(57)【要約】【課題】無線オーディオ信号送信の干渉を回避する方法および装置を提供する。【解決手段】1つの態様において、一般に、本発明は第2の無線システムが第1の無線システムによるアクティブな動作周波数を確認するステップと、第2の無線システムで第1の無線システムによる無線通信の近傍で無線通信するステップと、無線通信がスペクトル拡散技術を使用して確認された周波数を除外するステップとを備える方法を特徴とする。【選択図】図1
2006217619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第2の無線システムが第1の無線システムのアクティブな動作周波数を確認するステップと、
前記第2の無線システムで前記第1の無線システムによる無線通信の近傍で無線通信するステップと、
前記無線通信は、スペクトル拡散技術を利用して前記確認された周波数を除外するステップとを備える方法。
【請求項２】
前記確認するステップは、前記第1の無線システムからの送信が前記第2の無線システムによって検出することができないときに実行される請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記確認するステップは、前記第1の無線システムからの送信が前記第2の無線システムの機能を妨害しないときに実行される請求項1に記載の方法。
【請求項４】
前記確認するステップは、前記第2の無線システムからの送信が前記第1の無線システムの機能を妨害しないときに実行される請求項1に記載の方法。
【請求項５】
前記確認するステップは、前記第2のシステムが送信していないときに実行される請求項1に記載の方法。
【請求項６】
前記第2のシステムは1つのノードを備えており、前記確認するステップは前記ノードが送信していないときに実行される請求項1に記載の方法。
【請求項７】
前記確認するステップは、前記確認された周波数に関連するユーザー情報から受信するステップを備える請求項1に記載の方法。
【請求項８】
前記情報は、前記第1の無線ネットワークの通信チャネルの識別情報を備える請求項7に記載の方法。
【請求項９】
前記情報は、手動のユーザーインターフェイスを介して受信される請求項7に記載の方法。
【請求項１０】
前記手動のユーザーインターフェイスは、ボタンを備える請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
前記手動のユーザーインターフェイスは、ビジュアルインディケータを備える請求項9に記載の方法。
【請求項１２】
前記確認するステップは、前記第1の無線システムのアクティビティを検出するステップを備える請求項1に記載の方法。
【請求項１３】
前記確認するステップは、前記第1の無線システムに接続するステップを備える請求項1に記載の方法。
【請求項１４】
前記第1の無線システムの動作チャネルを導出するステップをさらに備える請求項13に記載の方法。
【請求項１５】
前記確認するステップは、前記第1の無線システムのシグネチャを認識するステップを備える請求項1に記載の方法。
【請求項１６】
前記第2の無線システムによる無線通信を中断し、中断中に前記第1の無線システムの動作周波数を確認するステップをさらに備える請求項1に記載の方法。
【請求項１７】
前記第1の無線システムは、IEEE 802.11無線ネットワークを備える請求項1に記載の方法。
【請求項１８】
第2の無線ネットワークで、第1の無線ネットワークが使用する周波数に関する情報を保持するステップと、
前記第2の無線ネットワークでスペクトル拡散技術を使用して通信するステップと、
前記保持された情報に関連付けられた周波数を除外するためにスペクトル拡散技術を制御するステップと
を備える方法。
【請求項１９】
前記情報は定期的に更新される請求項18に記載の方法。
【請求項２０】
前記情報は、ユーザーからユーザーインターフェイスを介して取得される請求項18に記載の方法。
【請求項２１】
前記情報は、前記第1の無線ネットワークを監視することによって自動的に取得される請求項18に記載の方法。
【請求項２２】
第1の無線ネットワークが使用する周波数に関する情報を確認する識別デバイスと、
スペクトル拡散技術を使用して送信する送信デバイスと、
前記送信デバイスに第2の無線ネットワークによって確認された周波数を回避させるようにするコントローラと
を備える装置。
【請求項２３】
前記識別デバイスは、手動のユーザーインターフェイスを備える請求項22に記載の装置。
【請求項２４】
第1の無線ネットワークが使用する周波数に関する情報を確認する手段と、
スペクトル拡散技術を使用して第2の無線ネットワークで前記確認された周波数を回避する手段と
を備える装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、参照によりその全体を本明細書に組み込まれている2003年8月12日に出願された米国特許出願第10/640,215号明細書の一部継続出願である。
【０００３】
無線通信は、たとえば、携帯電話、制御デバイス、2台以上のデバイス間におけるデータ信号の交換など、さまざまな範囲のアプリケーションで使用されている。
【０００４】
定義
・マスター：自らと一連のスレーブとの間でどのように通信を管理するかを管理しているネットワーク上のノードである。
・スレーブ：マスターと通信するネットワーク上のノードである。
・プライマリデータ：代表的な信号を1つまたは複数のスレーブに確実に送信するためにマスターに提供される情報である。
・補助データ：マスターまたはスレーブに提供されるデータであり、ネットワーク上の別のノードに送信する信号によって表現され、場合によってプライマリデータより信頼性が低く、待ち時間が長い。
・管理データ：ネットワークのパフォーマンスを維持するために、ネットワーク全体に送信される信号によって表現されるデータである。
・送信パラメータ：通信システムのパフォーマンスに影響を及ぼす制御可能特性である(たとえば、信号出力、中心周波数、変調技術、位相、アンテナの指向性、アンテナの配置、信号の極性(signal polarization)、タイムスロット、イコライザの設定、チップの配置(chipping sequence)などの特性)。
・送信設定：1つまたは複数の送信パラメータとそれに関連付けられた値(たとえば、信号出力-200ミリワット(mW)、センター周波数-2450MHz、変調技術-4FSK)。
・送信品質集約(Aggregation)：ノード(ネットワーク上のマスターなど)が、その送信品質推定値を、少なくとも一部はネットワーク内の他のノードの送信品質推定値に基づいて作成するプロセスである。
・優先設定リスト：送信に使用されているかまたは短期的に使用される予定であるさまざまな送信設定のリストである。
・優先周波数：優先設定リストの送信設定に含まれる送信の周波数である。
・潜在(Potential)設定リスト：送信に使用されておらず、短期的に使用される予定もない送信設定のリストであるが、将来のある時点で送信に使用される可能性のある送信設定のリストである。
・潜在周波数：潜在設定リストの送信設定に含まれる送信の周波数である。
・パケット：同じ送信設定を使用して連続的に送信されるデータ信号の集合である。
・ブロック：データ信号を含むパケットの集合であり、誤り訂正復号器(error correction decoder)で別々に復号化できる。ブロックは、ローカルなチャネル劣化の影響を平均化するように、さまざまな送信設定を使用して送信されるのが好ましい。
・フレーム：ブロックと管理パケットの集合であり、優先設定リストを使用して送信される。
・ストリーム：連続的なデータビット信号の流れであり、全体として唯一のソースからの情報(たとえば、FMラジオまたはCDプレーヤーからのオーディオ)を表現する。ストリームには、複数のチャネル(たとえば左と右)が含まれていてもよい。
・シグネチャ：無線システムに固有のエミッション(emission)である。
・無線システム：1つの無線デバイス、または互いに無線で通信できる複数の無線デバイスである。
その他の用語については、本明細書の本文のコンテクスト内で定義する。
【特許文献１】米国特許出願第10/640,215号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
1つの態様において、一般に、本発明は第2の無線システムが第1の無線システムによるアクティブな動作周波数を確認するステップと、第2の無線システムで第1の無線システムによる無線通信の近傍で無線通信するステップと、無線通信がスペクトル拡散技術を使用して確認された周波数を除外するステップとを備える方法を特徴とする。
【０００６】
実装には、次に示す1つまたは複数の特徴があってもよい。確認するステップは、第1の無線システムからの送信が第2の無線システムによって検出することができないときに実行される。確認するステップは、第1の無線システムからの送信が第2の無線システムの機能を妨害しないときに実行される。確認するステップは、第2の無線システムからの送信が第1の無線システムの機能を妨害しないときに実行される。確認するステップは、第2のシステムが送信していないときに実行される。第2のシステムは1つのノードを備えており、確認するステップはこのノードが送信していないときに実行される。確認するステップは、確認する周波数に関連するユーザー情報から受信するステップを備えている。この情報には、第1の無線ネットワークの通信チャネルの識別情報が含まれる。この情報は、手動のユーザーインターフェイスを使用して受信される。手動のユーザーインターフェイスは、ボタンを備えている。手動のユーザーインターフェイスは、さらにビジュアルインディケータ(visual indicator)を備えている。確認するステップは、第1の無線システムのアクティビティを検出するステップを備えている。確認するステップは、第1の無線システムに接続するステップを備えている。第1の無線システムの動作チャネルを導出する付加的なステップを追加してもよい。確認するステップは、第1の無線システムのシグネチャを認識するステップを備えている。第2の無線システムによる無線通信を中断し、中断中に第1の無線システムの動作周波数を確認する付加的なステップを追加してもよい。第1の無線システムは、IEEE 802.11無線ネットワークを備えている。
【０００７】
別の態様において、一般に、本発明は第2の無線ネットワークで第1の無線ネットワークが使用する周波数に関する情報を保持するステップと、第2の無線ネットワークでスペクトル拡散技術を使用して通信するステップと、保持された情報に関連付けられた周波数を除外するようにスペクトル拡散技術を制御するステップとを備える方法を特徴とする。
【０００８】
実装には、次に示す1つまたは複数の特徴を含めてもよい。情報は定期的に更新される。この情報は、ユーザーからユーザーインターフェイスを介して取得される。この情報は、第1の無線ネットワークを監視することによって自動的に取得される。
【０００９】
別の態様において、一般に、本発明は第1の無線ネットワークが使用する周波数に関する情報を確認する識別(identifier)デバイスと、スペクトル拡散技術を使用して送信する送信デバイスと、第2の無線ネットワークで確認された周波数を送信デバイスが回避するようにするコントローラとを備える装置を特徴とする。識別デバイスは、手動のユーザーインターフェイスを備えている。
【００１０】
別の態様において、一般に、本発明は第1の無線ネットワークが使用する周波数に関する情報を確認する手段と、スペクトル拡散技術を使用して第2の無線ネットワークで確認された周波数を回避する手段とを備える装置を特徴とする。
【００１１】
その他の特徴と利点は、以下に示す実施形態の説明と請求項から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
ここで図を参照すると、図1は本発明によるシステム4の論理的な配置を示すブロック図である。マスター170は、少なくとも1つのスレーブ(たとえばスレーブ180)と無線媒体(図示せず)を経由して通信する。システム4は、1つのマスターにも1つのスレーブにも限定されず、複数のマスター170から複数のスレーブ180に送信できる。簡単にするために、以下の説明は1つのマスター170と複数のスレーブ180に基づいている。スレーブ180は、一般に分散した複数の場所に配置されている。スレーブ180は複数の部屋に配置でき、それぞれにはスピーカーなどの利用デバイス(utilization device)が接続している。この特定の例はサウンドシステム(sound system)に関連するが、その他の適用例(たとえば、ビデオ、マルチメディア、遠隔測定(telemetry)、遠隔データ収集(remote data gathering)などの適用例)も考えられる。スレーブ180は、ヘッドセット内にあるようなバッテリ電源および/またはポータブルでもよい。
【００１３】
マスター170からスレーブ180に送信する情報信号160(デジタルオーディオ情報信号)は、まずペイロードマネージャ(payload manager)10で処理されて誤り訂正符号器(error correction coder)20への入力として使用するデータユニット信号(data unit signal)を提供し、通信チャネルに情報信号を提供してデータ整合性に対するチャネルの有害な(negative)影響を緩和するように機能する。マスターには、圧縮を提供するソース符号器5(たとえばオーディオコンプレッサ)がさらに含まれる。オーディオ圧縮には、たとえばISO/MPEG-1で説明するオーディオレイヤー2(AC2)圧縮、AC3音響心理学(Psychoacoustic)マスキングおよび冗長性削減(Redundancy reduction)といったさまざまな技術を適用できる。たとえば、16ビット、2オーディオチャネル、32.55kHzオーディオ情報信号の場合は、マスターにAPT-Audio Processing Technology(本社は北アイルランド、ベルファスト(Belfast, N Ireland))のapt-x符号器などのソース符号器を含めることができる。
【００１４】
Apt-x符号器の出力は、ペイロードマネージャ10でデータ信号構造に編成される。この構造では、通常は2808ビットの中に117のメッセージワードが含まれており、メッセージワードあたり6シンボル、シンボルあたり4ビットである。このデータ信号構造は、図2Aに示すように6列117行の行列で表現できる。行列の各エントリは4ビットのシンボルであり、行列の各行は「メッセージワード」(誤り訂正符号器20への入力単位については以下で詳細に説明する)である。いくつかの管理ビット(マルチプレクス制御信号など)にのっとったペイロードマネージャ10の出力は、誤り訂正符号などのチャネル符号化技術を使用して保護できる。誤り訂正符号器20は、メッセージワードを符号ワードにマップする。Reed-Solomon(RS)符号が利用できる。この例の例示的なRS符号では、誤り訂正符号器20の出力のビット速度はその入力の2倍である。誤り訂正符号器20(ブロック)の出力は、図2Bに示すように行列の形でも表現できる。行列の各エントリは4ビットのシンボルであり、行列の各行は12のシンボルで構成される符号ワードである。例示的なオーディオ信号で、誤り訂正符号器20の出力としてのブロックはl2列117行の行列である。行列の各列は、468(117×4)ビットのパケットとして定義される。
【００１５】
誤り検出は、パケットごとに誤り訂正符号の後に巡回冗長検査(CRC：Cyclic Redundancy Check)またはチェックサムを追加することで実装できる。CRCは、パケット内に分散することによって、パケットに誤りが含まれるかどうかだけでなく、パケットのどの部分に誤りが含まれるかも識別することができる。具体的に、例示的な無線オーディオホームアプリケーションでは、各パケットはさらにいくつか(この例では4つ)のサブパケット(それぞれ117ビット)に分割され、サブパケットごとにそれぞれ4ビットのCRCが計算される(図2Cに示す)。この例の4ビットCRCでは、壊れたデータが誤って渡される可能性は1/16である。CRCは、各CRCをその保護対象のサブパケットの近く(サブパケットの直前または直後)に挿入することによって、さらに多重化される。そうすることによって、パケット内の誤りの位置をより正確に特定できる。次に、誤り訂正符号器20の出力はパケッタイザ(packetizer)25で処理される。パケッタイザ25の出力は、1つまたは複数のアンテナ40を介して無線インターフェイス30からスレーブに送信される。
【００１６】
送信構成ごとに、チャネル容量はパス損失(path loss)、マルチパス干渉、マルチパス干渉以外の任意の干渉、非線形性などの要因によって変化する可能性がある。システム4は、その制御可能な送信パラメータ値を変更することによって、通信媒体を使用する方法を制御できる。システム4は、実質的に制御可能な送信パラメータの一部またはすべてについての平均化を行い、ローカライズされた(localized)チャネルの容量低下(capacity degradation)を補償することができる。たとえば、ローカライズされたチャネルの容量低下は、場合によっては使用不可能な一部のスペクトル(spectrum)を表すマルチパス干渉が原因である。周波数が制御可能な送信パラメータである場合は、平均化は非常に多くの周波数を使用してプライマリデータ(primary data)を送信し、影響を受けるスペクトルを介して送信されたパケットの誤りを誤り訂正符号に基づいて修復することによって、平均化を実現できる。
【００１７】
さまざまな送信パラメータはさまざまな値をとることができる。たとえば、周波数パラメータはPhase Locked Loop(PLL)によって調整可能な個別の無線周波数のセットの中から1つの値をとることができる。偏波パラメータでは、値の範囲は垂直偏波または水平偏波を選択できる。特定の送信構成で実現される送信品質は、スレーブ180で受信する情報信号の品質として測定できる(指定された送信構成を使用して情報が送信された場合)。送信品質は、誤り訂正復号器内に存在する情報に基づいてCRCから推定できるビット誤り率(BER：Bit Error Rate)など、多くのメトリックスによって定量化できる。
【００１８】
例示的な無線アプリケーションにおいて、マスター170とスレーブ180との通信チャネルは、それに関連付けられたマルチパス特性と干渉発生源との無線媒体である。制御可能な送信パラメータは、搬送周波数である。送信パラメータ値の範囲は、選択された周波数スペクトルとチャネル帯域幅によって異なる。たとえば、2.4GHz ISM(Industrial, Scientific and Medical)無線帯域のRF媒体では、搬送信号制御変数のパラメータ値の範囲には、ISM無線帯域内の調整可能なすべての周波数をが含まれる。送信設定は、送信パラメータの値を変更することによって調整できる周波数である(この例では、搬送信号周波数)。以下の説明は、例示的な無線アプリケーションに基づく。
【００１９】
図1に戻り、誤り訂正符号器20からの出力である多くのブロック(それぞれ複数のパケットを含む)は、パケッタイザ25でさらに処理され、ブロック管理パケットを含むフレームに編成される。管理パケットについては、以下でより詳細に説明する。例示的な無線アプリケーションでは、誤り訂正符号器20から11のブロックと2つの管理パケットから134のパケットを含むフレームに編成する。
【００２０】
次に、パケッタイザ25からの出力は、Frequency-Shift Keying(FSK)、Quadrature Amplitude Modulation(QAM)、Phase-Shift Keying(PSK)、またはAmplitude Shift Keying(ASK)などのデジタル変調技術を使用して、マスター170からスレーブ180に、優先周波数のリストに記載される40の周波数を使用して、無線インターフェイス30経由で送信される。2.4GHzの帯域には94の調整可能な周波数が存在するので、この選択によって潜在周波数リストに記載された54の周波数が残される。この例では、1つのフレームには102.4μsのオーディオデータ信号が含まれる。フレーム内のパケットは約750μs持続する。誤り訂正符号器モジュール20は、さらに時間および周波数ドメインでインターリービング(interleaving)を実行し、誤り訂正符号器20からの符号ワード内の各シンボルが個別のパケットに分散し(図2Bに示す)、優先周波数リスト内の個別の周波数で送信される。インターリービングによって、スレーブ180内の誤り訂正復号器90は、一部の高品質のパケットと他の低品質のパケットを平均化し、情報を正確に再現する。インターリービングは、時間、周波数、あるいは他の任意の制御可能な送信パラメータに関して実行できる。さらに、フレーム内の各パケットは、本質的に個別の周波数(一般に送信設定)で送信できるので、周波数ドメインに平均化を導入できる。次に、全体としてのブロックは使用可能な周波数の代表的な部分を使用して送信される。
【００２１】
システム4は、ソース符号器5とペイロードマネージャ10という特定の形式に限定はされない。ソース符号器5とペイロードマネージャ10、および誤り訂正符号器20とパケッタイザ25の基本的な機能には、送信する情報信号を、チャネル符号化ブロックなどの複数のデータ信号単位に分割することである。こうした機能には、インターリービングを含めてもよい。ペイロードマネージャ10、誤り訂正符号器モジュール20、およびパケッタイザ25というモジュールの使用は、説明のために示されている。こうした機能モジュールは、1つまたは複数の物理ユニットに、ハードウェアまたはソフトウェアの形でも実装できる。本発明は、特定のソース符号器(たとえば例示的な実装で使用するApt-xソース符号器)、特定のデータユニット構造(たとえば図示されたブロックやフレーム)、および特定の誤り訂正符号器(たとえば例示的な実装で使用するRS符号化)に限定はされない。図2Aと2Bに示す説明されたデータ構造も、説明のみを目的としている。
【００２２】
また、図1に示すように、スレーブ180にはマスター170から送信された情報を受信する1つまたは複数のアンテナ150と無線インターフェイス80を含めてもよい。受信した情報は、デパケッタイザ(depacketizer)185に送られ、さらに誤り訂正復号器90に送られる。デパケッタイザ185と誤り訂正復号器90は、本質的にパケッタイザ25と誤り訂正符号器20と逆の機能を実行する。誤り訂正復号器90では、受信した各ブロックの符号ワードごとに、誤り訂正符号(たとえばRS符号やCRC)に固有の情報を使用して、誤りがないかを検査する。各符号ワード内のシンボルは、正常か誤りかのフラグがセットされる。CRCが存在する場合は、誤り訂正符号の技術者にはよく知られているように、これを使用してシンボルの集まりに「削除」のフラグを設定できる。チャネル品質推定器(channel quality estimator)130が提供する送信品質の推定値は、無線チャネルを経由してマスター170に返送される。マスター170内のチャネル品質集約器(channel quality aggregator)70は、チャネルマネージャ50で使用するためにこの情報を収集し、プライマリデータ信号の送信に使用する後続の周波数セット（好ましい周波数リスト）を選択する。誤り訂正復号器90から提供された復号化情報は、ペイロードマネージャ100に送信される。さらに、オーディオデータ信号を送信するために、本質的にソース符号器5と逆の機能を実行するソース復号器105を提供してもよい。情報信号は、次に例示的な無線アプリケーションのデジタル/アナログコンバータ110を経由してスピーカー120に送られる。
【００２３】
システム4を表す図1のブロック図に示されるモジュール(たとえば、ソース符号器5、ペイロードマネージャ10、チャネルマネージャ50など)は、たとえばASICのようなハードウェアモジュールおよび/またはソフトウェアモジュールのいずれかの形で、1つまたは複数の物理モジュールにまとめて集約できる論理モジュールである。
【００２４】
本システムは、優先周波数リスト(一般に優先設定リスト)と潜在周波数リスト(一般に潜在設定リスト)チャネルの送信品質を推定する。この例の潜在周波数リストには、たとえば2.4GHz ISM周波数帯域から選択された利用可能なすべての周波数(優先周波数リストにある40のRF周波数以外)を含めることができる。本実施形態の説明は、例示的な無線アプリケーションに注目しているが、システム4にはより広範な適用性があり、唯一の制御可能な送信パラメータに限定はされず、時間、周波数、波長、極性(polarization)、アンテナの指向性(directivity)、アンテナの方向、アンテナの位置、イコライザの設定、チップの配列(chipping sequence)、信号の出力、信号の移送などを含むがこれに限定はされない、複数の制御可能な送信パラメータに適用できる。一般的に見て、システムはプライマリデータ信号の送信に使用する優先設定リストと、近い将来にはプライマリデータ信号の送信に使用される見込みのない潜在設定リストの送信品質を監視する。
【００２５】
図1に戻り、スレーブ180の各1台は、優先周波数リストについて誤り訂正復号器60で決定されたシンボルの誤りに関する情報を追跡することによって、130でその独自の送信品質の推定値を作成する。潜在周波数リストについて、送信品質の推定はpriori(事前値)として知られるデータ信号を含むプローブパケット(probe packet)を、マスター170とスレーブ(スレーブ180など)から送信することによって実行できる。プローブパケットは、潜在周波数リストから選択したプローブ周波数で送信される。プローブ周波数の送信品質は、受信したプローブデータの測定(BERなど)によって、スレーブごとに推定される。プローブ周波数は現在は使用されていないが、システム4が後続のプライマリデータ信号の送信に後続の優先周波数リストを選択する場合は、優先周波数リストとともに候補として使用できるように、マスター170はその送信品質を認識する必要がある。プローブ周波数のセットには、潜在周波数リスト内にあるすべてまたは一部の周波数を含めることができる。優先周波数リストにある40の周波数のセットとプローブ周波数のセットの両方の送信品質推定値を、フィードバックパケットとしてマスターに返送できる。マルチパス干渉などのさまざまな現象により、40の周波数セットはそれぞれ送信品質の面で異なる挙動をする可能性がある。フィードバックパケットを送信するための1つの有効な選択肢は、優先周波数リスト内で送信品質が最も高い周波数であるが、他の多くの選択肢(たとえば、代わりに送信品質が平均より高い周波数を使用する)も可能である。
【００２６】
パフォーマンスを向上するには、周波数(一般に送信設定)の適合を使用する。マスターは、すべてのスレーブからフィードバックデータ信号を収集し、その独自の送信品質測定値を集計する。次に、マスターは後続のプライマリデータ信号に合わせて、優先周波数リスト(または一般に優先設定リスト)を調整する。マスターは、さまざまな方法でスレーブ180の送信品質情報を集約でき、後続の優先周波数リストを選択できる。たとえば、個々の周波数について各スレーブ180から報告された推定値を単純に平均してもよい。マスター170は、各スレーブ180からの送信品質情報を使用して各スレーブ180へのリンクの品質を推定してから、障害が発生しそうなスレーブ180の必要に基づいて、今後どの周波数を使用するかを判断する。一般に、マスター170は送信品質測定値を処理でき、すべてのマスター/スレーブの送信品質の機能を向上する後続の優先周波数リストを選択できる。送信品質推定値とマスター170が後続の優先周波数リストを選択する方法に基づいて、好ましい周波数リストは調整する必要がない、または調整(現在の優先周波数リストから後続の優先周波数リストへの)は、疑似ランダム(pseudorandom)でも、一部疑似ランダムでも、あるいは調整は選択的であってもよい。
【００２７】
以上で説明するシステムは、他の通信システムと干渉する可能性のある特定の環境において、外部の干渉から回復する際に有効である。さらに、以上で説明するアプローチは応答性のアプローチを表しており、システムがそれを補償するために干渉が発生しているに違いない。追加の事前対応的な(proactive)アプローチも可能であり、このアプローチでは、システムが別のネットワークからの干渉を回避し、干渉が起こる前にさらに別のネットワークへの干渉を回避するように導くことができる。
【００２８】
たとえば、図1に関連して、別のローカル無線ネットワーク190が前述のシステムと同じ周波数の範囲に存在してもよい。さらに特殊な例として、ユーザーは前述のシステムの近傍にWiFiネットワーク(IEEE 802.11標準に準拠する無線ネットワーク)を備えていてもよい。WiFiネットワークには1つまたは複数のノード(たとえば、コンピュータおよび/またはベースステーション)が含まれており、すべてのノードは前述の例示的なシステムと同じ2.4GHzの範囲で送信する。ただし、説明する内容は他の周波数帯域にも適用できる。特定の設定において、WiFiネットワークが前述のシステムから受ける影響は、前述のシステムがWiFiネットワークから受ける影響より大きい可能性がある。
【００２９】
この状況に対処するために、チャネルマネージャ50はチャネルセレクタ75からの情報を考慮して、優先周波数リスト、および任意で潜在周波数リストを決定する。(チャネルセレクタ75は、図1では個別に示されているが、チャネルマネージャの一部またはシステム内の別のエレメントまたはデバイスの一部でもよい。)チャネルセレクタ75は、優先周波数、および任意で潜在周波数に含めてはならない周波数を決定する。こうして決定された周波数は、他のローカル無線ネットワーク190と干渉する可能性があるからである。
【００３０】
図1と6に関連して、一部の実装では、チャネルセレクタ75にLEDやボタン650などのビジュアルインディケータ(visual indicator)620を備えるユーザーインターフェイス610が含まれる。ユーザーがボタン650を押すたびに、インディケータ620は1度点滅する。これで、システムはボタン押下を登録したことをユーザーに対して表明する。ユーザーがボタン650を押すたびに、チャネルセレクタ75は回避するWiFiチャネル(IEEE 802.11無線ネットワークとで利用する周波数帯域)を選択する。デフォルトでは、ユーザーがボタン650を押す前に、チャネルセレクタ75は回避するWiFiチャネル6を選択する。チャネル6はWiFiネットワークで最も一般的なチャネルであるためである。ユーザーがボタン650を1度押すと、チャネルセレクタ75はWiFiチャネル11を選択する。チャネル11はWiFiネットワークで2番目に一般的なチャネルであるためである。引き続きユーザーがボタン650を押すたびに、チャネルセレクタ75はWiFiチャネル2〜5、さらに6〜10を選択する。ユーザーがもう一度ボタン650を押すか、いつでもユーザーがボタン650を3秒間押したままにすると、チャネルセレクタ75は「全帯域(full band)」モードに切り替わり、いずれのWiFiチャネルも回避しない。この場合は、インディケータ620が複数回点滅する。
【００３１】
他の実装において、現在選択されているWiFiチャネルを明確に表示できるように、複数のインディケータが存在してもよい。たとえば、一部の実装ではWiFiチャネル番号を表示するディスプレイが存在する。一部の実装では、ユーザーがDIPスイッチを使用して選択されたチャネルを制御する。一部の実装では、ユーザーが画面上のグラフィカルユーザーインターフェイスまたはLCDベースのグラフィカルユーザーインターフェイスを使用して選択されたチャネルを制御する。
【００３２】
一部の実装では、一度に複数のWiFiチャネルを選択してもよい。
【００３３】
ユーザーは他のネットワーク190でどのチャネルが使用されているかをあらかじめ知ることができる。この場合に、ユーザーはボタン650を該当する回数だけ押すことによって、必要なチャネルを選択できる。代わりに、他のネットワーク190が干渉を被る場合は、ユーザーがボタン650を押すだけでよい。ボタン650を繰り返して押すと、最終的にチャネルセレクタ75は回避する適切なチャネルを選択する。
【００３４】
チャネルセレクタ75は、どのWiFiチャネルが選択されたかに関する情報をチャネルマネージャ50に伝達し、チャネルマネージャ50は関連する周波数を優先周波数リストおよび任意で潜在周波数リストから除外する。たとえば、ユーザーがWiFiチャネル6を選択した場合に、チャネルマネージャ50はWiFiチャネル6に対応する周波数、すなわち2.426〜2.448GHzを優先周波数リストおよび任意で潜在周波数リストから除外する。
【００３５】
他の実装において、チャネルセレクタ75には、2.4GHzの周波数で動作する他のデバイスが占有するチャネルを自動的に検出でき、回避できるメカニズムが含まれる。図7を参照すると、たとえばチャネルセレクタ75はまずマスター170が他のノード(たとえばスレーブノード)にリンクしなくなるまで待機する(ステップ710および720)。次に、チャネルセレクタ75は、2.4GHz周波数帯域内の周波数のアクティビティを聞く(ステップ730)。チャネルセレクタ75がアクティビティを検出した場合は(ステップ740)、チャネルマネージャ50がこうした周波数を優先周波数リスト、および任意で潜在周波数リストから除外(ステップ750)する。それ以外の場合は、チャネルマネージャ50が帯域全体を使用可能と判断する(ステップ760)。いくつかの変形では、マスター170が他のノードにリンクしなくなるまで待機(ステップ710および720)せず、代わりにボタン650(図6)が押されるまでチャネルセレクタ75が待機する。いくつかの変形では、ステップ760を使用せず、代わりにチャネルマネージャは、別段に指示がなければ、操作帯域内のすべての周波数を潜在周波数リストおよび優先周波数リストに含めてもよいと仮定する。いくつかの変形では、マスター170内に配置されたチャネルセレクタ75以外に、スレーブ180内に配置されたチャネルセレクタ77を使用する。このような変形では、チャネルマネージャ50に対してステップ750でどの周波数を除外するように指示するかに関する情報を、スレーブのチャネルセレクタ77がマスター170内のチャネルセレクタ75に送信する。いくつかの変形では、マスター170内のチャネルセレクタ75とスレーブ180内のチャネルセレクタ77の両方がアクティビティを聞く。このような変形は、マスターのチャネルセレクタ75が検出できない周波数をスレーブのチャネルセレクタ77が検出する可能性があるという点で有利である。
【００３６】
図8を参照すると、いくつかの実装において、マスター170はネットワーク上のすべてノードがradio-silentである標準の送信/受信の間に、定期的に短いタイムスライス(たとえば150マイクロ秒)を割り当てる。チャネルセレクタ75は、割り当てられたタイムスライスの間だけ待機する(ステップ810)。この時点で、マスター170は送信を中断し(ステップ825)、チャネルセレクタ75はアクティビティを聞く(ステップ820)。アクティビティを検出した場合は(ステップ830)、チャネルマネージャ50がこうしたアクティビティが発生している周波数を優先周波数リストから除外し(ステップ840)、それ以外の場合は、チャネルマネージャが指定された周波数を使用可能と判断する(ステップ850)。いくつかの変形では、ステップ850を使用せず、代わりにチャネルマネージャは、別段に指示がなければ、操作帯域内のすべての周波数を潜在周波数リストおよび優先周波数リストに含めてもよいと仮定する。
【００３７】
図に7と8示す実装では、チャネルセレクタ75が次の例示的な方法の１つを使用してアクティビティを聞く。1つの変形では、チャネルセレクタ75が連続的に帯域内の各周波数(またはチャネル)を調整し、無線周波数エネルギーを検出する。第2の変形では、チャネル上で動作するデバイスのシグネチャ(signature)を検出しようとする。本明細書で使用する限り、シグネチャはデバイスに固有のエミッションである。シグネチャは、エミッションの周波数、存続時間(duration)、振幅、位相、出力レベル、アンテナの極性、またはその他の属性、あるいは属性の組合せに関連してもよい。一部の実装では、シグネチャは定期的に送信される、802.11ネットワークに関連して持続時間が固定の「ビーコン」パケットを備えている。一部の実装では、シグネチャは一定の間隔をあけたエネルギーのバーストを備えている。一部の実装では、シグネチャは22MHzの(swaths)で構成される802.11ネットワークに固有のエネルギーを備えている。一部の実装では、シグネチャはたとえばASK、FSK、QAM、OFDM、FHSS、あるいはDSSSなどの変調技術を備えている。一部の実装では、その他のシグネチャが定義される。
【００３８】
図1と9を参照すると、一部の実装では、マスター170などの802.11無線ネットワークに接続できる。一部の変形では、ノードは標準802.11チップ73などを経由して802.11無線ネットワークに接続する。こうした変形では、ユーザーが接続を開始できる(たとえばユーザーがボタンを押した場合など)。この場合に、チャネルセレクタ75はボタン650が押されたかどうかを確認する(ステップ905)。押されていない場合は、ユーザーがボタンを押すまで待機する。(ここで説明するボタンの押下は、図6に関連する説明におけるボタンの押下と同じ効果はないことに留意されたい。)次に、チャネルセレクタ75は802.11ネットワーク190が存在するかどうかを確認する(ステップ910)。ネットワークが存在する場合に、チャネルセレクタ75は802.11チップ73をこのネットワークに接続し(ステップ920)、802.11プロトコルを使用してネットワークが動作するチャネルを確認する(ステップ930)。さらに、チャネルセレクタ75は検出されたチャネルに関連する周波数を除外するようにチャネルマネージャ50に指示する(ステップ940)。いくつかの変形では、チャネルセレクタ75は1つのノード(マスター170など)が他のノード(スレーブ180など)に接続しているかどうかを確認する。接続している場合は、無線ネットワークを検索する前に、接続されなくなるまで待機する。
【００３９】
一部の実装では、マスター170は図9で説明するプロセスを、ステップ905すべてを省略して実行する。代わりに、マスター170はステップ910で開始する。一部の実装では、最初に電源が入ったときにこのプロセスを実行する。一部の実装では、このプロセスをあらかじめ指定した時間間隔で(たとえば3秒ごとに)実行する。いくつかの変形では、マスター170は前述のプロセスを実行する間、通信を中断する。
【００４０】
他の例では、他のネットワーク190はWiFiネットワークである必要はなく、本システムと干渉する可能性のある任意のネットワークでもよい。他の技術を使用して回避する周波数に関するユーザーの入力を要求するか、またはこの情報を自動的に取得する。
【００４１】
いくつかの実装では、チャネルセレクタ75はDSP(「デジタル信号プロセッサ(digital signal processor)」)に実装されるソフトウェアプログラムである。図10を参照すると、ボタン650(図6)は、DSPのピン1005に接続する。チャネルセレクタ75は、ソフトウェアコードの2つのレイヤー、すなわち下位1010と上位のレイヤー1020から構成される。下位1010は、ピン1005の電圧を監視する。電圧が0の場合は、ボタン650が押下されていることを示し、電圧が0でない場合は(たとえば3.3V)ボタン650が押下されていないことを示している。下位のコード1010は、ピン1005のステータスを定期的に監視する。中位のコード1020は、下位のコード1010のステータスを定期的に監視する。ピン1005の電圧が非ゼロになると、下位のコードはボタンが押下されたという指示を返す。この結果は電圧がゼロになり、再び非ゼロになるまでは、続けてこの結果を返すことはない。(それ以外の場合は、押ボタン650がされるたびに複数のメッセージが送信される。)
【００４２】
下位のコード1010は、ボタン650が3秒以上押下されていることをコード1010が確認するために使用するタイマー1007も保持する。この状態が発生すると、下位のコード1010は中位のコード1020にボタンが押下されたという指示を返す。この指示とボタンが押下されたという指示は、任意のパターンの形式をとる。いくつかの例では、ボタンが押下されていないという指示は2進の'00'であり、ボタンが押下されているという指示は2進の'01'であり、ボタンが3秒間押下されているという指示は2進の'11'である。
【００４３】
インディケータ620はピン1025を介してDSPに接続する。中位のコード1020が下位のコード1010から正の結果(ボタン650が押されたことを示す)を受け取った場合に、中位のコード1020はピン1025に信号を送信し、インディケータ620を一度点滅させる。中位のコード1020は、次に内部チャネルIDリストを更新し、回避するチャネルをマークする。更新後にチャネルIDリストは、システムが現在全帯域モードにあることを示す場合は、中位のコード1020がピン1025に信号を送信し、インディケータ620をさらに1度または複数回点滅させる。
【００４４】
チャネルマネージャ50は、中位のコード1020のステータスを定期的に監視する。中位のコード1020は、選択されたWiFiチャネルに関連付けられた周波数を返す。ボタン650が押されると、中位のコード1020は新しい選択に従って帯域内のすべてのチャネルを再割り当てするプロセス1030を開始する。
【００４５】
チャネルマネージャ50は、前述の要因および中位のコード1020の結果に基づいて、優先周波数リスト、および任意で潜在周波数リストを更新する。
【００４６】
選択された優先周波数リストに関する情報は、スレーブ180に送信するネットワーク管理情報に含まれる。この情報送信の信頼性を向上するために、CRCの使用に加えて誤り訂正符号を使用すると、ネットワーク管理情報をさらに保護することができる。これは、プライマリデータを保護するために使用する場合より確実な訂正と言ってもよい。さらに、ネットワーク管理情報を一度送信する代わりに、フレームを送信中にネットワーク管理情報を複数回送信できる。例示的な無線オーディオアプリケーションでは、各フレームには11のブロックが含まれており、データの各ブロックに伴ってネットワーク管理情報を送信できるので、スレーブはこの情報を受け取るチャンスを11回与えられることになる。
【００４７】
図3は、本システム4の操作手順を示す流れ図190である。システムが開始され(200)、情報信号を第1の数のフレームに編成する。各フレームには、第2の数のパケットが含まれる(210)。各フレームは、優先周波数リストを使用してフレーム内のパケットを送信する(220)ことによって、マスター170からスレーブ180に送信される。マスター170は、優先周波数リストおよび潜在周波数リストから選択された一連のプローブ周波数の両方に関するマスター/スレーブのすべてのペア間の送信品質推定値に基づいて、後続の優先周波数リストを集約する(230)。すべてのフレームが送信されるまで、手順190が継続する(240)。
【００４８】
送信品質推定値を利用する適用可能なスキーマは、1つまたは複数の制御可能な送信パラメータをアダプティブに(adaptively)調整することによって、デジタル変調された情報を送信するための多くの技術、たとえばFHSS、DSSS、OFDM(適切なRFスペクトルとデジタル変調スキーマを選択する)と併用してもよい。たとえば、周波数ホッピング(FHSS：frequency hopping)の場合に、マスター170は4レベル周波数シフトキー(4-FSK：4-level frequency shift keying)や直交振幅変調(QAM：quadrature amplitude modulation)などのデジタル変調技術を使用して短いバーストのデータ信号を送信してから、周波数を調整し、別の短いバーストのデータ信号を送信する。各周波数は短い時間だけ占有される。優先周波数リストは、送信品質推定値とマスター170が周波数を選択する方法とに基づいてアダプティブに調整し、ローカルなチャネル容量の変化に対応する。提示された送信品質推定値ベースのアダプティブスキーマとdirect sequence modulation(DSSS)を併用した場合に、本システム4はより送信品質の高い新しいセンター(center)周波数への切り替え、チップの配列の調整、または送信に影響を与えるその他の変数(アンテナの極化(polarization)、出力レベル、タイムスロットなど)の変更を含む送信品質推定値情報に基づいてさまざまな処置をとることができる。スレーブ180がハンドセット(handsets)の場合に、ハンドセットの送信出力を調整し、すべてのハンドセットの信号がマスター170に到着するのと同じ出力になるようにすることもできる。
【００４９】
一般に、前述のアダプティブな周波数調整(一般に送信設定)に加えて、監視されたチャネルの送信品質情報をさまざまな方法で利用してシステムのパフォーマンスを向上できる。たとえば、デジタル変調のプロパティは監視された送信品質に基づいて調整できる。より品質の高い周波数のために、16-QAMなどの高次の変調を使用してもよいが、適切な品質の周波数を使用するには、周波数のBERが一様になるように4-QAMなどの低次の変調を使用してしもよい。
【００５０】
送信する情報信号160には、同時に2つ以上の情報信号ストリームを含めてもよい。たとえば、例示的な無線サウンドシステムでは、2つの別々のオーディオ信号ソースからの2つのストリームが存在し(たとえば、一方が無線ブロードキャスト(radio broadcast)搬送し、他方がCDプレーヤーからの材料を搬送することができる)、人は別々の部屋で別々のオーディオ信号ソースからのサウンドを同時に聞くことができる。複数のストリームが別々に符号化され、別々のマスターを介して存在され、スレーブは使用可能なマスターのいずれか1つへの接続を選択する。代わりに、複数のストリームを1つのマスターからの送信へ多重化することもできる。2つ以上のスキーマが送信される場合は、受信したストリームの送信品質および/または使い方に基づいて(たとえば、スレーブ180のステータスやユーザーのコマンド/制御に基づいて)、符号器20の誤り訂正符号スキーマを調整することもできる。たとえば、1つのストリームが使用されていない場合は、もう1つのストリームに対してより確実に誤りを訂正できる符号器20の誤り訂正スキーマを利用できる。さらに、1つの実施形態では2つのマスター170を1つの物理ユニットに凝縮し、各マスター170を別々のオーディオ信号専用のソースにすることもできる(たとえば、1つは無線ブロードキャスト用でもう1つはCDプレーヤー用)。共通のコンポーネント(たとえば共通の電源)を共有してもよい。さらに、2つのマスター170を無線接続し、送信の同期をとって優先周波数リストを共有できるようにしてもよい。このように実装された2つのマスター170は、同期をとり、フィードバックパケットを同時に聞くことができるのが好ましい。また、それぞれの周波数の選択を調整し、同時に同じ周波数で送信するのを防止することができる。
【００５１】
マスター170とスレーブ180は、新しいスレーブ180または(干渉などによって)ネットワークとの同期を失った既存のスレーブ180が、他のスレーブ180への現在実行中の送信を妨害することなく、ネットワークを取得する必要がある場合(次のデータフレームにどの周波数を使用するかを認識し、スレーブの独自のタイムベースをマスター170のタイムベースに同期させる)は、特にブロードキャストネットワークに使用する周波数(一般に送信設定)について合意するのが好ましい。あらかじめ定義された「基本周波数(base frequencies)」は、現在の優先設定リストに関する情報と新しいスレーブ180がネットワークを取得するための情報を、マスター170がスレーブ180に送信する場合に利用できる。基本周波数のセットは、マスター170、付与されたスレーブ180を含むスレーブ180との両方でprioriとして認識される。あらかじめ指定した速度(rate)で、マスター170は基本周波数の1つを使用して「同期(sync)」パケットを送信する。同期パケットには、マスターのローカルクロック(たとえばローカル水晶発振器)から抽出したタイミング参照(timing reference)と現在の優先周波数リストとが含まれる。新しいスレーブ180の電源が入ると、このスレーブ180は基本周波数の1つに調整される。スレーブ180は、同期パケットの受信を試行し、別の基本周波数の1つに切り替える。スレーブ180は、これを成功するまで繰り返す。次に、スレーブ180はデータとCRCを読み込む。CRCが失敗すると、スレーブ180は自らをリセットして再試行する。CRCが成功した場合は、スレーブ180は自らマスターを取得したと見なす。さらに、新しいスレーブ180は、新しいスレーブ180が同期の喪失を検出するまで、マスター170からパケットを受信する。
【００５２】
図4Aに、マスター170でネットワークを取得するプロセス290を示す。プロセス290が開始され(300)、あらかじめ選択された基本周波数のセットから、新しいスレーブ180がネットワークを取得するために使用する1つの周波数を選択する(310)。ここで、COUNT変数がリセットされる(320)。定期的に(たとえば100ミリ秒(ms)ごとに)、マスター170は選択された基本周波数上のマスターのタイミング参照と後続の優先周波数リストを含む同期パケットを送信する(330)。COUNT変数が増分される(340)。COUNT変数があらかじめ指定したしきい値を超えた場合は(350)、手順が周波数の選択(310)に切り換わり、基本周波数のリストから別の周波数を選択する。それ以外の場合は、マスター170が選択された同じ基本周波数で同期パケットを送信する。マスター170は、同期パケットを送信していない間は(それがほとんどであるが)、他のデータ信号を含むその他のパケットを送信する。
【００５３】
図4Bに、スレーブ180でネットワークを取得するプロセス390を示す。プロセス390が開始され(400)、あらかじめ選択された基本周波数のセットから、新しいスレーブ180がネットワークを取得するために使用する1つの周波数を選択する(410)。ここで、COUNT変数がリセットされる(420)。接続先のマスター170をシーク(seeking)する新しいスレーブ180は、選択された周波数に調整され、同期パケットの一部として送信されたタイミング参照情報を検索する(430)。検出された場合は、プロセスが同期データを読み込む(450)。それ以外の場合は、COUNT変数が増分される(460)。COUNT変数があらかじめ指定したしきい値を超えた場合は(470)、プロセスが周波数の選択(410)に戻り、基本周波数のリストから別の周波数を選択する。それ以外の場合は、手順が430に戻り、新しいスレーブ180が同じ基本周波数で同期パケットの検出を試みる。同期データを読み込むと(450)、そのCRCの有効性が検査される(480)。同期データが有効な場合は、同期が行われる。新しいスレーブ180は後続のパケットを読み込む(490)。それ以外の場合は、手順は460に戻り、再び同期データをシークする。ステップ480の後に、新しいスレーブはプライマリデータパケットを受信する。受信したプライマリデータパケットが一貫して誤りの場合は(495)、プロセスが410に戻り、再びネットワークの取得を試みる。
【００５４】
図5A-1〜4、図5B-1〜2、図5C-1〜4、図5D、図5E-1〜4は、マスター170またはスレーブ180として使用するのに適した例示的な回路の概略図である。この回路は、マスター170として接続でき、CDプレーヤーやチューナーなどのソースからステレオ信号を受信できる。また、スピーカー(loudspeaker)システムに適切なオーディオ信号を提供するスレーブ180として機能する。
【００５５】
プローブパケット、フィードバックパケット、および同期パケットは、実装可能な数少ない管理パケットの候補である。こうした管理パケットのパケット構造は、データ信号を送信するためのパケット構造と同じでも異なってもよい。本発明の例示的な実装は、フレームあたり1つのフィードバックパケットに対応しており、他のフレームごとにプローブパケットと同期パケットが送信される。
【００５６】
無線システム4は、単独で動作することも、Ethernet（登録商標）ネットワークなどのタイプの異なる既存のネットワークとパラレルに動作することもできる。たとえば、無線システムを使用してタイムクリティカル(time critical)なデータ(たとえばオーディオ信号ストリーム)を送信でき、既存のネットワークを使用してそれ以外のデータ信号(たとえばコマンド/制御信号)を送信する。
【００５７】
無線システム4の利点は、同じ送信帯域内にノイズや競合するデータ信号送信が存在しても(たとえば、電子レンジ(microwave ovens)、携帯電話、無線電話、およびその他のオーディオデバイス)、正常に動作できることである。たとえば、家庭内の無線データ信号送信に対して大きな妨害となり得る電子レンジからの干渉は、本システムの送信品質の監視によって本質的に除去される。つまり、電子レンジからの影響を受ける周波数が検出され、回避される。競合する無線データ送信もある程度は同じ方法で処理され、さらに競合するシステムが使用する周波数とほとんど重複しない周波数のセットを選択することによって、こうした競合する送信に対する付加的な耐性が存在する(たとえば、周波数ホッピングの実装に使用する周波数は、競合するシステムの周波数と直交してもよい)。
【００５８】
システム内の各マスター170に、同じシステム内のスレーブ180に送信できる一意の識別信号を割り当て、スレーブ180が適切なデータ信号を受信するように調整することもできる。スレーブ180からマスター170に返される管理パケットは、スレーブの一意の識別信号に基づいて割り当てられたタイムスロットの間に送信できる。
【００５９】
システム4は、100フィート(30.48m)を超える範囲(マスターとスレーブとの距離)、8台ものスレーブ、40ミリ秒未満の待ち時間(マスターとスレーブとの遅延時間)、優れたオーディオ品質、および少なくとも2つの独立したオーディオ信号ソースを伴う、十分に信頼できる家庭用のマルチルーム(multiroom)無線オーディオシステムを提供する。
【００６０】
スレーブからのコマンド/制御信号のように補助的なデータ信号も、同じ周波数または異なる周波数を使用して、送信品質推定情報信号とともに、あるいはそれとは別にマスターに返送される。たとえば、例示的な無線サウンドシステムアプリケーションでは、ユーザーがスピーカーで変換されたオーディオ信号を変更しようとする可能性がある(たとえば、FM無線ステーションを変更することによって)。この例では、短距離のRF遠隔制御と同時に比較的長距離の無線リンク(この例示的なアプリケーションでは最大で100フィート(30.48m)以上)が動作でき、ユーザーは特定のオーディオデバイスに指令を出すことができる(たとえばFM無線ステーションの変更)。ユーザーのコマンド/制御情報は、短距離のRFリモートから長距離無線リンクの他方の端に配置されたマスターまで中継できる。RFリモートが無線のデータ送信からさまざまな周波数スペクトルで動作する場合は、オーディオデバイスが接続するスレーブにはRFリモートトランシーバを含めることができるので、RFリモートへの/RFリモートからのコマンド/制御は補助的な(ancillary)情報信号が送信されるのと同じ方法で長距離無線リンクを介して渡すことができる。本質的に、この配置によって短距離のRFリモートのリピーターが形成され、長距離無線リンクが機能するのと同じ領域でRFリモートが動作できる。
【００６１】
図5A-1には、Atmel Corporation of San Jose, CAから市販されているトランシーバチップ500が含まれる。送信の場合は、チップ500がベースバンド信号を受信し、FSKがこの信号をチップ上のPLLで調整可能な2.4Ghz帯域の搬送波に変調する。デジタルインターフェイスは、搬送波の周波数およびその他のパラメータを制御する適切な信号を受信する。受信の場合は、チップ500が2.4Ghz帯域の信号を受信し、この信号をフィルタ用に変換し、さらにこれを510で配信されるベースバンド信号に復調する。チップ502は、トランシーバチップ500と同種の(sibling)チップと見なすことができる。送信の場合は、出力増幅器として機能し、変調された2.4Ghz帯域の搬送波を数百ミリワット程度の出力で放射する。受信の場合は、低ノイズ増幅器が含まれる。
【００６２】
チップ504は、基本的に変調用に機能し、Atmelから市販されている2レベルのFSK変調に対応するアナログスイッチであり、サポートコンポーネントを使用すると4レベルのFSK変調に対応する。チップ506は、サンプル/保持回路としてアナログスイッチ504のスイッチの1つと連動する演算増幅器(operational amplifier)として機能する。このチップは、510に到着するアナログ信号からの参照レベルを受け入れるので、後続の回路は1つのレベルと別のレベルを適切に区別し、到着する信号のDCバイアス(bias)の影響をネゲート(negate)する。
【００６３】
データスライサ508は周囲のコンポーネントと連動し、510のアナログ信号をサンプリング可能なデジタル信号に変換する。
【００６４】
図5B-1を参照すると、オシレータ512は本実施形態内の他のすべての回路にタイミング信号を提供するプライマリタイムベースとして機能する。アナログオーディオインターフェイス514は、本実施形態がマスターとして機能する場合は左右のステレオ信号を受信し、ソケット516はマスターとして機能する場合にのみ配置される。スイッチバンク(bank)518によって、ユーザーは特定のマスター170またはスレーブ180の識別信号を選択できる。
【００６５】
プログラム可能な論理デバイス(PLD：Programmable logic device)520は、Altera of San Jose, CAから市販されているEPM3032ATC44-10でもよい。デバイス520は、プログラム可能ロジックで比較的容易に処理される多くの低レベルのデジタル信号機能を処理する。さらに、このデバイスはプリアンブル(preamble)の検出も行う。PLDが到着する信号内に指定されたパターン(プリアンブル)を検出すると、デジタル信号プロセッサがタイミング参照として使用する割り込み信号が作動する。スレーブ180として使用する場合は、マスター/スレーブインターフェイスにこうした電圧変換トランジスタを含めてもよい。
【００６６】
図5C-1〜4を参照すると、デジタル信号プロセッサ526はシステム4に従って本方法を実行している。この例示的な実施形態におけるデジタル信号プロセッサは、Motorolaから市販されている180-MIPS Motorolaチップ(Motorola DSP56367)である。図5Dを参照すると、アナログオーディオ信号処理を行う回路が示されている。マスター170では、回路528に差動プリアンプ(differential pre-amp)とそれに続くA/Dコンバータが含まれる。マスター170は、(2つのチャネルのそれぞれからの) 2つのアナログストリーム、2対の差動アンプ、および2つのデュアルアナログデジタルコンバータを処理できる。スレーブ180では、回路530はシングル(デュアル)デジタルアナログコンバータを有し、1対のバッファ付きアンプが続いている。この例では、2つのチャネル出力の1つのみが提供される。
【００６７】
図5Eを参照すると、電源の概要を示す回路図である。トランス(transformer)の出力は、全波整流され、処理され、この回路で使用するDC電圧範囲に変換される。
【００６８】
以上、無線通信の新しい装置および技術について説明した。これで、当業者には、本発明の概念を逸脱することなく、本明細書に開示する特定の装置および技術を脱却したさまざまな利用および変更が可能である。したがって、本発明には、本明細書に開示され、添付の請求項によってのみ限定される、本装置に含まれるかまたは本技術によって処理されるすべての新しい機能および新しい機能の組合せが含まれると理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の1つの実装を示す機能ブロック図である。
【図２Ａ】ペイロードマネージャの出力からのデータ信号構造を示す図である。
【図２Ｂ】誤り訂正符号器(error correction codec)からのブロックの構造を示す図である。
【図２Ｃ】CRCで保護されたパケットの構造を示す図である。
【図３】本発明の1つの実装によるシステムの動作手順を示す流れ図である。
【図４Ａ】マスターでネットワークを取得するための動作手順を示す流れ図である。
【図４Ｂ】スレーブでネットワークを取得するための動作手順を示す流れ図である。
【図５Ａ−１】本発明の1つの例示的な実施形態の概要を示す回路図である。
【図５Ａ−２】本発明の1つの例示的な実施形態の概要を示す回路図である。
【図５Ａ−３】本発明の1つの例示的な実施形態の概要を示す回路図である。
【図５Ａ−４】本発明の1つの例示的な実施形態の概要を示す回路図である。
【図５Ｂ−１】本発明の1つの例示的な実施形態の概要を示す回路図である。
【図５Ｂ−２】本発明の1つの例示的な実施形態の概要を示す回路図である。
【図５Ｃ−１】本発明の1つの例示的な実施形態の概要を示す回路図である。
【図５Ｃ−２】本発明の1つの例示的な実施形態の概要を示す回路図である。
【図５Ｃ−３】本発明の1つの例示的な実施形態の概要を示す回路図である。
【図５Ｃ−４】本発明の1つの例示的な実施形態の概要を示す回路図である。
【図５Ｄ】本発明の1つの例示的な実施形態の概要を示す回路図である。
【図５Ｅ−１】本発明の1つの例示的な実施形態の概要を示す回路図である。
【図５Ｅ−２】本発明の1つの例示的な実施形態の概要を示す回路図である。
【図５Ｅ−３】本発明の1つの例示的な実施形態の概要を示す回路図である。
【図５Ｅ−４】本発明の1つの例示的な実施形態の概要を示す回路図である。
【図６】ビジュアルインディケータおよびボタンによるユーザーインターフェイスの図式的表現である。
【図７】本発明による例示的な処理を説明するフローチャートである。
【図８】本発明による例示的な処理を説明するフローチャートである。
【図９】本発明による例示的な処理を説明するフローチャートである。
【図１０】チャネルセレクタ75のブロック図である。
【符号の説明】
【００７０】
4  システム
5  ソース符号器
10  ペイロードマネージャ
20  誤り訂正符号器
25  パケッタイザ
30  無線インターフェイス
40  アンテナ
50  チャネルマネージャ
70  チャネル品質集約器
73  802.11チップ
75  チャネルセレクタ
77  スレーブのチャネルセレクタ
80  無線インターフェイス
90  誤り訂正復号器
100  ペイロードマネージャ
105  ソース復号器
110  デジタル/アナログコンバータ
120  スピーカー
130  チャネル品質推定器
160  情報信号
170  マスター
180  スレーブ
185  デパケッタイザ
190  他のネットワーク
610  ユーザーインターフェイス
620  ビジュアルインディケータ
650  ボタン
1005  ピン
1007  タイマー
1010  下位のコード
1020  中位のコード
1030  再割り当てのプロセス
【図１】
2006217619.tif 000003
【図２Ａ】
2006217619.tif 000004
【図２Ｂ】
2006217619.tif 000005
【図２Ｃ】
2006217619.tif 000006
【図３】
2006217619.tif 000007
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ−１】
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【図５Ａ−２】
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【図５Ａ−３】
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【図５Ａ−４】
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【図５Ｂ−１】
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【図５Ｂ−２】
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【図５Ｃ−１】
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【図５Ｃ−２】
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【図５Ｃ−３】
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【図５Ｃ−４】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ−１】
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【図５Ｅ−２】
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【図５Ｅ−３】
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【図５Ｅ−４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【外国語明細書】
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