとは互換性がないという欠点がある。
また、受信パケットを送信パケットと１ビットずつ比較することによっても、衝突を検出することができる。この方法の実施は、J.W.Reedy et al.によって"Methods of Collision Detection in Fiber Optic CSMA/CD Networks", IEEE Journal on Selected Areas in Communication, Vol. SAC-3, No. 6, １９８５年１１月に記載されているように、ＭＡＵ（媒体取付ユニット：media attachment unit）が更に複雑化する結果となる。何故なら、データおよびタイミング復元回路ならびにデータ・バッファを用いなければならないからである。実際、これらの回路は、取り付けられるステーションに、同様な回路が重複する。
ワイヤレスＬＡＮシステムにおける従来技術には、種々のＩＲ即ち赤外線，およびＲＦ即ち無線周波数システムが含まれる。従来技術のＩＲシステムは、携帯コンピュータの特別な協同ネットワークを実施するためには、帯域幅、光学系またはプロトコルが不足する。従来技術のＲＦシステムは、１０Ｍビット／ｓ未満のデータ・レートに対するスペクトルの使用可能性によって制限されるか、あるいは固定設置および交流給電動作用に設計されるかのいずれかである。
電磁エネルギは自由空間Ｒ-2伝搬法則に従うので、散乱する可能性もあり、信号振幅はワイヤレス・システム内で一定ではなく、ケーブル・システム即ち有線システムにおいて用いられる単純で比較的理想的な衝突検出を用いることはできない。必然的に、従来技術において存在する衝突検出の例は殆どない。
JCV/NTT Dataが開発した従来技術の"Vipslan-10/Astrowink-E"赤外線ワイヤレス・イーサネットＬＡＮでは、ローカル送信信号を取り消すことによって、イーサネット・デコーダが衝突信号を検出可能としている。しかしながら、この手法は、ワイヤレス送受信機の複雑度，コスト，およびドレイン電流の著しい増大を必要とする。
したがって、ワイヤレス・キャリア・センス多元接続システムにおいて、標準的なイーサネット・プロトコルおよび送受信機と互換性があり、しかも複雑度，コスト，および電流ドレインの減少をもたらし、特別な協同ネットワーキングのために衝突検出を行う方法および装置が必要とされている。
【図面の簡単な説明】
第１図は、従来技術によるワイヤレスＣＳＭＡ通信システムのブロック図である。
第２図は、当技術分野において既知のワイヤレス信号の局所的反射を表すグラフである。
第３図は、本発明とともに用いるための二進符号化ワイヤレス・データ・パケット受信システムのブロック図を示す。
第４図は、本発明によるワイヤレスＣＳＭＡシステムにおいて、衝突検出を行う装置の一実施例のブロック図である。
第５図は、第４図に関連するタイミング図である。
第６図は、本発明による方法の一実施例の段階のフロー・チャートである。
好適実施例の詳細な説明
第１図において、番号１００は、１９９４年１２月２８日に出願された、米国特許出願番号第０８／３６５，６１５号、Eastmond, et al.の"Method, Transceiver, and System for Providing Wireless Communication Compatible With 10Base-T Ethernet"に記載されているような、従来技術によるイーサネットを用いるワイヤレスＣＳＭＡ通信システムのブロック図である。この文献の内容は、本願でも使用可能である。このシステムは、ワイヤレス送受信機（１３０），イーサネット送受信機（１４０），および通信コントローラ（１５８）を含む。
ワイヤレス送受信機（１３０）は、受信機（１０２），エミッタ（１０４），スケルチ（１０６），不在判定器(absent determiner)（１０８），制御信号判定器（１１０），およびスケルチ・ゲート（１１２）を含む。
受信機（１０２）は、送受信機外部の地点から発し、二進符号化データ・パケットにしたがって変調された第１ワイヤレス信号（１１８）を受信し、更にエミッタ（１０４）から発した第２ワイヤレス信号（１２０）を受信することができる。第２ワイヤレス信号（１２０）の受信機（１０２）における存否は、ワイヤレス送受信機（１３０）付近に反射性物質が存在するか否かによって左右される。受信機は、第１信号（１１８）および第２信号（１２０）がある場合はこれらに対応するレベル間、あるいは第１信号も第２信号も存在しない場合は受信機（１０２）のノイズに対応するレベル間で遷移する、二進出力信号（１２６）を生成する。
スケルチ（１０６）は、受信機（１０２）に動作可能に結合され、第１ワイヤレス信号（１１８）または第２ワイヤレス信号（１２０）の存在に応答し、受信信号が存在（１２８）することの指示を生成する。
エミッタ（１０４）は、送信信号（１３６）に応答して、第２ワイヤレス信号（１２０）を放出する。送信信号（１３６）がイーサネット・データ信号である場合、これは、１０Ｍビット／ｓのレートで送信される複数のマンチェスタ符号化ビットを含むデータ・パケットで構成される。
不在判定器（１０８）は、送信信号（１３６）を受信するように動作可能に結合され、論理ハイ状態によって、第２ワイヤレス信号不在（１３８）の指示を生成する。
制御信号判定器（１１０）は、不在判定器（１０８）およびスケルチ（１０６）に結合され、信号存在（１２８）および第２信号不在（１３８）双方の同時発生に基づいて、制御信号（１４６）を生成する。制御信号判定器（１１０）は、二入力ＡＮＤゲートにより構成することもできるが、標準的な論理素子による他の同等の組み合わせを選択してもよい。
スケルチ・ゲート（１１２）は、二進出力信号（１２６）に結合され、制御信号（１４６）によって制御され、ゲート信号（１５０）が第１信号（１１８）のみを含むように動作する。受信機ノイズおよび第２信号（１２０）の双方は、ゲート信号（１５０）によって遮断される。
当技術分野において既知のイーサネット送受信機（１４０）は、標準的なインターフェース・コネクタ（１４４）に接続された撚り線対ケーブル（１４８）を用いて、ワイヤレス送受信機（１３０）と通信するための、10BASE-T媒体依存インターフェース（１５４）を含む。また、撚り線対ケーブル（１４８）には、電力および接地接続部（１５２）を含むことも可能である。10BASE-T媒体依存インターフェース(Medium Dependent Interface)（１５４）は、インターフェース（１５６）を介して、通信コントローラ（１５８）に動作可能に結合されている。通信コントローラ（１５８）は、当技術分野では既知のパーソナル・コンピュータ，パーソナル・デジタル・アシスタント(personal digital assistant)，イーサネット・ブリッジ，またはイーサネット・プロトコルを用いてデータを発生し応答する他の通信装置とすることができる。インターフェース（１５６）は、当技術分野では既知のＰＣＭＣＩＡまたはＰＣカード規格のインターフェースとすることも可能である。
第２図において、番号２００は、当技術分野では既知のワイヤレス信号の局所的反射(local reflection)を示す図である。ワイヤレス送受信機（２０６）は、撚り線対ケーブル（２１４）によって通信コントローラ（２０２）に動作可能に接続され、入射ワイヤレス信号（２０８）を放出する。入射ワイヤレス信号（２０８）の一部分は、表面（２０４）によって地点（２１０）において反射され、反射ワイヤレス信号（２１２）としてワイヤレス送受信機（２０６）に戻ってくる。
図３において、番号３００は、本発明と共に使用するための、二進符号化ワイヤレス・データ・パケットの受信システムのブロック図であり、受信機（３０１），スケルチ・スイッチ（３２２），第２バンド・パス処理ユニット（３２４），およびパケット・スケルチ・ユニット（３３４）を含む。受信ブランチ（３０３）が、受信機（３０１）および第２バンド・パス処理ユニット（３２４）を含む。
受信機（３０１）において、二進符号化データ・パケットにしたがって変調された電磁信号（３０４）、および背景電磁放射（３０６）は、検出器（３０２）において電流（３０８）に変換される。電流（３０８）の低周波数成分は、第１トランスインピーダンス増幅器（３１２）における電流−電圧変換に先立って、ハイ・パス結合ネットワーク（３１０）によって除去される。
第１バンド・パス処理ユニット（３１４）において、第１トランスインピーダンス増幅器（３１２）の出力は、第１ベースバンド・バンド・パス・フィルタ（３１６）を介して、リミッタ（３１８）に結合されている。第１ベースバンド・バンド・パス・フィルタ（３１６）の帯域幅は、低周波数カットオフｆL1および高周波数カットオフｆHによって規定され、二進符号化データ信号に知覚可能な歪みまたはシンボル間干渉を混入させることなく、検出器（３０２）において背景電磁放射（３０６）によって発生するノイズ，および第１トランスインピーダンス増幅器（３１２）において発生する熱ノイズを除去するように選択する。二進符号化イーサネット信号では、ｆL1およびｆHとして適切な値は、それぞれ、５００ｋＨｚおよび１５ＭＨｚである。リミッタ（３１８）の利得は十分に大きいので、第１トランスインピーダンス増幅器（３１２）において発生する熱ノイズ，または電磁信号（３０４）がない場合に検出器（３０２）において発生するノイズによって二進信号（３２０）が生成される。スケルチ・スイッチ（３２２）は、二進符号化データ信号がない場合に、データ出力（３５２）からの二進信号（３２０）を遮断する。
第２バンド・パス処理ユニット（３２４）において、第１トランスインピーダンス増幅器（３１２）の出力は、第２ベースバンド・バンド・パス・フィルタ（３２６）を介して、受信信号強度インディケータＲＳＳＩ（３２８）に結合される。ＲＳＳＩ（３２８）として用いて好適な素子の一例は、Motorola MC13158広帯域ＦＭ  ＩＦサブシステムである。かかる素子を用いた場合、ＲＳＳＩ出力（３３２）は、第２ベースバンド・バンド・パス・フィルタの出力信号（３３０）の対数にほぼ比例する。第２ベースバンド・バンド・パス・フィルタ（３２６）の帯域幅は、低周波数カットオフｆL2および高周波数カットオフｆHによって規定される。第２ベースバンド・バンド・パス・フィルタ（３２６）の低周波数カットオフｆL2は、第１ベースバンド・バンド・パス・フィルタ（３１６）の低周波数カットオフｆL1よりも高くして、強度変調された二進符号化データ・パケットに応答する復元時間の短縮を図る。第２ベースバンド・バンド・パス・フィルタ（３２６）のｆL2を５００ｋＨｚから５ＭＨｚに高めることによって、スケルチ・スレシホルドよりもパケット・エンベロープ・ピーク振幅が６０ｄＢ高いイーサネット信号に対する復元時定数は、１／１０に短縮し、２２０ｎｓ即ち２．２ビットとなる。マンチェスタ符号化イーサネット信号は５ＭＨｚ付近に広いスペクトル・ピークを有するので、ｆL2を高くしても殆ど信号エネルギは失われず、そのためにスケルチ感度は維持される。
パケット・スケルチ・ユニット（３３４）において、ＲＳＳＩ出力（３３２）は、第２トランスインピーダンス増幅器（３３６）およびＲ−Ｃ（即ち、抵抗−コンデンサ）ハイ・パス結合ネットワーク（３３８）のタンデム結合(tandem combination)を介して、比較器（３４６）の入力（３４８）に動作可能に結合される。ＲＳＳＩ出力（３３２）を電流源によって発生する場合、第２トランスインピーダンス増幅器（３３６）を低インピーダンス電流シンクとして用いることができ、電流源の寄生容量に関連するＲＳＳＩ応答時間を最少に抑えるという利点がある。Ｒ−Ｃハイ・パス結合ネットワーク（３３８）は、電圧基準（３４４）を基準とし、背景電磁放射（３０６）のレベル変動を伴う場合があるＲＳＳＩ出力（３３２）における、ゆっくりと変動する変化を阻止する。Ｒ−Ｃハイ・パス・ネットワーク（３３８）の時定数は、電磁信号（３０４）内にある最も長いデータ・パケット期間よりもかなり長くなるように選択する。クランピング・ダイオード（３４０），および順方向にバイアスされた補償ダイオード（３４１）が、入力（３４８）におけるデータ・パケット信号の基準線を、電圧基準（３４４）によって決定されるレベルに維持する。入力（３４８）におけるデータ・パケット信号の振幅が所定のスケルチ・スレシホルド電圧ΔＶ（３４２）を超過した場合、比較器（３４６）は、二進信号（３２０）がデータ出力（３５２）に現れるように、制御信号（３５０）をスケルチ・スイッチ（３２２）に供給する。所定のスケルチ・スレシホルド電圧ΔＶ（３４２）の選択は、スレシホルド感度および誤り率(falsing rate)の間の折衷となる。
したがって、パケット・データ受信システムにおいて、復元時間を短縮して、受信信号強度および強度変調二進符号化データ・パケットの存在を示す装置は、第１バンドパス処理ユニット（３１４）を有する、二進符号化ワイヤレス・データ・パケット受信機（３０１）であって、変調電磁信号を受信し、この変調電磁信号を二進データ信号に変換する受信機（３０１）と、第１第１第２バンドパス処理ユニットの低周波数カットオフｆL1よりも高い低周波数カットオフｆL2を用いて、受信信号の強度指示信号ＲＳＳＩの対数を与える第２バンド・パス処理ユニット（３２４）とを含む。この装置は、第２バンド・パス処理ユニット（３２４）に結合され、ＲＳＳＩ信号を用いてデータ・スケルチ信号を供給する、パケット・スケルチ・ユニット（３３４）を含むことができる。
受信機（３０１）は、典型的に、フォトダイオードまたはガン・ダイオードである、電磁エネルギ検出器を含む。
受信機（３０１），第２バンド・パス処理ユニット（３２４），およびパケット・スケルチ・ユニット（３３４）は、特定用途集積回路またはデジタル信号プロセッサ、あるいは双方の組み合わせで実施することができる。
第４図において、番号４００は、本発明によるワイヤレスＣＳＭＡシステムにおいて、衝突検出を行う装置の一実施例のブロック図である。第５図において、番号５００は、第４図に関するタイミング図を示す。
受信スケルチ・ブランチ（３０３）において、受信機（３０１）は、二進符号化データ・パケットにしたがって変調された、第１ワイヤレス信号（１１８）を受信する。これは、送受信機外部のある地点から発したものである。また、受信機（３０１）は、二進符号化データ・パケットにしたがって変調され、エミッタ（１０４）から発した第２ワイヤレス信号（１２０），および背景電磁放射（３０６）も受信することができる。受信機（３０１）における第２ワイヤレス信号（１２０）の存在は、環境における反射物質の存在に左右される。受信機（３０１）は、第１信号（１１８），第２信号（１２０），背景電磁放射（３０６），および受信機（３０１）のノイズの間で最も大きな振幅に対応するレベル間で遷移する、二進出力信号（１２６）を生成する。
スケルチ・ゲート（１１２）は、二進出力信号（１２６）に結合され制御信号（１４６）によって制御され、ゲートされた信号（１５０）が第１ワイヤレス信号（１１８）のみを含むように動作する。受信機（３０１）のノイズ，第２ワイヤレス信号（１２０），および背景電磁放射（３０６）は、ゲートされた信号（１５０）から遮断される。ゲートされた信号（１５０）は、標準的なインターフェース・コネクタ（１４４）を用い、撚り線対ケーブル（１４８）を通じてイーサネット送受信機（１４０）に結合される。電力および接地接続部（１５２）も、撚り線対ケーブル（１４８）に含ませることができる。
パケット・スケルチ・ユニット（３３４）は、受信機（３０１）に動作可能に結合され、第１ワイヤレス信号（１１８）または第２ワイヤレス信号（１２０）の存在に応答して、受信信号存在（１２８）の指示を生成する。
エミッタ（１０４）は、送信信号（１３６）に応答して、第２ワイヤレス信号（１２０）を放出する。送信信号（１３６）がイーサネット・データ信号である場合、この信号は、１０Ｍビット／ｓのレートで送信された複数のマンチェスタ符号化ビットを含むデータ・パケットから成る。
不在判定器（１０８）は、送信信号（１３６）に動作的に結合され、論理ハイ状態によって、第２ワイヤレス信号不在（１３８）の指示を生成する。
制御信号判定器（１０）は、不在判定器（１０８）およびパケット・スケルチ・ユニット（３３４）に結合され、信号存在（１２８）および第２ワイヤレス信号不在（１３８）双方の同時発生に基づいて、制御信号（１４６）を生成する。制御信号判定器（１１０）はＡＮＤゲート（４２０）により構成することが可能であるが、標準的な論理素子による他の同等の組み合わせを選択してもよい。
衝突検出器（４０４）において、二進出力信号（１２６）および送信信号（１３６）は、乗算器（４０８）における乗算およびロー・パス・フィルタ（４１０）内のロー・パス・フィルタ処理のタンデム・プロセスによって相関付けられる。乗算器（４０８）は、Motorola MC13158のような、受信機能を含む集積回路に組み込むと有利である。ロー・パス・フィルタ（４１０）の出力は、比較器（４１２）において、所定のスレシホルドＶr（４２２）と比較される。比較器の出力（４０６）は、論理ハイ状態によって、二進出力信号（１２６）および送信信号（１３６）間の相関の指示を生成する。かかる相関が存在するのは、送受信機の環境内に反射性物質がある場合である。エミッタ（１０４）によって受信機（３０１）において生成される第２ワイヤレス信号（１２０）のレベルは、衝突送信を検出可能な最大範囲を決定する。何故なら、二進出力信号（１２６）および送信信号（１３６）は、第１ワイヤレス信号（１１８）のレベルが第２ワイヤレス信号（１２０）のレベルを超過し、受信機（３０１）を捕獲する場合には、相関付けされないからである。
論理ＯＲゲート（４２４）および反転器（４２６）が、ゲート遅延パルス発生器を形成し、パケット・スケルチ・ユニット（３３４）によって示される、パケットの終端を意味する論理ハイパルスを（４２５）に生成する。
論理ＯＲゲート（４３０）および反転器（４２８）が、ゲート遅延パルス発生器を形成し、不在判定器（１０８）によって示される、送信信号（１３６）の終端を意味する論理ハイ・パルスを（４３１）に生成する。
論理ＡＮＤゲート（４４２）および反転器（４４０）は、以下の条件全てが真である場合に、論理ハイ状態を生成する。即ち、送信信号（１３６）の存在が不在判定器（１０８）によって（１３８）において示されること、受信信号の存在がパケット・スケルチ・ユニット（３３４）によって（１２８）において示されること、二進出力信号（１２６）および送信信号（１３６）が相関付けされていないことという条件である。論理ＡＮＤゲート（４４６）および反転器（４４４）は、ゲート遅延パルス発生器を形成し、衝突検出の初めを意味する論理ハイ・パルスを、（４４７）において生成する。
（４４７）における論理ハイ・パルスは第１ラッチ（４１６）をセットし、第１ラッチ（４１６）が論理ＯＲゲート（４３２，４３６）を含むので、論理ハイ状態は（４６８）に現れる。（４６８）における論理ハイ状態は、発信機（４１４）を活性化させ、加算接合部（４０２）に周期的有効データ信号を供給する。また（４４７）における論理ハイ・パルスは第２ラッチ（４１８）をセットし、第２ラッチ（４１８）が論理ＯＲゲート（４３４，４３８）を含むので、論理ロー状態が（４３９）に現れる。（４３９）における論理ロー状態は、スケルチ・ゲート（１１２）の動作を禁止する。第１ラッチ（４１６）は、不在判定器（１０８）が送信信号が終了したことを示す場合、（４３１）における論理ハイ・パルスによってリセットされる。第２ラッチ（４１８）は、パケット・スケルチ・ユニット（３３４）が（１２８）に信号がもはや存在しないことを示す場合、（４２５）における論理ハイ・パルスによってリセットされる。
コンデンサ（４５８），抵抗（４６０）およびダイオード（４６２）が、パワー・オン・リセット回路を形成し、当技術分野では既知の態様で、第１ラッチ（４１６）および第２ラッチ（４１８）の状態を規定する。
本発明の装置は、ワイヤレス送受信機，コンピュータまたはパーソナル・デジタル・アシスタント内に含ませることができる。本装置は、典型的に、次のものを含む。即ち、第１バンド・パス処理ユニット（３１４）を有し、送信信号を受信するように構成され、送信信号に応答して出力信号を与える受信機（３０１）と、受信機（３０１）に結合され、受信信号強度指示信号を与える第２バンド・パス処理ユニット（３２４）と、第２バンド・パス処理ユニット（３２４）に結合され、送信信号および受信信号間に所定の相関が存在するか否かにしたがって、制御信号をスケルチ・スイッチ（３２２）に供給するパケット・スケルチ・ユニット（３３４）と、受信機（３０１）およびパケット・スケルチ・ユニット（３３４）に結合され、制御信号が、送信信号および受信信号間に所定の相関があることを示す場合、出力信号を遮断するスケルチ・スイッチ（３２２）とを含む。
第６図において、番号６００は、本発明のよる方法の一実施例の段階のフロー・チャートである。本方法の段階は、（Ａ）信号を送信する段階（６０２）と、（Ｂ）第１バンド・パス処理ユニットを有する受信機によって、信号を受信し、出力信号をスケルチ・スイッチに出力する段階（６０４）と、（Ｃ）受信機からの信号に応答して、受信信号強度指示信号をスケルチ・ユニットに供給する段階（６０６）と、（Ｄ）スケルチ・ユニットによって、送信信号および受信信号間に所定の相関が存在するか否かについて判定を行う段階（６０８）と、（Ｅ）送信信号および受信信号間に所定の相関が存在する場合、スケルチ・ユニットによって、制御信号をスケルチ・スイッチに送り出力信号を遮断する段階（６１０）とを含む。
本発明は、その精神または本質的な特性から逸脱することなく、他の特定形態においても具現化が可能である。ここに記載した実施例はあらゆる観点において、限定的ではなく例示的なものとして考慮すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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