(57)【要約】少なくとも１つのＦＨＳＳ干渉源からの干渉の存在時に無線周波数帯域の固定周波数チャネルでデジタルデータを転送する通信システムが、時間ダイバーシチ発生回路を含む。時間ダイバーシチ回路は、データフレームの持続時間を短縮し、次いで、時間圧縮されたデータフレームを複製する。複写されて時間圧縮されたデータフレームは、時間ダイバーシチデータ回復回路を有する通信受信機に送信される。時間ダイバーシチデータ回復回路は、受信された圧縮されて複製されたデータフレームをバッファし、複写されて時間圧縮されたデータフレームそれぞれが正常に受信されているか否か評価する。複写されて時間圧縮されたデータフレームの任意のものが破壊されている場合、データフレームを回復するために、破壊された複写されて時間圧縮されたデータフレームのコピーが使用される。
2009515454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データフレームを受信して、前記データフレームの少なくとも１つのグルーピングのデータ転送速度を増加して、前記データフレームの前記グルーピングを時間圧縮するためのフレームデータ速度乗算器と、
前記フレームデータ速度乗算器と通信して、前記時間圧縮されてインターリーブされたデータフレームグルーピングを受信し、前記時間圧縮されてフォーマットされたデータフレームを複写するデータフレーム複写器と
を備え、
前記複写されて時間圧縮されたデータフレームグルーピングが、前記干渉の存在時に固定周波数チャネルで前記送信機によって逐次に送信されて、前記干渉にも関わらず全ての時間圧縮されたデータフレームグルーピングの受信を可能にする、
通信送信機内部の時間ダイバーシチ発生回路。
【請求項２】
さらに、前記送信機と関連付けられた受信機と通信し、少なくとも１つの周波数ホッピング拡散スペクトル源から干渉信号を受信する干渉評価回路を備え、
前記干渉信号から、前記干渉評価回路が、ホッピングパターン、各ホップの持続時間、総送信持続時間、所期の受信パワーに対する送信パワーの大きさ、および各ホップ中の送信の帯域幅を示す干渉シグネチャを導出し、
前記干渉シグネチャから、前記干渉評価回路が、送信データ速度乗算係数と、グルーピング内に含まれるデータフレームの数を示すデータフレーム長グルーピング数とを評価し、前記データ転送速度が前記干渉信号を回避することができる、
請求項１に記載の時間ダイバーシチ発生回路。
【請求項３】
前記干渉評価回路は、前記フレームデータ乗算器と通信し、前記送信データ速度乗算係数を受信して、各データフレームグルーピングに関する前記データ転送速度を求め、かつ前記データフレーム複写器と通信し、前記データフレーム長グルーピング数を受信して、各データフレームグルーピング内に含まれるデータフレームの数を求める、請求項２に記載の時間ダイバーシチ発生回路。
【請求項４】
前記受信機は、遠隔受信システムから送信されるフィードバックメッセージを受信し、前記メッセージが、送信データ乗算係数とデータフレーム長グルーピング数とを含み、前記メッセージが、前記干渉評価回路に転送されて、前記フレームデータ速度乗算器と前記データフレーム複写器とに転送され、前記インターリーブされたデータフレームの前記グルーピングを時間圧縮し、前記時間圧縮されたデータフレームを複写する請求項２に記載の時間ダイバーシチ発生回路。
【請求項５】
前記時間圧縮されたデータフレームグルーピングの前記複写が２である、請求項１に記載の時間ダイバーシチ発生回路。
【請求項６】
前記データ転送速度が、前記干渉によって妨害されるデータフレームの数と前記干渉の帯域幅とによって決定される送信データ速度乗算係数の関数である、請求項１に記載の時間ダイバーシチ発生回路。
【請求項７】
前記送信データ速度乗算係数が、公式
【数１】
2009515454.tif 000013
によって決定され、ここで、
ＴＤＲＭＦが、送信データ速度乗算係数であり、
Γは、次に最大の整数（上限）であり、
【数２】
2009515454.tif 000014
であり、
Ｎｆは、窓内のデータフレームの数を示すデータフレーム長グルーピング数であり、前記データフレームの持続時間の整数倍であり、
ｔｗｉｎｄｏｗは、データフレームが複写される前記窓の最大時間であり、
ｔｆｒａｍｅは、各データフレームに関する持続時間であり、
【数３】
2009515454.tif 000015
であり、
ｎは、前記干渉によって妨害されるフレームの数であり、
ｍは、前記固定周波数チャネル内のＦＨＳＳチャネルの数であり、
τＦＨＳＳは、周波数ホッピング拡散スペクトルチャネル干渉持続時間である、
請求項３に記載の時間ダイバーシチ発生回路。
【請求項８】
前記送信データ速度乗算係数と前記データフレーム長グルーピング数とは、前記データフレームのヘッダ内に置かれる、請求項６に記載の時間ダイバーシチ発生回路。
【請求項９】
前記送信データ速度乗算係数は２である、請求項２に記載の時間ダイバーシチ発生回路。
【請求項１０】
前記周波数ホッピング拡散スペクトル干渉源は、ブルートゥース準拠源である、請求項１に記載の時間ダイバーシチ発生回路。
【請求項１１】
前記周波数ホッピング拡散スペクトル干渉源は、コードレス電話である、請求項１に記載の時間ダイバーシチ発生回路。
【請求項１２】
少なくとも１つの周波数ホッピング拡散スペクトル干渉源からの干渉の存在時に固定周波数チャネルで送信される複写されて時間圧縮されたデータフレームを受信し、前記複写されて時間圧縮されたデータを、送信データ速度乗算係数とデータフレーム長グルーピング数とに基づいて抽出するためのダイバーシチ受信機と、
前記ダイバーシチ受信機と通信し、前記送信データ速度乗算係数と前記データフレーム長グルーピング数とを受信して、データフレームバッファ内部でバッファ位置を割り当て、前記複写されて時間圧縮されたデータフレームを受信するデータフレームバッファと、
前記データフレームバッファと通信し、前記複写されて時間圧縮されたデータフレームを順次に検索し、前記複写されて時間圧縮されたデータフレームそれぞれが正常に受信されているか否か評価し、正常に受信されていない場合、前記データフレームが前記干渉によって破壊されているか否か評価し、前記複写されて時間圧縮されたデータフレームの任意のものが破壊されている場合、前記破壊された複写されて時間圧縮されたデータフレームのコピーを検索して、前記データフレームを回復する誤り検出および訂正回路と
を備え、
データフレームバッファは、前記複写されて時間圧縮されたデータフレームを順序付き位置で配列して、前記誤り検出および訂正回路による前記データフレームの順序付き検索を可能にする、
通信受信機内部の時間ダイバーシチデータ回復回路。
【請求項１３】
さらに、前記周波数ホッピング拡散スペクトル干渉源の干渉信号を受信するために前記受信機内部に干渉評価回路を備え、
前記干渉信号から、前記干渉評価回路は、ホッピングパターン、各ホップの持続時間、総送信持続時間、所期の受信パワーに対する送信パワーの大きさ、および各ホップ中の送信の帯域幅を示す干渉シグネチャを導出し、
前記干渉シグネチャから、前記干渉評価回路が、送信データ速度乗算係数と、グルーピング内に含まれるデータフレームの数を示すデータフレーム長グルーピング数とを評価し、前記データ転送速度が前記干渉信号を回避することができる、
請求項１２に記載の時間ダイバーシチデータ回復回路。
【請求項１４】
前記干渉評価回路は、干渉通知信号を前記ダイバーシチ受信機に通信し、前記ダイバーシチ受信機が、前記複写されて時間圧縮されたデータフレームのヘッダから、埋め込まれた送信データ速度乗算係数と、埋め込まれたデータフレーム長グルーピング数とを抽出する、請求項１３に記載の時間ダイバーシチデータ回復回路。
【請求項１５】
回復されたデータフレームは前記周波数ホッピング拡散スペクトル源からの干渉により訂正可能でない場合に、前記干渉評価回路が、前記固定周波数チャネルで送信する通信送信機に、新たな送信データ速度乗算係数と新たなデータフレーム長グルーピング数とを求める要求を通信する、請求項１３に記載の時間ダイバーシチデータ回復回路。
【請求項１６】
回復されたデータフレームは前記周波数ホッピング拡散スペクトル源からの干渉により訂正可能でない場合に、前記干渉評価回路が、外部チャネル要求を受信して、前記固定周波数チャネルで送信する前記通信送信機に、前記新たな送信データ速度乗算係数と前記新たなデータフレーム長グルーピング数とに対する前記要求を通信する、請求項１３に記載の時間ダイバーシチデータ回復回路。
【請求項１７】
前記周波数ホッピング拡散スペクトル干渉源は、ブルートゥース準拠源である、請求項１２に記載の時間ダイバーシチデータ回復回路。
【請求項１８】
前記周波数ホッピング拡散スペクトル干渉源は、コードレス電話である請求項１２に記載の時間ダイバーシチデータ回復回路。
【請求項１９】
少なくとも１つの周波数ホッピング拡散スペクトル干渉源からの干渉の存在時に固定周波数チャネルでデジタルデータフレームを転送するための通信システムであって、
データフレームを受信し、前記データフレームの少なくとも１つのグルーピングのデータ転送速度を増加して、前記データフレームの前記グルーピングを時間圧縮するためのフレームデータ速度乗算器と、
前記フレームデータ速度乗算器と通信し、前記時間圧縮されてインターリーブされたデータフレームグルーピングを受信し、前記時間圧縮されてフォーマットされたデータフレームを複写するデータフレーム複写器と、
を備えた時間ダイバーシチ発生回路、を含む送信機を備え、
前記複写されて時間圧縮されたデータフレームグルーピングは、前記干渉の存在時に固定周波数チャネルで前記送信機によって逐次に送信されて、前記干渉にも関わらず全ての時間圧縮されたデータフレームグルーピングの受信を可能にする、
通信システム。
【請求項２０】
さらに、
少なくとも１つの周波数ホッピング拡散スペクトル干渉源からの干渉の存在時に固定周波数チャネルで送信される複写されて時間圧縮されたデータフレームを受信し、前記複写されて時間圧縮されたデータを、送信データ速度乗算係数とデータフレーム長グルーピング数とに基づいて抽出するためのダイバーシチ受信機と、
前記ダイバーシチ受信機と通信し、前記送信データ速度乗算係数と前記データフレーム長グルーピング数とを受信して、データフレームバッファ内部でバッファ位置を割り当て、前記複写されて時間圧縮されたデータフレームを受信するデータフレームバッファと、
前記データフレームバッファと通信し、前記複写されて時間圧縮されたデータフレームを順次に検索し、前記複写されて時間圧縮されたデータフレームそれぞれが正常に受信されているか否か評価し、正常に受信されていない場合、前記データフレームが前記干渉によって破壊されているか否か評価し、前記複写されて時間圧縮されたデータフレームの任意のものが破壊されている場合、前記破壊された複写されて時間圧縮されたデータフレームのコピーを検索して、前記データフレームを回復する誤り検出および訂正回路と、
を含む時間ダイバーシチデータ回復回路を含む、受信機を備え、
データフレームバッファは、前記複写されて時間圧縮されたデータフレームを順序付き位置で配列して、前記誤り検出および訂正回路による前記データフレームの順序付き検索を可能にする、
請求項１９に記載の通信システム。
【請求項２１】
前記時間ダイバーシチ発生回路は、さらに、少なくとも１つの周波数ホッピング拡散スペクトル源から干渉信号を受信するために前記送信機と関連付けられた受信機と通信する発生干渉評価回路を備え、
前記干渉信号から、前記発生干渉評価回路は、ホッピングパターン、各ホップの持続時間、総送信持続時間、所期の受信パワーに対する送信パワーの大きさ、および各ホップ中の送信の帯域幅を示す干渉シグネチャを導出し、
前記干渉シグネチャから、前記発生干渉評価回路は、前記干渉信号を回避することができる、グルーピング内に含まれるデータフレームの数を示すデータフレーム長グルーピング数および送信データ速度乗算係数と前記データ転送速度を評価する、
請求項１９に記載の通信システム。
【請求項２２】
前記発生干渉評価回路は、前記フレームデータ乗算器と通信し、前記送信データ速度乗算係数を受信して、各データフレームグルーピングに関する前記データ転送速度を求め、かつ前記データフレーム複写器と通信し、前記データフレーム長グルーピング数を受信して、各データフレームグルーピング内に含まれるデータフレームの数を求める、請求項２１に記載の通信システム。
【請求項２３】
前記受信機は、遠隔受信システムから送信されるフィードバックメッセージを受信し、前記メッセージは、送信データ乗算係数とデータフレーム長グルーピング数とを含み、前記メッセージは、前記干渉評価回路に転送されて、前記フレームデータ速度乗算器と前記データフレーム複写器とに転送され、前記インターリーブされたデータフレームの前記グルーピングを時間圧縮し、前記時間圧縮されたデータフレームを複写する、請求項２１に記載の通信システム。
【請求項２４】
前記時間圧縮されたデータフレームグルーピングの前記複写が２である、請求項１９に記載の通信システム。
【請求項２５】
前記データ転送速度は、前記干渉によって妨害されるデータフレームの数と前記干渉の帯域幅とによって決定される送信データ速度乗算係数の関数である、請求項１９に記載の通信システム。
【請求項２６】
前記送信データ速度乗算係数は、公式
【数４】
2009515454.tif 000016
によって決定され、ここで、
ＴＤＲＭＦは、送信データ速度乗算係数であり、
Γが、次に最大の整数（上限）であり、
【数５】
2009515454.tif 000017
であり、
Ｎｆは、窓内のデータフレームの数を示すデータフレーム長グルーピング数であり、前記データフレームの持続時間の整数倍であり、
ｔｗｉｎｄｏｗは、データフレームが複写される窓の最大時間であり、
ｔｆｒａｍｅは、各データフレームに関する持続時間であり、
【数６】
2009515454.tif 000018
であり、
ｎは、前記干渉によって妨害されるフレームの数であり、
ｍは、前記固定周波数チャネル内のＦＨＳＳチャネルの数であり、
τＦＨＳＳは、周波数ホッピング拡散スペクトルチャネル干渉持続時間である、
請求項１９に記載の通信システム。
【請求項２７】
前記送信データ速度乗算係数と前記データフレーム長グルーピング数は、前記データフレームのヘッダ内に置かれる、請求項２５に記載の通信システム。
【請求項２８】
前記送信データ速度乗算係数は２である、請求項２５に記載の通信システム。
【請求項２９】
前記時間ダイバーシチデータ回復回路は、さらに、前記周波数ホッピング拡散スペクトル干渉源の干渉信号を受信するために前記受信機内部に回復干渉評価回路を備え、
前記干渉信号から、前記回復干渉評価回路が、ホッピングパターン、各ホップの持続時間、総送信持続時間、所期の受信パワーに対する送信パワーの大きさ、および各ホップ中の送信の帯域幅を示す干渉シグネチャを導出し、
前記干渉シグネチャから、前記回復干渉評価回路が、送信データ速度乗算係数と、グルーピング内に含まれるデータフレームの数を示すデータフレーム長グルーピング数とを評価し、前記データ転送速度が前記干渉信号を回避することができる、
請求項２０に記載の通信システム。
【請求項３０】
前記回復干渉評価回路は、干渉通知信号を前記ダイバーシチ受信機に通信し、前記ダイバーシチ受信機が、前記複写されて時間圧縮されたデータフレームのヘッダから、埋め込まれた送信データ速度乗算係数と、埋め込まれたデータフレーム長グルーピング数とを抽出する、請求項２９に記載の通信システム。
【請求項３１】
回復されたデータフレームは前記周波数ホッピング拡散スペクトル源からの干渉により訂正可能でない場合に、前記干渉評価回路は、前記固定周波数チャネルで送信する通信送信機に、新たな送信データ速度乗算係数と新たなデータフレーム長グルーピング数とを求める要求を通信する、請求項２９に記載の通信システム。
【請求項３２】
回復されたデータフレームは前記周波数ホッピング拡散スペクトル源からの干渉により訂正可能でない場合に、前記干渉評価回路が、外部チャネル要求を受信して、前記固定周波数チャネルで送信する前記通信送信機に、前記新たな送信データ速度乗算係数と前記新たなデータフレーム長グルーピング数とに対する前記要求を通信する、請求項２９に記載の通信システム。
【請求項３３】
前記周波数ホッピング拡散スペクトル干渉源は、ブルートゥース準拠源である、請求項１９に記載の通信システム。
【請求項３４】
前記周波数ホッピング拡散スペクトル干渉源は、コードレス電話である、請求項１９に記載の通信システム。
【請求項３５】
インターリーブされたデータフレームを受信するステップと、
送信データ速度乗算係数と、周波数ホッピング拡散スペクトルチャネル干渉源特性のシグネチャを示すデータフレーム長グルーピング数とを受信するステップと、
少なくとも１つの周波数ホッピング拡散スペクトル干渉源からの干渉を回避することができるような持続時間まで、前記インターリーブされたデータフレームの持続時間を短縮して、前記インターリーブされたデータフレームの複写を可能にするステップと、
時間圧縮されてフォーマットされたデータフレームを複写するステップと、
前記複写されて時間圧縮されたデータフレームを、前記干渉の存在時に固定周波数チャネルで送信機によって送信し、前記干渉にも関わらず全ての圧縮されてインターリーブされたデータフレームの受信を可能にするステップと、
を含む、時間ダイバーシチされたデジタルデータフレームを生成するための方法。
【請求項３６】
さらに、前記周波数ホッピング拡散スペクトルチャネル干渉源特性の前記シグネチャを求めるために、前記周波数ホッピング拡散スペクトルチャネル干渉源からの受信された周波数ホッピング拡散スペクトル信号を評価するステップを含む、請求項３５に記載の時間ダイバーシチされたデジタルデータフレームを生成するための方法。
【請求項３７】
シグネチャは、ホッピングパターン、各ホップの持続時間、総送信持続時間、所期の受信パワーに対する送信パワーの大きさ、および各ホップ中の送信の帯域幅を示す、請求項３６に記載の時間ダイバーシチされたデジタルデータフレームを生成するための方法。
【請求項３８】
前記周波数ホッピング拡散スペクトルチャネル干渉源からの前記受信された周波数ホッピング拡散スペクトル信号を評価するステップは、送信データ速度乗算係数と、グルーピング内に含まれるデータフレームの数を示すデータフレーム長グルーピング数とを決定し、前記データ転送速度が前記干渉信号を回避することができる、請求項３７に記載の時間ダイバーシチされたデジタルデータフレームを生成するための方法。
【請求項３９】
前記時間圧縮されてフォーマットされたデータフレームの前記複写が２である、請求項３６に記載の時間ダイバーシチされたデジタルデータフレームを生成するための方法。
【請求項４０】
前記周波数ホッピング拡散スペクトルチャネル干渉源からの前記受信された周波数ホッピング拡散スペクトル信号を評価するステップが、公式
【数７】
2009515454.tif 000019
によって前記送信データ速度圧縮係数を決定するステップを含み、ここで、
ＴＤＲＭＦは、送信データ速度乗算係数であり、
Γは、次に最大の整数（上限）であり、
【数８】
2009515454.tif 000020
であり、
Ｎｆは、窓内のデータフレームの数を示すデータフレーム長グルーピング数であり、前記データフレームの持続時間の整数倍であり、
ｔｗｉｎｄｏｗは、データフレームが複写される窓の最大時間であり、
ｔｆｒａｍｅは、各データフレームに関する持続時間であり、
【数９】
2009515454.tif 000021
であり、
ｎは、前記干渉によって妨害されるフレームの数であり、
ｍは、前記固定周波数チャネル内のＦＨＳＳチャネルの数であり、
τＦＨＳＳは、周波数ホッピング拡散スペクトルチャネル干渉持続時間である、
請求項３８に記載の時間ダイバーシチされたデジタルデータフレームを生成するための方法。
【請求項４１】
前記送信データ速度乗算係数は２である、請求項３８に記載の時間ダイバーシチされたデジタルデータフレームを生成するための方法。
【請求項４２】
前記周波数ホッピング拡散スペクトル干渉源は、ブルートゥース準拠源である、請求項３５に記載の時間ダイバーシチされたデジタルデータフレームを生成するための方法。
【請求項４３】
前記周波数ホッピング拡散スペクトル干渉源が、コードレス電話である、請求項３５に記載の時間ダイバーシチされたデジタルデータフレームを生成するための方法。
【請求項４４】
少なくとも１つの周波数ホッピング拡散スペクトル干渉源からの干渉の存在時に固定周波数チャネルで送信される複写されて時間圧縮されたデータフレームを受信するステップと、
前記送信データ速度乗算係数と前記データフレーム長グルーピング数とから、データフレームバッファ内部でバッファ位置を割り当てるステップと、
前記データフレームバッファ内部の前記割り当てられたバッファ位置に、前記複写されて時間圧縮されたデータフレームを受信するステップと、
前記誤り検出および訂正回路による前記データフレームの順序付き検索を可能にするために、前記複写されて時間圧縮されたデータフレームを順序付き位置で配列するステップと、
前記複写されて時間圧縮されたデータフレームを順次に検索するステップと、
前記複写されて時間圧縮されたデータフレームそれぞれが正常に受信されているか否か評価するステップと、
正常に受信されていない場合、前記データフレームが前記干渉によって破壊されているか否か判断するステップと、
前記複写されて時間圧縮されたデータフレームの任意のものが破壊されている場合、前記破壊された複写されて時間圧縮されたデータフレームのコピーを検索して、前記データフレームを回復するステップと、
を含む方通信受信機内部における時間ダイバーシチデータ回復のための方法。
【請求項４５】
さらに、前記時間圧縮されたデータフレームのヘッダから、前記複写されて時間圧縮されたデータフレームを作成するのに利用される送信データ速度乗算係数とデータフレーム長グルーピング数とを抽出するステップを含む、請求項４４に記載の時間ダイバーシチデータ回復のための方法。
【請求項４６】
さらに、前記周波数ホッピング拡散スペクトルチャネル干渉源特性の前記シグネチャを求めるために、前記周波数ホッピング拡散スペクトルチャネル干渉源からの受信された周波数ホッピング拡散スペクトル信号を評価するステップを含む、請求項４５に記載の時間ダイバーシチデータ回復のための方法。
【請求項４７】
シグネチャは、ホッピングパターン、各ホップの持続時間、総送信持続時間、所期の受信パワーに対する送信パワーの大きさ、および各ホップ中の送信の帯域幅を示す、請求項４６に記載の時間ダイバーシチデータ回復のための方法。
【請求項４８】
前記周波数ホッピング拡散スペクトルチャネル干渉源からの前記受信された周波数ホッピング拡散スペクトル信号を評価するステップは、送信データ速度乗算係数と、グルーピング内に含まれるデータフレームの数を示すデータフレーム長グルーピング数とを決定し、前記データ転送速度が前記干渉信号を回避することができる、請求項４７に記載の時間ダイバーシチデータ回復のための方法。
【請求項４９】
さらに、前記回復されたデータフレームは前記周波数ホッピング拡散スペクトル源からの干渉により訂正可能でない場合に、前記固定周波数チャネルで送信する通信送信機に、新たな送信データ速度乗算係数と新たなデータフレーム長グルーピング数とを求める要求を通信するステップを含む、請求項４８に記載の時間ダイバーシチデータ回復のための方法。
【請求項５０】
さらに、回復されたデータフレームが前記周波数ホッピング拡散スペクトル源からの干渉により訂正可能でない場合に、外部チャネル要求を受信して、前記固定周波数チャネルで送信する前記通信送信機に、前記新たな送信データ速度乗算係数と前記新たなデータフレーム長グルーピング数とを求める要求を通信するステップを含む、請求項４８に記載の時間ダイバーシチデータ回復のための方法。
【請求項５１】
前記周波数ホッピング拡散スペクトルチャネル干渉源からの前記受信された周波数ホッピング拡散スペクトル信号を評価するステップは、公式
【数１０】
2009515454.tif 000022
によって前記送信データ速度圧縮係数を決定するステップを含み、ここで、
ＴＤＲＭＦは、送信データ速度乗算係数であり、
Γは、次に最大の整数（上限）であり、
【数１１】
2009515454.tif 000023
であり、
Ｎｆは、窓内のデータフレームの数を示すデータフレーム長グルーピング数であり、前記データフレームの持続時間の整数倍であり、
ｔｗｉｎｄｏｗは、データフレームが複写される前記窓の最大時間であり、
ｔｆｒａｍｅが、各データフレームに関する持続時間であり、
【数１２】
2009515454.tif 000024
であり、
ｎは、前記干渉によって妨害されるフレームの数であり、
ｍは、前記固定周波数チャネル内のＦＨＳＳチャネルの数であり、
τＦＨＳＳは、周波数ホッピング拡散スペクトルチャネル干渉持続時間である、
請求項４９に記載の時間ダイバーシチデータ回復のための方法。
【請求項５２】
前記周波数ホッピング拡散スペクトル干渉源は、ブルートゥース準拠源である、請求項４４に記載の時間ダイバーシチデータ回復のための方法。
【請求項５３】
前記周波数ホッピング拡散スペクトル干渉源は、コードレス電話である、請求項４４に記載の時間ダイバーシチデータ回復のための方法。
【請求項５４】
少なくとも１つの周波数ホッピング拡散スペクトル干渉源からの干渉の存在時に固定周波数チャネルでデジタルデータを転送するための方法であって、
インターリーブされたデータフレームを受信するステップと、
送信データ速度乗算係数と、周波数ホッピング拡散スペクトルチャネル干渉源特性のシグネチャを示すデータフレーム長グルーピング数とを受信するステップと、
少なくとも１つの周波数ホッピング拡散スペクトル干渉源からの干渉を回避することができるような持続時間まで、前記インターリーブされたデータフレームの持続時間を短縮して、前記インターリーブされたデータフレームの複写を可能にするステップと、
前記時間圧縮されてフォーマットされたデータフレームを複写するステップと、
前記複写されて時間圧縮されたデータフレームを、前記干渉の存在時に固定周波数チャネルで送信機によって送信し、前記干渉にも関わらず全ての圧縮されてインターリーブされたデータフレームの受信を可能にするステップと、
を備える時間ダイバーシチされたデジタルデータフレームを生成するステップと、
を含む前記デジタルデータを送信するステップを含む方法。
【請求項５５】
さらに、前記複写されて時間圧縮されたデータフレームを回復するステップによって前記デジタルデータを受信するステップを含み、前記データフレームを回復するステップは、
少なくとも１つの周波数ホッピング拡散スペクトル干渉源からの干渉の存在時に固定周波数チャネルで送信される複写されて時間圧縮されたデータフレームを受信するステップと、
前記送信データ速度乗算係数と前記データフレーム長グルーピング数とから、データフレームバッファ内部でバッファ位置を割り当てるステップと、
前記データフレームバッファ内部の前記割り当てられたバッファ位置に、前記複写されて時間圧縮されたデータフレームを受信するステップと、
前記誤り検出および修正回路による前記データフレームの順序付き検索を可能にするために、前記複写されて時間圧縮されたデータフレームを順序付き位置で配列するステップと、
前記複写されて時間圧縮されたデータフレームを順次に検索するステップと、
前記複写されて時間圧縮されたデータフレームそれぞれが正常に受信されているか否か評価するステップと、
正常に受信されていない場合、前記データフレームが前記干渉によって破壊されているか否か判断するステップと、
前記複写されて時間圧縮されたデータフレームの任意のものが破壊されている場合、前記破壊された複写されて時間圧縮されたデータフレームのコピーを検索して、前記データフレームを回復するステップと、を含む
請求項５４に記載のデジタルデータを転送するための方法。
【請求項５６】
時間ダイバーシチされたデジタルデータフレームを生成するステップは、さらに、前記周波数ホッピング拡散スペクトルチャネル干渉源特性の前記シグネチャを求めるために、前記周波数ホッピング拡散スペクトルチャネル干渉源からの受信された周波数ホッピング拡散スペクトル信号を評価するステップを含む、請求項５５に記載のデジタルデータを転送するための方法。
【請求項５７】
シグネチャは、ホッピングパターン、各ホップの持続時間、総送信持続時間、所期の受信パワーに対する送信パワーの大きさ、および各ホップ中の送信の帯域幅を示す、請求項５６に記載のデジタルデータを転送するための方法。
【請求項５８】
時間ダイバーシチされたデジタルデータフレームを生成するために、前記周波数ホッピング拡散スペクトルチャネル干渉源からの前記受信された周波数ホッピング拡散スペクトル信号を評価する前記ステップが、送信データ速度乗算係数と、グルーピング内に含まれるデータフレームの数を示すデータフレーム長グルーピング数とを決定し、前記データ転送速度が前記干渉信号を回避することができる、請求項５４に記載のデジタルデータを転送するための方法。
【請求項５９】
前記時間圧縮されてフォーマットされたデータフレームを複写するステップは、２つの複写を作成する、請求項５４に記載のデジタルデータを転送するための方法。
【請求項６０】
さらに、公式
【数１３】
2009515454.tif 000025
によって前記圧縮係数を決定するステップを含み、ここで、
ＴＤＲＭＦは、送信データ速度乗算係数であり、
Γは、次に最大の整数（上限）であり、
【数１４】
2009515454.tif 000026
であり、
Ｎｆは、窓内のデータフレームの数を示すデータフレーム長グルーピング数であり、前記データフレームの持続時間の整数倍であり、
ｔｗｉｎｄｏｗは、データフレームが複写される前記窓の最大時間であり、
ｔｆｒａｍｅは、各データフレームに関する持続時間であり、
【数１５】
2009515454.tif 000027
であり、
ｎは、前記干渉によって妨害されるフレームの数であり、
ｍは、前記固定周波数チャネル内のＦＨＳＳチャネルの数であり、
τＦＨＳＳは、周波数ホッピング拡散スペクトルチャネル干渉持続時間である、
請求項５８に記載のデジタルデータを転送するための方法。
【請求項６１】
前記複写されて時間圧縮されたデータフレームを回復するステップは、さらに、前記時間圧縮されたデータフレームのヘッダから、前記複写されて時間圧縮されたデータフレームを作成するのに利用される送信データ速度乗算係数とデータフレーム長グルーピング数とを抽出するステップを含む、請求項５５に記載のデジタルデータを転送するための方法。
【請求項６２】
前記複写されて時間圧縮されたデータフレームを回復するステップは、さらに、前記周波数ホッピング拡散スペクトルチャネル干渉源特性の前記シグネチャを求めるために、前記周波数ホッピング拡散スペクトルチャネル干渉源からの受信された周波数ホッピング拡散スペクトル信号を評価するステップを含む、請求項５５に記載のデジタルデータを転送するための方法。
【請求項６３】
前記シグネチャは、ホッピングパターン、各ホップの持続時間、総送信持続時間、所期の受信パワーに対する送信パワーの大きさ、および各ホップ中の送信の帯域幅を示す、請求項６２に記載のデジタルデータを転送するための方法。
【請求項６４】
前記複写されて時間圧縮されたデータフレームを回復するステップは、さらに、前記周波数ホッピング拡散スペクトルチャネル干渉源からの前記受信された周波数ホッピング拡散スペクトル信号を評価するステップを含み、前記ステップは、転送データ速度乗算係数と、グルーピング内に含まれるデータフレームの数を示すデータフレーム長グルーピング数とを決定し、前記データ転送速度が前記干渉信号を回避することができる、請求項６３に記載のデジタルデータを転送するための方法。
【請求項６５】
前記複写されて時間圧縮されたデータフレームを回復するステップは、さらに、前記回復されたデータフレームが前記周波数ホッピング拡散スペクトル源からの干渉により訂正可能でない場合に、前記固定周波数チャネルで送信する通信送信機に、新たな送信データ速度乗算係数と新たなデータフレーム長グルーピング数とを求める要求を通信するステップを含む、請求項５５に記載のデジタルデータを転送するための方法。
【請求項６６】
前記複写されて時間圧縮されたデータフレームを回復するステップは、さらに、回復されたデータフレームが前記周波数ホッピング拡散スペクトル源からの干渉により訂正可能でない場合に、外部チャネル要求を受信して、前記固定周波数チャネルで送信する前記通信送信機に、前記新たな送信データ速度乗算係数と前記新たなデータフレーム長グルーピング数とを求める要求を通信するステップを含む、請求項５５に記載のデジタルデータを転送するための方法。
【請求項６７】
前記圧縮係数は２である、請求項５８に記載のデジタルデータを転送するための方法。
【請求項６８】
前記周波数ホッピング拡散スペクトル干渉源は、ブルートゥース準拠源である、請求項５４に記載のデジタルデータを転送するための方法。
【請求項６９】
前記周波数ホッピング拡散スペクトル干渉源は、コードレス電話である、請求項５４に記載のデジタルデータを転送するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルデータ通信信号の送信および受信のための回路および方法に関する。より詳細には、本発明は、デジタルデータ通信信号のフレームのインターリーブ、圧縮、複写、送信、および回復のための回路および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
当技術分野で知られているように、米国連邦通信委員会（ＦＣＣ）は、９１５ＭＨｚ、２．４４２ＧＨｚ、および５．７５０ＧＨｚ付近の産業科学医療用（ＩＳＭ）無線帯域での共有およびより下層の占有のための認可および免許不要タイプの使用を許可した。無線スペクトルのこの割り当ては、拡散スペクトル通信の使用の増加に拍車をかけている。この無線スペクトル割り当てが共有されていることが重要である。他のユーザ、したがって固定周波数または拡散スペクトルの他の信号が、これらのＩＳＭ帯域内に存在し、無線周波数（ＲＦ）干渉を引き起こすことがある。
【０００３】
ＲＦ干渉は、所期の信号と同じ周波数で占有する望ましくないＲＦ信号によって引き起こされ、それにより、音声またはデジタルデータである情報の損失をもたらす。ＲＦ干渉のレベルに影響を及ぼす重要な因子は、所期の信号と望ましくない信号との間の相対信号強度、望ましくない信号の帯域幅、所期の信号の帯域幅、望ましくない信号が所期の信号と同じ帯域幅を占有する相対時間である。相対信号強度は、典型的には、ＲＦ同一チャネル選択性仕様の下で定義される。望ましくない信号が同じ帯域幅を占有する相対時間は、典型的には、ＦＨＳＳ送信システムが固定周波数送信システムの帯域幅と同じ帯域幅を占有しているとき、周波数ホッピング拡散スペクトル（ＦＨＳＳ）送信システムに関係する。
【０００４】
ＩＳＭ無線帯域は免許不要なので、固定周波数用途は、例えば、ワイヤレスネットワーキングソリューション、無線周波数識別タグ、警報システム、およびセキュリティ監視、ホームオートメーション、ガレージドア開閉器、自動メータ読取り、および遠隔センサ、およびデジタル音声送信である。同様に、ＦＨＳＳ  ＩＳＭ帯域用途は、ブルートゥースネットワーク、コードレス電話、およびマイクロ波電気通信などのデジタルワイヤレスネットワーキングを含む。固定周波数用途は、ＩＳＭ無線帯域を別個のチャネルまたはサブバンドに分割する。
【０００５】
各固定周波数用途は、チャネルまたはサブバンドの１つを占有し、他のチャネルまたはサブバンドを占有する他の近傍の用途から隔離される。ＦＨＳＳ用途は、ＩＳＭ無線帯域を、同様の、しかしより狭い帯域幅を有するチャネルに分割し、各チャネルを短期間にわたって占有する。ＦＨＳＳ用途は、擬似乱数ホッピングパターンなど規定のホッピングパターンでチャネルからチャネルへとホップし、実際には、固定周波数用途の中断を引き起こすのに十分な時間にわたって固定周波数用途と干渉することがある。例えば、ブルートゥース仕様は、ＩＳＭ無線帯域を、１ＭＨｚ帯域幅を有する７９チャネルに分割する。ブルートゥース仕様は、送信機がチャネルからチャネルへ毎秒１６００ホップを行うことを必要とする。固定周波数用途がＩＳＭ帯域を１０チャネルに分割する場合、ブルートゥース送信は、毎秒のうち６．２５ミリ秒、固定周波数帯域を占有することがある。これは、固定周波数用途のひずみおよび誤りを引き起こすのに十分である。
【０００６】
“Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（デジタル無線通信にけるインターフェース阻止）”，Ｌａｓｔｅｒ他，ＩＥＥＥ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｍａｇａｚｉｎｅ，Ｍａｙ  １９９７，Ｖｏｌ．：１４，Ｉｓｓｕｅ：３，ｐｐ．：３７−６２が、デジタルワイヤレス通信におけるシングルチャネル適応干渉除去に関連する、発表された論文の文献レビューを含む。同一チャネル干渉の抑制のための技法が、拡散スペクトル周波数ホッピング送信方式と非拡散スペクトル方式とに関して論じられる。
【０００７】
“Ｃｏｃｈａｎｎｅｌ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ  Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｔｉｍｅ／Ｓｐａｃｅ  Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ（時間／空間ダイバーシチを通して同一チャンネル・インターフェース抑制）”Ｃａｌｄｅｒｂａｎｋ他，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｈｅｏｒｙ，Ｍａｙ  ２０００，Ｖｏｌ．：４６，Ｉｓｓｕｅ：３，ｐｐ．：９２２−９３２は、チャネルコーディングによって提供される時間ダイバーシチによるフェージングの干渉抑制および緩和を実現する方法を説明する。時間ダイバーシチの数学的な説明は、空間ダイバーシチのものと同一であり、そこで現れるのは、信号処理のための統合フレームワークである。復号アルゴリズムが、反復コードと、レート１／ｎ畳み込みコードと、１次リードミュラーコードと、同一チャネル干渉抑制を提供する新たなクラスの線形結合コードとに関して提供される。全ての場合に、同時推定と、干渉を雑音として取り扱う新規の低複雑性リニアキャンセラ構造とのどちらかを選択することによって、性能と複雑性を引き換えることができる。
【０００８】
“Ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｉｎ  ８０２．１１  ＷＬＡＮｓ（８０２．１１ＷＬＡＮにおけるブルートゥース干渉の阻止）”，Ｓｏｌｔａｎｉａｎ他，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ＩＥＥＥ  Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，２００２．Ｖｏｌ．２，ｐｐ．：９３２−９３６  ｖｏｌ．２は、直接シーケンス拡散スペクトルＩＥＥＥ８０２．１１ｂシステムにおける干渉抑制に関する複素係数適応フィルタの使用を研究する。再帰的最小二乗格子フィルタのパラメータが、ブルートゥースなどホッピング狭帯域干渉機構の影響を緩和するために決定される。
【０００９】
米国特許第５６９２０１８号（Ｏｋａｍｏｔｏ）は、直交変調搬送波から回復される信号に相関値を乗算するための複素乗算器と、回復された信号の遅延されたバージョンに別の相関値を乗算するための別の複素乗算器とを有する干渉キャンセラを説明する。乗算器の出力は、加算器で加算的に組み合わされ、減算器で減算的に組み合わされる。加算器の出力は、ＡＧＣ増幅器によって増幅されて、加算器出力の包絡線を表す参照信号を生成する。回復された信号と参照信号との第１の相関が検出され、第１の相関値が導出される。回復された信号の遅延されたバージョンと参照信号との第２の相関が検出され、第２の相関値が導出される。増幅器および減算器の出力の１つが、選択器によって選択される。決定フィードバック等化器が、選択器の出力に作用して、決定出力および決定誤りを生成する。決定誤りがしきい値と比較され、決定誤りがしきい値よりも高いか低いかに応じて選択器が制御される。
【００１０】
米国特許第５６９４４３８号（Ｗａｎｇ他）は、時間ダイバーシチ通信システムにおいて受信されるデータシンボルを管理するための方法および装置を教示する。現行のデータシンボルが、時間ダイバーシチ通信システムのデータのフレームで受信機によって受信される。シンボルカウンタが、データのフレームに同期されたシンボルクロックからの信号をカウントし、現行のデータシンボルのカウントを提供し、ビットライン変換機構が、そのカウントから現行アドレスをマップする。コンディショナル処理装置が、現行アドレスから、選択されるメモリアドレスを導出する。次いで、現行アドレスに基づいて、比較器が、選択されたメモリアドレスでメモリに現行データシンボルを格納すること、先行のデータフレーム中に選択メモリアドレスに格納された先行の受信データシンボルと現行データシンボルを併合させること、および現行データシンボルを無視することの中から選択する。
【００１１】
米国特許第５８５０４１９号（Ｔｏｄｏｒｏｋｉ）は、時間ダイバーシチ通信システムを詳述する。この時間ダイバーシチ通信システムでは、データの損失または不正確なデータの発生が、例えばシャドー効果により生じることがある。送信側では、入力デジタル信号ストリングがｎビットだけ遅延された同じ信号ストリングと組み合わされたインターレース信号が発生され、ｋ冗長ビットが、この信号のｍビット毎に追加され、信号が、（ｍ＋ｋ）ビットのブロックに分割され、インターリービングプロセスが、ｊブロック毎に実行され、そこに一意のワードが追加され、それに続いて信号が送信される。受信側では、一意のワードが検出され、デインターリービングプロセスが行われ、誤り信号の存在に関するチェックが行われる。次に、遅延信号と非遅延信号とが、復号されたデータから分離され、信号の状態に応じて、所望の信号が選択器で選択されて出力される。整合性判定回路が、復号されたデータの有効または無効を示す有効ゲート信号を使用して有効であると判断された分離された信号との整合性を判定し、分離された信号のスイッチング制御を行い、同期を監視する。
【００１２】
米国特許第５８８３９２８号（Ｅａｔｏｎ）は、時間ダイバーシチ無線通信システムを説明する。この時間ダイバーシチシステムは、無線受信デバイスを含む。時間ダイバーシチシステムは、一時アドレスと、一時アドレスに関連付けられたグループメッセージと、一時アドレスを活性化するための命令ベクトルとを、データのフレームを有する無線信号での元の情報として、その後、複写情報として受信する。元の命令ベクトルが受信デバイスによって受信されないとき、より後のフレームが、複写命令ベクトルを探索され、このベクトルは、見つかったときには、受信デバイスによって格納される一時アドレスを活性化する。次いで、受信デバイスは、受信デバイスによって受信可能なフレームのどれがグループメッセージを含むかを判断し、受信デバイスは、そのフレームにおける一時アドレスおよびグループメッセージを探索する。次いで、一時アドレスが非活性化される。
【００１３】
米国特許第６３０１３１３号（Ｇｅｖａｒｇｉｚ他）は、移動デジタル無線システムを教示する。複数の衛星および地上中継器が、元の時分割多重データストリームに含まれる実質的に同一の情報を送信する。各衛星は、別個の周波数帯域で送信し、全ての地上中継器が、１つの共有周波数帯域で送信する。移動受信機が、周波数帯域を同時に処理する。受信機は、複数の時分割多重データストリームを選択的に構文解析して連結して、元のデータストリームを実質的に再構成する。出力は、高忠実度の音声信号、表示用データ、または音声と表示されるデータとの組合せであってよい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、少なくとも１つのＦＨＳＳ干渉源からの干渉の存在時に無線周波数帯域の固定周波数チャネルでデジタルデータを転送するためにロブストである通信システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
少なくともこの目的を達成するために、固定周波数チャネルでデジタルデータを転送するための通信システムが、時間ダイバーシチ発生回路を含む通信送信機を有する。時間ダイバーシチ発生回路は、フレームデータ速度乗算器を含み、データフレームを受信し、データフレームの少なくとも１つのグルーピングのデータ転送速度を増加して、データフレームのグルーピングを時間圧縮する。データフレーム複写器が、フレームデータ速度乗算器と通信し、時間圧縮されてインターリーブされたデータフレームグルーピングを受信し、時間圧縮されてフォーマットされたデータフレームを複写する。複写されて時間圧縮されたデータフレームグルーピングは、干渉の存在時に固定周波数チャネルで送信機によって逐次に送信されて、干渉にも関わらず全ての時間圧縮されたデータフレームグルーピングの受信を可能にする。
【００１６】
通信システムは、さらに、時間ダイバーシチデータ回復回路を有する受信機を有する。時間ダイバーシチデータ回復回路は、少なくとも１つの周波数ホッピング拡散スペクトル干渉源からの干渉の存在時に固定周波数チャネルで送信される複写されて時間圧縮されたデータフレームを受信するためにダイバーシチ受信機を有する。次いで、時間ダイバーシチデータ回復回路は、複写されて時間圧縮されたデータを、送信データ速度乗算係数とデータフレーム長グルーピング数とに基づいて抽出する。データフレームバッファが、ダイバーシチ受信機と通信し、送信データ速度乗算係数とデータフレーム長グルーピング数とを受信して、データフレームバッファ内部でバッファ位置を割り当て、複写されて時間圧縮されたデータフレームを受信する。誤り検出および訂正回路は、通信時、複写されて時間圧縮されたデータフレームをデータフレームバッファから順次に検索する。誤り検出および訂正回路は、複写されて時間圧縮されたデータフレームそれぞれが正常に受信されているか否か評価する。時間圧縮されたデータフレームが正常に受信されておらず、干渉によって破壊されている場合、任意の破壊された時間圧縮データフレームの複写コピーが、データフレームバッファから検索され、破壊されていないか否か評価される。次いで、誤り検出および訂正回路は、データフレームが正常であるか判断するために、時間圧縮データフレームの複写コピーを評価する。データフレームは、正常である場合、「良好」とタグ付けされ、データフレームバッファ内の元の時間圧縮されたデータフレームと共に置かれる。データフレームバッファは、複写されて時間圧縮されたデータフレームを順序付き位置で配列して、誤り検出および訂正回路によるデータフレームの順序付き検索を可能にする。
【００１７】
時間ダイバーシチ発生回路は、さらに、少なくとも１つの周波数ホッピング拡散スペクトル源から干渉信号を受信するために送信機と関連付けられた受信機と通信する発生干渉評価回路を提供する。干渉信号から、発生干渉評価回路は、ホッピングパターン、各ホップの持続時間、総送信持続時間、所期の受信パワーに対する送信パワーの大きさ、および各ホップ中の送信の帯域幅を示す干渉シグネチャを導出する。干渉シグネチャから、発生干渉評価回路は、送信データ速度乗算係数と、グルーピング内に含まれるデータフレームの数を示すデータフレーム長グルーピング数とを評価し、データ転送速度が干渉信号を回避することができる。発生干渉評価回路は、フレームデータ乗算器と通信し、送信データ速度乗算係数を受信して、各データフレームグルーピングに関するデータ転送速度を求め、かつデータフレーム複写器と通信し、データフレーム長グルーピング数を受信して、各データフレームグルーピング内に含まれるデータフレームの数を求める。
【００１８】
受信機は、遠隔受信システムから送信されるフィードバックメッセージを受信することがある。メッセージは、送信データ乗算係数とデータフレーム長グルーピング数とを含む。メッセージは、干渉評価回路に転送されて、フレームデータ速度乗算器とデータフレーム複写器とに転送され、インターリーブされたデータフレームのグルーピングを時間圧縮し、時間圧縮されたデータフレームを複写する。
【００１９】
時間圧縮されたデータフレームグルーピングの複写は、２に固定されることがある。あるいは、データ転送速度が、干渉によって妨害されるデータフレームの数と干渉の帯域幅とによって決定される送信データ速度乗算係数の関数である。送信データ速度乗算係数は、公式
【００２０】
【数１】
2009515454.tif 000003
【００２１】
によって決定され、ここで、
ＴＤＲＭＦが、送信データ速度乗算係数であり、
Γが、次に最大の整数（上限）であり、
【００２２】
【数２】
2009515454.tif 000004
【００２３】
であり、
Ｎｆが、窓内のデータフレームの数を示すデータフレーム長グルーピング数であり、前記データフレームの持続時間の整数倍であり、
ｔｗｉｎｄｏｗが、データフレームが複写される窓の最大時間であり、
ｔｆｒａｍｅが、各データフレームに関する持続時間であり、
【００２４】
【数３】
2009515454.tif 000005
【００２５】
であり、
ｎが、干渉によって妨害されるフレームの数であり、
ｍが、固定周波数チャネル内のＦＨＳＳチャネルの数であり、
τＦＨＳＳが、周波数ホッピング拡散スペクトルチャネル干渉持続時間である。
送信データ速度乗算係数とデータフレーム長グルーピング数とを決定すると、送信データ速度乗算係数とデータフレーム長グルーピング数とが、データフレームのヘッダ内に置かれる。
【００２６】
時間ダイバーシチデータ回復回路は、さらに、周波数ホッピング拡散スペクトル干渉源の干渉信号を受信するために受信機内部に回復干渉評価回路を提供する。干渉信号から、回復干渉評価回路は、ホッピングパターン、各ホップの持続時間、総送信持続時間、所期の受信パワーに対する送信パワーの大きさ、および各ホップ中の送信の帯域幅を示す干渉シグネチャを導出する。干渉シグネチャから、回復干渉評価回路は、送信データ速度乗算係数と、グルーピング内に含まれるデータフレームの数を示すデータフレーム長グルーピング数とを評価し、データ転送速度が干渉信号を回避することができる。
【００２７】
回復干渉評価回路は、干渉通知信号をダイバーシチ受信機に通信する。次いで、ダイバーシチ受信機は、複写されて時間圧縮されたデータフレームのヘッダから、埋め込まれた送信データ速度乗算係数と、埋め込まれたデータフレーム長グルーピング数とを抽出する。回復されたデータフレームが周波数ホッピング拡散スペクトル源からの干渉により訂正可能でない場合、干渉評価回路は、固定周波数チャネルで送信する通信送信機に、新たな送信データ速度乗算係数と新たなデータフレーム長グルーピング数とを求める要求を通信する。
【００２８】
別法として、回復されたデータフレームが周波数ホッピング拡散スペクトル源からの干渉により訂正可能でない場合、干渉評価回路は、外部チャネル要求を受信して、固定周波数チャネルで送信する通信送信機に、新たな送信データ速度乗算係数と新たなデータフレーム長グルーピング数とを求める要求を通信する。
【００２９】
周波数ホッピング拡散スペクトル干渉源は、ブルートゥース準拠源またはコードレス電話からのものであってよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の固定周波数通信システムでは、送信機が、データフレームとして生成されたデジタル化音声などのデジタルデータを獲得する。送信機は、圧縮係数に基づいて、データフレームを時間圧縮し、データフレームを複製する。ＦＨＳＳ干渉源からの干渉を回避するためにフレームのグルーピングに関してどれほどの速さまで送信データ速度を増加しなければならないかによって、送信データ速度乗算係数が決定される。この増加は、少なくとも２倍であり、送信データ速度の任意の倍数であってよい。次いで、複写される前にフレームの数を変えることによって、システムは、ＦＨＳＳ源が送信機からの送信と干渉する最大期間に調節することができる。圧縮された複製デジタルデータフレームが、大気を通して受信機に送信される。受信機は、圧縮された複製デジタルデータを回復し、複製デジタルデータを格納バッファ回路内に保持する。誤り検出および訂正回路が、複製デジタルデータの１つのコピーを格納バッファ回路から抽出し、デジタルデータが破損されているか否か判断する。破損されていない場合、データは、さらなる処理のために転送される。データが破損されている場合、デジタルデータのコピーが、格納バッファから検索されて、そのコピーが破損されているか否か判断するために検査される。複製データフレームは、破損されていない場合、１次複製データフレームとつながれて、良好とタグ付けされる。次いで、データフレームのグループが、さらなる処理のために転送される。
【００３１】
デジタル音声システムの例では、デジタルデータは、音声を表す符号化されたデータフレームである。デジタルデータは、適切には、送信された音声信号を再生成するために復号される。デジタルデータの複数のコピーが破損されている場合、音声処理装置は誤りを宣言し、音声送信をミュートすることがあり、または、失われたデジタルデータフレームの値を隣接するデータフレームから補間するためにさらなる処理を提供することがある。
【００３２】
次に、本発明の時間圧縮およびダイバーシチ通信システムを用いて解決される問題を説明するために図１ａを参照する。上述したように、米国でのＦＣＣなどＲＦスペクトルの管理機関が、特定の用法のためにＲＦスペクトルを割り当て帯域５に割り付ける。ＩＳＭ帯域の場合、用法は免許不要であり、その帯域内で様々なタイプの用途が存在する。割り当てＲＦ帯域５は、さらに、サブバンドまたはチャネル１０ａ、...、１０ｎおよび１５ａ、...、１５ｎ、...、１５ｚに分割される。割り当てＲＦ帯域５内のチャネルの数は、その用途に必要とされる帯域幅に依存する。
【００３３】
ＦＨＳＳ用途では、チャネルの数は、所与のサブチャネルが任意の所与の時間に占有される確率を決定する。ＦＨＳＳ用途のホッピング速度は、サブチャネルが占有される時間量を決定する。固定周波数用途では、チャネルは、信号を送信するために送信機が放射しているときは常に占有される。したがって、ＦＨＳＳ源と固定周波数源とが十分に近接して存在する場合、ＦＨＳＳ源は、固定周波数源を破損するのに十分な固定周波数源との周期的な干渉を引き起こす。例えば、ＲＦ割り当て帯域５が、固定周波数用途１０ａ、...、１０ｎとＦＨＳＳ用途１５ａ、...、１５ｎ、...、１５ｚとによって同時に占有され、固定周波数用途１０ａ、...、１０ｎの帯域幅が、ＦＨＳＳ用途１５ａ、...、１５ｎ、...、１５ｚよりも大きい係数（ｎ）倍であった場合、ＦＨＳＳ用途１５ａ、...、１５ｎ、...、１５ｚが固定周波数用途１０ａ、...、１０ｎと干渉することになる時間量は、公式
【００３４】
【数４】
2009515454.tif 000006
【００３５】
によって決定されることになる。ここで、
ｔｉは、干渉時間である。
【００３６】
ｎｂｄｆは、帯域幅差分係数、または１つの固定周波数チャネル１０ａ、...、１０ｎに重畳するＦＨＳＳ用途のチャネル１５ａ、...、１５ｎ、...、１５ｚの数である。
【００３７】
ｐｒ（ｃｈ）は、１つのＦＨＳＳ用途チャネル１５ａ、...、１５ｎ、...、１５ｚが所与の時間に占有される確率であり、ＲＦ割り当て帯域５内のＦＨＳＳ用途のチャネル１５ａ、...、１５ｎ、...、１５ｚの数の逆数によって与えられる。
【００３８】
ｆｈは、ＦＨＳＳ用途１５ａ、...、１５ｎ、...、１５ｚのホッピング周波数である（すなわち、ブルートゥース用途は、１６００ホップ／秒を有する）。
【００３９】
上述のことから、ＲＦ割り当て帯域５内のＦＨＳＳ用途チャネル１５ａ、...、１５ｎ、...、１５ｚの数が大きくなるとそれだけ、固定周波数用途１０ａ、...、１０ｎが干渉を受ける可能性が低くなり、しかし干渉は生じることが分かる。さらに、ホッピング周波数が低くなるとそれだけ、ＦＨＳＳ用途が所与のチャネル１５ａ、...、１５ｎ、...、１５ｚに長く留まることになり、干渉が全体的な固定周波数通信を妨げる可能性が高くなる。図１ｂを参照すると、デジタル化音声信号が、時間にわたって送信される一連の音声フレーム２０を有する。各フレームが、持続期間Ｘｔを有し、この持続期間中に、埋め込まれた誤り訂正コードを用いて小さな干渉信号を訂正することができることがある。しかし、ＦＨＳＳ信号２５ａが、固定周波数信号チャネルに重畳するＦＨＳＳチャネルの１つで送信される場合、固定周波数信号は、所与のＦＨＳＳチャネル内でのＦＨＳＳ信号ドウェルの持続時間τＦＨＳＳの間、ＦＨＳＳ信号によって干渉される。干渉は、固定周波数チャネル内の隣接するＦＨＳＳチャネルに及ぶこともあり、または何らかのランダムな持続時間τＲＡＮＤＯＭの後に戻り、期間τＦＨＳＳにわたって再び干渉することもある。
【００４０】
本発明の通信システムの好ましい実施形態は、コンパクトディスク再生装置またはデジタル音声再生装置などのデジタル音声源からのデジタル音声データの送信である。当技術分野で知られているように、アナログドメインからデジタルドメインへの変換は、一定の離散的な時間間隔中に入力される音声を標本化し、標本化された値を、離散的な数の均等に間隔を空けられたレベルに量子化することによって始まり、一般にパルス符号変調（ＰＣＭ）と呼ばれる。デジタル音声データは、図２に示されるようにデータワード３０のグループにフォーマットされる。データワード３０は、フレームを形成するように直列化されて付加される。同期ワード３５および開始シンボル４０が、データワード３０のフレームの始まりに付加され、誤り訂正コード４５が、データフレームに付加される。誤り訂正コード４５は、前方誤り訂正コーディングであり、これは、誤り訂正コードの複雑さに応じたデータフレーム３０の期間Ｘｔ未満の持続時間を有する干渉による音声データワード３０の破損からの訂正を可能にする。
【００４１】
各データフレーム２０は、音声を表し、音声ストリームの周波数を保つようにその期間内で符号化および復号されなければならない。データフレーム２０の送信のための時間は、データフレームの複写を可能にする係数で圧縮される（すなわち、データフレーム２０の送信のデータ速度が増加される、または高速化される）。例えば、送信データ速度乗算係数が２である場合、データフレーム２０が２回複写される。あるいは、送信データ速度乗算係数が３である場合、データフレーム２０が３回複写される。複写を行う前に一連のデータフレームをグループ化することによって、その所与の時間Ｙｔ中の連続的な干渉を回避することができる時間量を決定する。データフレームのグルーピングの変更は、与えられる処理時間により、音声再生の待ち時間に影響を及ぼす。しかし、この変更は、音声プレイバックストリームの周波数を保つ。本発明の通信システムでは、時間間隔Ｙｔは、固定周波数チャネル内の各ＦＨＳＳチャネルに関する持続時間τＦＨＳＳにわたって、固定周波数チャネル内の全てのＦＨＳＳ送信からの干渉を回避するように十分に大きくなければならない。
【００４２】
図３ａを参照すると、固定周波数送信源が、ＲＦ割り当て帯域１００のチャネル１０５を割り付けられる。ＦＨＳＳ送信源は、固定周波数チャネルの帯域幅とＦＨＳＳチャネルの帯域幅との比として、固定周波数チャネルがいくつか（ｍ個）のＦＨＳＳチャネル１１５を含むように、固定周波数に重畳するチャネルで送信される。ある時点で、擬似乱数周波数ホッピングは、いくつか（ｍ個）のＦＨＳＳチャネル１１５全てが順次に占有されるようにする。あるいは、固定周波数送信がＦＨＳＳ送信によって破損される時間１２５は、せいぜい、倍数ｍに、各ＦＨＳＳチャネル１１５に関する持続時間τＦＨＳＳを掛けた長さである。複製すべき固定周波数チャネルのフレーム１２０の数は、単一フレームの時間に、送信データ速度乗算係数と、ＦＨＳＳ送信源が固定周波数送信源に干渉する時間量にわたるフレームの次に最高の整数との積を掛けた値である。送信データ乗算係数は、干渉の存在時に採用される固定係数であり、公式
【００４３】
【数５】
2009515454.tif 000007
【００４４】
によって決定され、ここで、
ＴＤＲＭＦは、送信データ速度乗算係数である。
【００４５】
Γは、次に最大の整数（上限）である。
【００４６】
【数６】
2009515454.tif 000008
【００４７】
Ｎｆは、窓内のデータフレームの数を示すデータフレーム長グルーピング数であり、データフレームの持続時間の整数倍である。
【００４８】
ｔｗｉｎｄｏｗは、データフレームが複写される窓の最大時間である。
【００４９】
ｔｆｒａｍｅは、各データフレームに関する持続時間である。
【００５０】
【数７】
2009515454.tif 000009
【００５１】
ｎは、干渉によって妨害されるフレームの数である。
【００５２】
ｍは、固定周波数チャネル内のＦＨＳＳチャネルの数である。
【００５３】
τＦＨＳＳは、周波数ホッピング拡散スペクトルチャネル干渉持続時間である。
【００５４】
本発明の送信の送信データ速度乗算係数と時間ダイバーシチ複製との明確な例のために図３ｂを参照する。圧縮後の固定周波数送信に重畳する全てのＦＨＳＳチャネルに関するＦＨＳＳ送信の総可能干渉時間τＦＨＳＳは、データフレーム１２０の３つ分から４つ分の間となるように決定され、したがって、４つの固定周波数データフレームに丸められる。これらのデータフレームは、Ｙｔ１１３０ａの時間を有し、時間Ｙｔ１Ｒ１３０ｂ中に複製される。同様に、４つのデータフレーム１２０の全ての後続のセットが、後続の時間Ｙｔ２１３０ｃおよびＹｔ２Ｒ１３０ｄ中に複製される。この複製は、固定周波数送信の受信に対する影響を有さない比較的長時間の干渉を可能にする。各データフレーム１２０は、破損されずに受信される可能性が高い。さらに、音声の長期ひずみを防止するために、データフレーム１２０の再配列が、デジタル音声に関する適切なミューティングおよび補間を可能にする。
【００５５】
次に、本発明の通信システムを論じるために図４を参照する。送信機２００が、固定周波数チャネル１６０で、上述したようなデータフレームを送信し、ここでデータフレームは、時間ダイバーシチのために時間圧縮されて複製される。受信機３００が、固定周波数チャネルからの送信信号を回復し、データフレームを回復する。ＦＨＳＳ送信源１５０が、上述したように周期的な干渉をもたらす。受信機は、受信されたデータフレームの任意のものが干渉ＦＨＳＳ送信源１５０からの信号によって破損されているか否か判断し、破損されているデータフレームが存在する場合には、複製データフレームを使用して、失われたデータフレームを回復する。
【００５６】
送信機２００の構造および動作が、図５に説明されている。音声信号が標本化されて、デジタルデータ２０５に変換され、このデータ２０５が、送信機２００のデータ入力レジスタ２１０への入力となる。デジタルデータは、フレームフォーマッタ２１５によって、データ入力レジスタ２１０から検索され、圧縮されて、データフレームとして生成される。同期ワードおよび開始シンボル４０がデータフレームに付加され、次いでフレームフォーマッタ２１５から誤り訂正コード発生器２２０に転送される。誤り訂正コード発生器２２０は、前方誤り訂正コードを発生し、これが、直列化されたフレームに付加される。フレームインターリーブ回路２２５が、失われたフレームの影響を最小限にするためにデジタルデータフレームのハッシュパターンを提供し、音声用途でのデジタルデータフレーム間のソフトミューティングおよび補間を可能にする。
【００５７】
次いで、インターリーブされたデータフレームが、時間ダイバーシチ回路２３０に転送される。時間ダイバーシチ回路２３０は、時間圧縮回路２３５を含み、この回路２３５は、上で決定された送信データ速度乗算係数に基づいてデータフレームを圧縮する。次いで、時間圧縮されたデータフレームが、フレーム複写回路２４０で複製され、直列化される。時間ダイバーシチ回路２３０は、さらに、送信データ速度乗算係数と各複製グループ内のデジタルデータフレームの数とを付加する。直列化され、圧縮され、複製されたデータフレームは、送信機信号変調器２４５に転送される。送信機信号変調器は、同期クロック回路２７５から基本周波数Ｆ０を受信する。次いで、直列化され、圧縮され、複製されたデータフレームによって、基本周波数Ｆ０が変調される。変調技法は、当技術分野で知られている既知の振幅、周波数、および位相変調技法の任意のものであってよい。
【００５８】
変調された基本信号は、送信機ドライバ２５０に転送され、送信機ドライバ２５０からアンテナスイッチ２５５を通り、アンテナ２６５を駆動して、変調信号１６０を大気に放射する。このとき同時に、ＦＨＳＳ源１５０が、ＦＨＳＳ信号１５０を送信し、この信号１５０が変調信号１６０と干渉することがある。
【００５９】
アンテナスイッチ２５５は、変調信号１５０の送信中には送信モードにされ、どのチャネルが送信に利用可能であるか判断するために干渉ＦＨＳＳ信号１５０または任意の干渉固定周波数信号を受信する間には受信モードにされる。干渉ＦＨＳＳ信号１５０または干渉固定周波数信号は、アンテナ２６５に当たって受信干渉信号を発生し、これが干渉受信機２６０に転送される。基本周波数Ｆ０２８５が、干渉受信機２６０に転送される。基本周波数Ｆ０２８５は、干渉ＦＨＳＳ信号１５０または任意の干渉固定周波数信号を捕捉するために使用される。回復されたＦＨＳＳ信号１５０または干渉固定周波数信号は、干渉評価回路２７０に転送される。着信信号のシグネチャが、着信信号が干渉固定周波数信号であることを示す場合、干渉評価回路２７０は、同期クロック回路２７５にチャネル変更信号を送る。クロック回路２７５は、基本周波数Ｆ０２８５を別のチャネルに変更する。干渉評価回路２７０は、回復された受信信号を評価して、そのシグネチャを求め、その信号が干渉ＦＨＳＳ信号であるか否か判断する。着信信号がＦＨＳＳ信号である場合、シグネチャは、ホッピングパターン、各ホップの持続時間、総送信持続時間、所期の受信パワーに対する送信パワーの大きさ、および各ホップ中の送信の帯域幅である。
【００６０】
シグネチャ情報が、着信信号が干渉ＦＨＳＳ信号１５０であることを示す場合、干渉ＦＨＳＳ信号１５０のシグネチャが評価されて、各チャネルに関する持続時間とデータフレームの数とを求め、これらが、上の式１の公式に従ってＹｔを決定する。また、圧縮係数が、同期クロック回路２７５に転送され、これは典型的には２である。
【００６１】
変調信号１６０、干渉ＦＨＳＳ信号１５０、または任意の干渉固定周波数信号は、図６に示されるように、アンテナ３０５で誘導されて、受信機３００に印加される。着信信号は、アンテナスイッチ３０７を通って受信機入力回路３１０に印加される。増幅器調整器回路３１２が、変調信号を増幅し、信号を復調する。増幅器および調整器回路３１２は、受信信号を干渉評価器回路３５０に転送し、干渉評価器回路３５０は、信号が所望の信号であるか、または望ましくない干渉ＦＨＳＳ信号１５０もしくは干渉固定周波数信号であるか判断する。信号が干渉固定周波数信号である場合、増幅器および調整器回路３１２は、変調信号１６０の送信のための新たなチャネルを求める要求をフィードバック送信機３５５に提供する。フィードバック送信機は、フィードバック送信機３５５をアンテナ３０５に接続するようにアンテナスイッチ３０７を作動する。フィードバック送信機は、変調信号１６０のための新たな固定周波数チャネルを求める要求を送信する。空いているチャネルが実現されると、次いで、変調信号１６０が、増幅器および変調器回路３１２によって受信される。
【００６２】
干渉評価回路３５０は、望ましくない信号が干渉ＦＨＳＳ信号１５０であると判断した場合、回復された受信信号を評価して、そのシグネチャを求める。シグネチャは、上述したように、ホッピングパターン、各ホップの持続時間、総送信持続時間、所期の受信パワーに対する送信パワーの大きさ、および各ホップ中の送信の帯域幅である。インターリーブ、圧縮、および複製を伴う回復されたデジタルデータは、開始／終了回路３１３に転送されて、開始シンボルをデジタルデータから抽出し、クロック同期回路３１４に転送されて、クロック同期回路３１４が同期ワードを抽出する。開始シンボルおよび同期ワードは、送信機２００と受信機３００とが通信できるようにするために使用される。
【００６３】
デジタルデータ信号は、ダイバーシチ回路３１５に転送される。ダイバーシチ回路３１５は、開始シンボルと同期ワードとを有するデジタルデータ信号を捕捉する。ダイバーシチ回路３１５は、干渉評価回路３５０から干渉評価信号を受信する。ダイバーシチ回路は、評価信号を使用して、データフレームの時間圧縮および複製時に図４の送信機２００によって使用された送信データ速度乗算係数と各複製グループ内のデジタルデータフレームの数とを抽出する。送信データ速度乗算係数は、通常は通信システムに関して固定され、典型的には２であり、しかし式１に従って決定することもできる。システムは、ＦＨＳＳ干渉持続時間を回避するために、ＦＨＳＳ信号１５０内でのデータフレーム長グルーピングの数を調節する。
【００６４】
ダイバーシチ回路３１５は、バッファ制御信号３４０をバッファ３２５と通信して、着信デジタルデータフレームの位置を組織して構成する。デジタルデータフレームの各複製は、適切な順序で組み立て直される。さらに、複製の各セットが、バッファ３２５からの迅速なアクセスのためにグループ化される。バッファ制御信号３４０は、バッファ３２５内部のメモリ位置の割り当て、およびバッファ３２５内部でのデジタルデータフレームの適正な配列のために、ダイバーシチ回路３１５とバッファ３２５との間での必要な通信を可能にする。
【００６５】
ダイバーシチ回路３１５の内部に、誤り検出および訂正回路３３０があり、この回路３３０が、バッファ３２５からデジタルデータフレームの１次複製の順序列を検索する。誤り検出および訂正回路３３０は、データフレームが破損されているか否か判断するために、各データフレームの前方誤り訂正コードそれぞれを評価する。誤りがない場合、第１の複製Ｒ１のデジタルデータフレームは、良好とタグ付けされ、バッファ３２５に戻される。冗長デジタルデータフレームＲ２は、バッファ３２５に戻されず、格納されない。デジタルデータフレームの任意の１次複製が誤りをもつ場合、冗長Ｒ２デジタルデータフレームのデータフレームが、１次デジタルデータフレームのデジタルデータフレームに置き換わり、誤り検出および訂正回路３３０は、複製データフレームを有するデジタルデータフレームの１次複製を検索し、各データフレームの前方誤り訂正コードそれぞれを評価して、データフレームが破損されているか否か判断する。誤りがない場合、複製は、良好とタグ付けされて、第１の複製Ｒ１として戻される。それ以上複製がなく、かつデジタルデータフレームが依然として誤りをもつ場合、デジタルデータフレームは、誤りをもつとタグ付けされ、次のデジタルデータフレームが誤りについて評価される。
【００６６】
各デジタルデータフレームは、デジタル音声送信の場合には、スピーカまたはイヤホンでの再生のためにアナログ信号へ再変換するために、バッファ３２５からそのデータ出力セクションに転送される。データ出力セクションは、デジタルデータフレームそれぞれのデータタグ付けを検査する。フレームは、破損されていない場合、再生のために転送される。しかし、１次デジタルデータフレームの任意のものが誤りをもつとタグ付けされている場合、誤り通知信号が、誤り検出および訂正回路３３０から再生回路に通信される。誤り通知信号を受信すると、後続の処理は、隣接するデジタルフレームの値を補間する、または干渉の期間にわたって出力信号をソフトミュートする。
【００６７】
良好でないとタグ付けされた多数の破損デジタルデータフレームが存在する場合、ダイバーシチ回路３１５は、ステータスを干渉評価回路３５０に送信する。干渉評価回路３５０は、送信データ速度乗算係数と各複製グループ内のデジタルデータフレームの数とを含むメッセージを発生し、そのメッセージをフィードバック送信機３５５に転送する。フィードバック送信機３５５は、アンテナスイッチ３０７を作動し、メッセージを送信機２００の受信機に送信する。次いで、送信機２００は、再送信のために、送信データ速度乗算係数と各複製グループ内のデジタルデータフレームの数とを再調節する。あるいは、データ出力３４５がひどく破損されており使用不能である場合、外部チャネル要求３６０が発生されて、干渉評価回路３５０に転送される。干渉評価回路３５０は、送信データ速度乗算係数と各複製グループ内のデジタルデータフレームの数とを含むメッセージを発生し、そのメッセージをフィードバック送信機３５５に転送する。フィードバック送信機３５５は、上述したように、アンテナスイッチ３０７を作動して、メッセージを送信機２００の受信機に送信する。次いで、送信機２００は、再送信のために、送信データ速度乗算係数と各複製グループ内のデジタルデータフレームの数とを再調節する。
【００６８】
次に、ＦＨＳＳ干渉信号の存在時に固定周波数信号を送信するための本発明の方法を論じるために図７を参照する。固定周波数チャネルが選択され（ボックス４００）、選択されたチャネルでの任意の信号が受信されて評価される（ボックス４０５）。評価は、固定周波数干渉源が存在するか否か判断する（ボックス４１０）。固定周波数干渉源が存在する場合、新たな周波数チャネルが要求される（ボックス４１５）。新たなチャネルが選択され（ボックス４００）、受信され、評価される（ボックス４０５）。固定周波数干渉源が存在しない場合、次いで、受信されて評価された信号は、さらに、ＦＨＳＳ干渉送信源について評価される（ボックス４２０）。干渉するＦＨＳＳ干渉送信源が存在しない場合、送信データ速度乗算係数が１に設定され（すなわち、データ速度の増倍なし）、最小数のデータフレームグルーピングが選択される（ボックス４２５）。
【００６９】
干渉ＦＨＳＳ送信源が存在する場合、ＦＨＳＳ送信源のシグネチャが求められる（ボックス４３０）。シグネチャは、ホッピングパターン、各ホップの持続時間、総送信持続時間、所期の受信パワーに対する送信パワーの大きさ、および各ホップ中の送信の帯域幅である。ＦＨＳＳ送信源のシグネチャから、干渉ＦＨＳＳ送信源によって妨害されるフレームの数が求められ（ボックス４３５）、必要とされると考え得る数のデジタルデータフレームグルーピングを割り付ける。さらに、ＦＨＳＳ送信源干渉によって妨害されるフレームの数から、送信データ速度乗算係数が、式１に示されるように計算される（ボックス４３５）。
【００７０】
デジタル音声用途では、音声信号は、標本化デジタル信号に変換されて（ボックス４４０）、デジタル音声フレームとして生成される（ボックス４４５）。前方誤り訂正コードが発生されて（ボックス４５０）、デジタル音声フレームに付加される。次いで、補間または完全にミュートできない、誤りを防止するために、デジタル音声フレームがハッシュされる（ボックス４５５）。
【００７１】
デジタルデータフレームグルーピングの数と送信データ速度乗算係数（ＴＤＲＭＦ）とに基づいて、デジタルデータフレームがグループ化される（ボックス４６０）。各グルーピング内のデジタルデータフレームの数と送信データ速度乗算係数とが、デジタルデータフレームそれぞれのヘッダに付加される（ボックス４６５）。受信機が、各データフレームを検査して、デジタルデータフレームグルーピングの数と送信データ速度乗算係数とを回復する。デジタルデータフレームは、複製されて（ボックス４７０）、直列にストリームされる（ボックス４７５）。デジタルデータフレームの数は、４に固定されることがあり、しかし、デジタルデータフレームがＦＨＳＳ送信源からの干渉によって破壊されないことを保証するように任意の数であってもよい。さらに、送信データ速度乗算係数は、デジタルデータフレームの各グルーピングの２つのコピーを有するように２に設定され、しかしやはり、複製の数は、許容できて上の式１から計算されるＦＨＳＳ送信源からの干渉の量に依存する任意の数であってよい。ＲＦ信号が、直列化された時間圧縮されて複製されたデータフレームによって変調されて（ボックス４８０）、送信される（ボックス４８５）。
【００７２】
ＦＨＳＳ干渉信号の存在時に固定周波数変調されたＲＦ信号を受信するための方法が、図８ａおよび８ｂに示される。固定周波数チャネルが選択され（ボックス５００）、ＲＦ変調されたＲＦ信号が受信される（ボックス５０５）。受信された変調ＲＦ信号は増幅されて調整され（ボックス５１０）、ＲＦ信号を復調して変調デジタルデータを抽出する。開始シンボルおよび同期クロックが抽出される（ボックス５１５および５２０）。次いで、データフレームが同期されて抽出される（ボックス５２５）。次いで、抽出されたデータフレームは、受信された変調信号が干渉固定周波数ＲＦ信号であるか否か判断するために評価される（ボックス５３０）。信号が干渉固定周波数信号である場合、受信機は、送信機が固定周波数チャネルを割り当てＲＦ帯域内の別の固定周波数チャネルに変更することを要求し（ボックス５３５）、ＲＦ変調された信号が受信され（ボックス５０５）、増幅され、調整され（ボックス５１０）、デジタルデータフレームが抽出される（ボックス５２５）。空いている固定周波数チャネルが確認されると（ボックス５３０）、次いで、データフレームは、受信された変調ＲＦ信号がＦＨＳＳ干渉信号であるか否か検査される（ボックス５４０）。ＦＨＳＳ干渉信号が存在しない場合、送信データ速度乗算係数は１に設定され（すなわち、データ速度の増倍なし）、最小数のデータフレームグルーピングが選択される（ボックス５４５）。
【００７３】
受信された変調ＲＦ信号がＦＨＳＳ干渉信号である場合、ＦＨＳＳ干渉信号が存在する場合、各グルーピング内のデジタルデータフレームの数と送信データ速度乗算係数とが、ヘッダから抽出される（ボックス５５０）。各グルーピング内のデジタルデータフレームの数と送信データ速度乗算係数とから、バッファサイズおよび位置が割り当てられ（ボックス５６０）、バッファ５６５に通信される。データフレームは、適正な順序に再配列され（ボックス５７０）、データバッファ５６５に格納される（ボックス５７５）。データフレームの１次複製の順序列が、データバッファ５６５から選択されて検索される（ボックス５８０）。データフレームの１次複製の順序列は、それらの誤り訂正コードを有し、データの任意の破損が送信中に生じたか否か判断するために評価される（ボックス５８５）。誤りは、訂正可能である場合には訂正される。訂正されたデータフレームの１次複製の順序列は、次いで、再びバッファ５６５に格納される。次いで、データフレームは、訂正可能でない誤りについて評価される（ボックス５９０）。訂正されていない誤りが存在しない場合、データフレームは、「良好」とタグ付けされて（ボックス６０５）、スピーカまたはヘッドフォンでの再生のための音声信号への変換など他の処理のために転送されるようにスケジュールされる。
【００７４】
訂正可能でない誤りが存在する場合、代替のデータフレーム順序列の存在が判断される（ボックス２９５）。代替の複製されたデータフレーム順序列が存在する場合、代替のデータフレームセットが選択され、検索され、データバッファ５６５内のデータフレームの１次複製の位置に格納される（ボックス６００）。データフレームの１次複製の順序列が、再びデータバッファ５６５から選択されて検索される（ボックス５８０）。データフレームの１次複製の順序列は、それらの誤り訂正コードを有し、データの任意の破損が送信中に生じたか否か判断するために再び評価される（ボックス５８５）。誤りは、訂正可能である場合には訂正される。訂正されたデータフレームの１次複製の順序列は、次いで、再びバッファ５６５に格納される。次いで、データフレームが、訂正可能でない誤りについて評価される（ボックス５９０）。訂正されていない誤りが存在しない場合、データフレームは、「良好」とタグ付けされ（ボックス６０５）、スピーカまたはヘッドフォンで再生するための音声信号への変換など他の処理のために転送されるようにスケジュールされる。
【００７５】
依然として訂正可能でない誤りが存在する場合、代替のデータフレーム順序列の存在が再び判断される（ボックス５９５）。任意の他の代替のデータフレームの複製が存在する場合、プロセスが反復される。他の代替のデータフレームの複製が存在しない場合、データフレームがタグ付けされ（ボックス６１０）、破損されており欠落しているデータフレームであるデータフレームは、失われたデータフレームの推定を作成するように隣接するデータフレームから補間される処理、または失われたデータフレームの期間にわたって音声信号がミュートされる処理といった他の処理のために転送されるようにスケジュールされる。
【００７６】
良好でないとタグ付けされた多数の破損デジタルデータフレームが存在する場合、送信データ速度乗算係数と各複製グループ内のデジタルデータフレームの数とを含むメッセージが生成されて、送信デバイスに転送される。次いで、送信デバイスが、再送信のために、送信データ速度乗算係数と各複製グループ内のデジタルデータフレームの数とを再調節する。
【００７７】
上述したように、音声／ビデオ用途に関して適格であるような音声信号の再生のための最大許容待ち時間遅延は２０ミリ秒である。音声信号に対するデジタル変換、符号化圧縮、時間ダイバーシチ複製、誤り訂正、復号、および再変換は全て、この待ち時間期間内に完了しなければならない。
【００７８】
本発明の固定周波数通信システムに関する干渉の主な原因の１つは、周知のブルートゥースパーソナルエリアネットワーク仕様である。ブルートゥース仕様は、ＩＳＭ  ＲＦ帯域での動作を必要とし、７９チャネルにわたって１６００ホップ／秒を使用するＦＨＳＳ方式を採用する。ブルートゥース仕様の各チャネルは、（−２０ｄＢｃで測定される）１ＭＨｚの帯域幅を有し、ホッピングシーケンスは、区分化された擬似乱数非反復コードである。
【００７９】
本発明の通信の好ましい実施形態の実装において、チャネル帯域幅は約８ＭＨｚである。ブルートゥースＦＨＳＳがこの通信システムの固定周波数送信と干渉する確率は、８／７９であり、７９チャネルを通る各ブルートゥースエクスカーションは、４９．３７５ミリ秒である。最悪の状況は、本発明のこの通信システムの８ＭＨｚ送信帯域幅内で８つのホッピングシーケンスを有する。帯域幅内での８つの連続するヒットの持続時間は、８×６２５マイクロ秒＝５ミリ秒である。送信すべきデジタルデータフレームは、少なくとも５ミリ秒離して複製して並べなければならず、これは、図３ａの時間Ｙｔ１３０の値である。５ミリ秒を超える複製データフレームの並びは、そのようなシステムの下で誤りを有する可能性を以下のように設定する。
【００８０】
【数８】
2009515454.tif 000010
【００８１】
これは、ブルートゥース干渉によって誤りが生じないことを保証する。
【００８２】
ＦＨＳＳ干渉信号をなくすためにデータフレームを圧縮して複製することが好ましいが、時間Ｙｔ１３０をより小さな値に設定する、したがって圧縮係数をより小さな値に設定する場合でさえ、本発明の圧縮せず複製しない場合に勝る改良を提供する。例えば、時間ダイバーシチが、上述した５ミリ秒（Ｙｔ１３０）に対して、２ミリ秒（Ｙｔ１３０）に設定されている場合である。２ミリ秒は、送信帯域幅内の３つよりも多い（２／０．６２５＝３．２）連続するホップを含み、これは誤りを引き起こすことになる。そのようなシステムの下で誤りを有する確率は、このとき、以下のように計算される。
【００８３】
【数９】
2009515454.tif 000011
【００８４】
これは、１つの誤りが１７．７分毎に生じることを意味する。時間Ｙｔ１３０、したがってグルーピング内に含まれるデータフレームの数は、最適な設計点を実現するように、誤り率に対して均衡を取ることができる。
【００８５】
別のＦＨＳＳ干渉源は、コードレス電話からのものである。現時点で利用可能なコードレス電話は、９０チャネルにわたって１００ホップ／秒を有するＦＨＳＳ方式を採用する。各チャネルは、擬似乱数コードホッピングコードを用いて約８００ＫＨｚ帯域幅を有する。コードレス電話が各ホッピングサイクル内で干渉する確率は、１０／９０（コードレスホッピングの各サイクルが９００ミリ秒）である。最悪の場合は、固定周波数送信チャネル内部に１０個の連続するホッピングシーケンスを含む。１０個の連続するヒットの持続時間は、１０×１０ミリ秒＝１００ミリ秒である。完全な保護のためには、時間ダイバーシチＹｔ１３０は、後に続くブロックの反復に関して少なくとも１００ミリ秒離れなければならない。この値は過度に大きく、例えば３０ミリ秒の時間ダイバーシチＹｔ１３０まで減少させることができる。図３ａの時間ダイバーシチ時間Ｙｔ１３０は、固定周波数チャネル内のＦＨＳＳ干渉の３つ（３０／１０＝３）の連続するホップにわたるデータフレーム時間をカバーする。そのようなシステムの下で誤りを有する確率は、このとき、以下のようになる。
【００８６】
【数１０】
2009515454.tif 000012
【００８７】
この誤り率は、３時間毎に１つの誤りということになる（（９０＊１０ミリ秒／８．２１×１０−５）。ここでも見ることができるように、本発明の通信システムの圧縮および複製は、ＦＨＳＳ干渉の存在時にＩＳＭ  ＲＦ割り当て帯域でのデジタル化音声信号のワイヤレス送信を可能にし、許容できる誤り率を保つ。
【００８８】
本発明を、特にその好ましい実施形態を参照して図示して説明してきたが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく形態および詳細の様々な変更を施すことができることを当業者は理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１ａ】固定周波数チャネルおよびＦＨＳＳチャネルを例示する周波数対振幅のプロットである。
【図１ｂ】固定周波数チャネルでのデジタルデータフレームの送信と、固定周波数チャネルに重畳するＦＨＳＳチャネルでのＦＨＳＳ送信とを例示する時間対振幅のプロットである。
【図２】本発明の圧縮および時間ダイバーシチを示すデジタル音声フレームの図である。
【図３ａ】ＦＨＳＳチャネルによって干渉される固定周波数チャネルを例示する周波数対振幅のプロットである。
【図３ｂ】ＦＨＳＳチャネルによって干渉される固定周波数チャネルの例を例示する周波数対振幅のプロットである。
【図４】ＦＨＳＳ干渉源からの干渉の存在時に本発明の時間圧縮およびダイバーシチを組み込む本発明の通信システムのブロック図である。
【図５】図４に示される本発明の通信システムの送信機を示す図である。
【図６】図４に示される本発明の通信システムの受信機を示す図である。
【図７】本発明の時間圧縮およびダイバーシチを採用するデジタルデータの送信のためのプロセス図である。
【図８ａ】本発明の時間圧縮およびダイバーシチを採用するデジタルデータの受信のためのプロセス図である。
【図８ｂ】本発明の時間圧縮およびダイバーシチを採用するデジタルデータの受信のためのプロセス図である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【国際調査報告】
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