(57)【要約】  データ通信システムは、受信機に送信された逐次符号化デジタルデータストリームから同期信号および開始パターンを検出し、データ記号を抽出する。通信システム送信装置は、送信すべき逐次符号化データの記号のフレームを生成するフレームフォーマッタを含む。通信システムは、送信装置と通信して記号のシリーズを取得する受信装置を有する。受信装置は、サンプルおよび保持回路と通信し、サンプルおよび保持回路で受信される信号のサンプリングから得られる複数のビットから構成される記号のシリーズを受信するレジスタを有する。複数のビットの受信時に、レジスタ内のビットの位置が調節される。記号エバリュエータが、レジスタと通信して複数のビットを検査し、複数のビットについての記号値を決定する。記号値は、同期値、開始値、およびデータ値を含む。同期値は、信号のタイミングを示す同期パターンを示す。開始値は、データメッセージの先頭の開始パターンを示す。データ値は、データメッセージのデュアルビットデータ記号のうちの少なくとも１つを示す。記号値は、すべての可能な記号値のうちの最確値である。
2008514149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠隔測定装置と通信して、デジタル通信受信機で受信された信号のサンプリングから得られる複数のビットから構成される記号のシリーズを受信し、前記複数のビットの受信時に、前記レジスタ内の前記ビットの位置を調節するレジスタと、
前記レジスタと通信し、前記複数のビットを検査して前記複数のビットについての記号値を決定する記号エバリュエータと、を備え、
前記記号値は、前記信号のタイミングを示す同期値と、データメッセージの先頭を示す開始値と、前記データメッセージの少なくとも１つのデータビットを示すデータ値とを含み、前記記号値は、すべての可能な記号値のうちの最確値である、
デジタル通信受信機。
【請求項２】
前記エバリュエータは、
前記レジスタで受信された第１のシリーズの記号を検査し、前記信号との同期ロックを確立するステップと、
前記レジスタで受信された第２のシリーズの記号を検査し、前記データメッセージの先頭を決定するステップと、
前記レジスタで受信された第３のシリーズの記号を検査し、前記データメッセージを決定するステップと、
を実行する、請求項１に記載の受信機。
【請求項３】
前記第１のシリーズの記号を検査して同期ロックを確立するステップは、
ａ）前記レジスタ内の前記複数のビットを検査して、前記第１のシリーズの第１の記号の第１の遷移を決定するステップと、
ｂ）前記第１の遷移の決定時に、前記レジスタ内に常駐する前記複数のビットを評価して、前記複数のビットが同期値を有するか否かを決定するステップと、
ｃ）前記複数のビットが同期値を有する場合、前記レジスタで受信される後続の各記号を反復的に評価し、前記記号のそれぞれが同期値を有することを決定するステップと、
を含み、
各前記後続の記号の反復的評価が同期値である場合、前記受信機がロックされ、
前記複数のビットのいずれかの反復的受信および評価が同期値でない場合、受信機がロックされるまでステップａ）〜ｃ）を反復する、請求項２に記載の受信機。
【請求項４】
前記第２のシリーズの記号を検査して前記データメッセージの先頭を決定するステップは、
前記レジスタで受信された前記第２のシリーズの各記号を評価して、各前記第２のシリーズの記号が開始値を有することを決定するステップを含み、
前記第２のシリーズの記号のいずれかが前記開始値を有さない場合、前記レジスタで受信された前記記号のシリーズを評価し、前記第１のシリーズの記号が受信されて再び同期ロックが確立されることを決定し、
前記第２のシリーズの記号が前記開始値を有する場合、前記メッセージの先頭が確立される、請求項２に記載の受信機。
【請求項５】
前記第１、第２、および第３のシリーズの記号の各記号を検査して各記号の前記記号値を決定するステップは、
前記記号を構成するビットの複数のサブグルーピングのそれぞれについて第１の確率値を割り当てるステップと、前記第１の確率値は、ビットの前記サブグルーピングが２つの２進数のうちの第１の数を表し、
前記記号を構成するビットの前記複数のサブグルーピングのそれぞれについて第２の確率値を割り当てるステップと、前記第２の確率値は、ビットの前記サブグルーピングが前記２つの２進数のうちの第２の数を表し、
前記データメッセージの形成の際に使用される記号コードの記号文字の桁を表すサブグルーピングのそれぞれについての１つの確率値を選択するステップと、
前記サブグルーピングの確率値を合計し、前記記号が前記記号コードの各記号文字を表す確率を形成するステップと、
前記記号が前記記号コードの前記記号文字を表す最大確率を有する前記記号文字を選択するステップと、
前記記号文字の前記記号値を前記記号に割り当てるステップと、
を含む、請求項２に記載の受信機。
【請求項６】
ビットの前記サブグルーピングの可能なビット組合せごとに、前記第１および第２の確率値が発見的に決定される、請求項５に記載の受信機。
【請求項７】
前記第１、第２、および第３のシリーズの記号の各記号を検査して各記号の記号値を決定するステップは、
第１のサブ記号が前記２つの２進数の一方である最大尤度に従って、前記２つの２進数の一方を前記記号の第１のサブ記号に割り当てるステップと、
後続の各サブ記号に前記２つの２進数の一方が割り当てられるまで、前記割り当てるステップを反復的に実施するステップと、
を含む、請求項２に記載の受信機。
【請求項８】
前記記号は４パルス位置変調である、請求項１に記載の受信機。
【請求項９】
前記４パルス位置変調の各桁のサンプリングは、前記記号のビットのサブグルーピングを形成する、請求項８に記載の受信機。
【請求項１０】
前記サンプリングは、パルス位置変調クロッキングレートの少なくとも５倍より高いサンプリングレートである、請求項９に記載の受信機。
【請求項１１】
デジタルデータを記号のシリーズに符号化するフレームフォーマッタと、
前記フレームフォーマッタと通信して、前記記号のシリーズを受信し、前記記号のシリーズから構成される信号を送信する送信機と、
を含む送信装置と、
前記信号を受領および調整する受信増幅器と、
前記信号をサンプリングするサンプルおよび保持回路と、
前記サンプルおよび保持回路と通信して、前記複数の受信機によって受信された前記信号の前記サンプリングから得られた複数のビットから構成される前記記号のシリーズを受信し、前記複数のビットの受信時に、前記レジスタ内の前記ビットの位置を調節するレジスタと、
前記レジスタと通信し、前記複数のビットを検査して前記複数のビットについての記号値を決定する記号エバリュエータと、
を含む前記送信装置と通信して、前記記号のシリーズを取得する受信装置と、を備え、
前記記号値は、前記信号のタイミングを示す同期値と、データメッセージの先頭を示す開始値と、前記データメッセージの少なくとも１つのデータビットを示すデータ値とを含み、前記記号値は、すべての可能な記号値のうちの最確値である、
データ通信システム。
【請求項１２】
前記エバリュエータは、
前記レジスタで受信された第１のシリーズの記号を検査し、前記信号との同期ロックを確立するステップと、
前記レジスタで受信された第２のシリーズの記号を検査し、前記データメッセージの先頭を決定するステップと、
前記レジスタで受信された第３のシリーズの記号を検査し、前記データメッセージを決定するステップと、
を実行する、請求項１１に記載のデータ通信システム。
【請求項１３】
前記第１のシリーズの記号を検査して同期ロックを確立するステップは、
ａ）前記レジスタ内の前記複数のビットを検査して、前記第１のシリーズの第１の記号の第１の遷移を決定するステップと、
ｂ）前記第１の遷移の決定時に、前記レジスタ内に常駐する前記複数のビットを評価して、前記複数のビットが同期値を有するか否かを決定するステップと、
ｃ）前記複数のビットが同期値を有する場合、前記レジスタで受信される後続の各記号を反復的に評価して、前記記号のそれぞれが同期値を有することを決定するステップと
を含み、
前記後続の記号の各反復的評価が同期値である場合、前記受信機がロックされ、
前記複数のビットのいずれかの反復的評価が同期値でない場合、受信機がロックされるまでステップａ）〜ｃ）を反復する、請求項１２に記載のデータ通信システム。
【請求項１４】
前記第２のシリーズの記号を検査して前記データメッセージの先頭を決定するステップは、
前記レジスタで受信された前記第２のシリーズの各記号を評価して、前記第２のシリーズの各記号が開始値を有することを決定するステップを含み、
前記第２のシリーズの記号のいずれかが前記開始値を有さない場合、前記レジスタで受信された前記シリーズの記号を評価して、前記第１のシリーズの記号が受信されて再び同期ロックが確立されることを決定し、
前記第２のシリーズの記号が前記開始値を有する場合、前記メッセージの先頭が確立される、請求項１２に記載のデータ通信システム。
【請求項１５】
前記第１、第２、および第３のシリーズの記号の各記号を検査して各記号の前記記号値を決定するステップは、
前記記号を構成するビットの複数のサブグルーピングのそれぞれについて第１の確率値を割り当てるステップと、前記第１の確率値は、ビットの前記サブグルーピングが２つの２進数のうちの第１の数を表し、
前記記号を構成するビットの前記複数のサブグルーピングのそれぞれについて第２の確率値を割り当て、前記第２の確率値は、ビットの前記サブグルーピングが前記２つの２進数のうちの第２の数を表し、
前記データメッセージの形成の際に使用される記号コードの記号文字の桁を表すサブグルーピングのそれぞれについての前記第１および第２の確率値の一方の確率値を選択するステップと、
前記サブグルーピングの確率値を合計し、前記記号が前記記号コードの各記号文字を表す確率を形成するステップと、
前記記号が前記記号コードの前記記号文字を表す最大確率を有する前記記号文字を選択するステップと、
前記記号文字の前記記号値を前記記号に割り当てるステップと、
を含む、請求項１２に記載のデータ通信システム。
【請求項１６】
ビットの前記サブグルーピングの可能なビット組合せごとに、前記第１および第２の確率値が発見的に決定される請求項１５に記載のデータ通信システム。
【請求項１７】
前記第１、第２、および第３のシリーズの記号の各記号を検査して各記号の記号値を決定するステップは、
第１のサブ記号が前記２つの２進数の一方である最大尤度に従って、前記２つの２進数の一方を前記記号の前記第１のサブ記号に割り当てるステップと、
後続の各サブ記号に前記２つの２進数の一方が割り当てられるまで、前記割り当てるステップを反復的に実施するステップと、
を含む、請求項１２に記載のデータ通信システム。
【請求項１８】
前記記号は４パルス位置変調である、請求項１１に記載のデータ通信システム。
【請求項１９】
前記４パルス位置変調の各桁のサンプリングは、前記記号のビットのサブグルーピングを形成する、請求項１８に記載のデータ通信システム。
【請求項２０】
前記サンプリングは、パルス位置変調クロッキングレートの少なくとも５倍より高いサンプリングレートである、請求項１９に記載のデータ通信システム。
【請求項２１】
遠隔測定装置と通信し、デジタル通信受信機で受信された信号のサンプリングから得られる複数のビットから構成される記号のシリーズを受信し、前記複数のビットの受信時に、前記レジスタ内の前記ビットの位置を調節するレジスタと、
前記レジスタと通信し、前記複数のビットを検査して前記複数のビットについての同期記号値を決定する記号エバリュエータと、を含み、
前記同期記号値は、すべての可能な記号値のうちの最確値であり、各同期記号値を有する前記記号のシリーズの受信時に、前記通信受信機は記号ロックを確立している、
デジタル通信受信機内の同期装置。
【請求項２２】
記号のシリーズを検査して同期ロックを確立するステップは、
ａ）前記レジスタ内の前記複数のビットを検査して、前記第１のシリーズの第１の記号の第１の遷移を決定するステップと、
ｂ）前記第１の遷移の決定時に、前記レジスタ内に常駐する前記複数のビットを評価して、前記複数のビットが同期値を有するか否かを決定するステップと、
ｃ）前記複数のビットが同期値を有する場合、前記レジスタで受信される後続の各記号を反復的に評価し、前記記号のそれぞれが同期値を有することを決定するステップと、
を含み、
前記後続の各記号の反復的評価が同期値である場合、前記受信機がロックされ、
前記複数の各ビットのいずれかの反復的評価が同期値でない場合、受信機がロックされるまでステップａ）〜ｃ）を反復する、請求項２１に記載の同期装置。
【請求項２３】
記号の各記号シリーズを検査して各記号の同期記号値を決定するステップは、
前記記号を構成するビットの複数のサブグルーピングのそれぞれについて第１の確率値を割り当てるステップと、前記第１の確率値は、ビットの前記サブグルーピングが２つの２進数のうちの第１の数を表し、
前記記号を構成するビットの前記複数のサブグルーピングのそれぞれについて第２の確率値を割り当てるステップと、前記第２の確率値は、ビットの前記サブグルーピングが前記２つの２進数のうちの第２の数を表し、
前記データメッセージの形成の際に使用される記号コードの記号文字の桁を表すサブグルーピングのそれぞれについての第１および第２の確率値の一方の確率値を選択するステップと、
前記サブグルーピングの確率値を合計し、前記記号が前記記号コードの各記号文字を表す確率を形成するステップと、
前記記号が前記記号コードの前記記号文字を表す最大確率を有する前記記号文字を選択するステップと、
前記記号文字の前記記号値を前記記号に割り当てるステップと、
を含む、請求項２２に記載の同期装置。
【請求項２４】
ビットの前記サブグルーピングの可能なビット組合せごとに、前記第１および第２の確率値が発見的に決定される請求項２３に記載の同期装置。
【請求項２５】
同期記号の前記シリーズの各記号を検査して各記号の記号値を決定するステップは、
第１のサブ記号が前記２つの２進数の一方である最大尤度に従って、前記２つの２進数の一方を前記記号の前記第１のサブ記号に割り当てるステップと、
後続の各サブ記号に前記２つの２進数の一方が割り当てられるまで、前記割り当てるステップを反復的に実施するステップと、
を含む、請求項２２に記載の同期装置。
【請求項２６】
前記記号は４パルス位置変調である、請求項２１に記載の同期装置。
【請求項２７】
前記４パルス位置変調の各桁のサンプリングは、前記記号のビットのサブグルーピングを形成する、請求項２６に記載の同期装置。
【請求項２８】
前記サンプリングは、パルス位置変調クロッキングレートの少なくとも５倍より高いサンプリングレートである、請求項２７に記載の同期装置。
【請求項２９】
遠隔測定装置と通信して、デジタル通信受信機で受信された信号のサンプリングから得られる複数のビットから構成される記号のシリーズを受信し、前記複数のビットの受信時に、前記レジスタ内の前記ビットの位置を調節するレジスタと、
前記レジスタと通信し、前記複数のビットを検査して前記複数のビットについての開始値を決定する記号エバリュエータと、を備え、
前記開始値は、データメッセージの先頭を示し、前記開始値は、すべての可能な記号値のうちの最確値である、
ジタル通信受信機で受信された信号内のメッセージの先頭を示す開始パターンを決定するデジタル受信機内の開始パターン決定装置。
【請求項３０】
記号の第２のシリーズを検査して、前記データメッセージの先頭を決定することが、
前記レジスタで受信された前記シリーズの記号のそれぞれを評価して、前記シリーズの記号のそれぞれが開始値を有することを決定するステップを含み、
前記第２のシリーズの記号のいずれかが開始値ではない場合、前記レジスタで受信された前記シリーズの記号を評価して同期ロックを確立し、
前記第２のシリーズの記号が開始値を有する場合、前記メッセージの先頭が確立される請求項２９に記載の開始パターン決定装置。
【請求項３１】
前記シリーズの記号の各記号を検査して、各記号の前記記号値を決定することが、
前記記号を構成するビットの前記複数のサブグルーピングのそれぞれについて第１の確率値を割り当てるステップであって、前記第１の確率値が、ビットの前記サブグルーピングが２つの２進数のうちの第１の数を表す確率を示すステップと、
前記記号を構成するビットの前記複数のサブグルーピングのそれぞれについて第２の確率値を割り当てるステップと、前記第２の確率値は、ビットの前記サブグルーピングが２つの２進数のうちの第２の数を表す確率を示し、
前記データメッセージの形成の際に使用される記号コードの記号文字の桁を表すサブグルーピングのそれぞれについての第１および第２の確率値の一方の確率値を選択するステップと、
前記サブグルーピングの確率値を合計し、前記記号が前記記号コードの各記号文字を表す確率を形成するステップと、
前記記号が前記記号コードの前記記号文字を表す最大確率を有する記号文字を選択するステップと、
前記記号文字の前記記号値を前記記号に割り当てるステップと、
を含む、請求項３０に記載の開始パターン決定装置。
【請求項３２】
ビットの前記サブグルーピングの可能なビット組合せごとに、前記第１および第２の確率値が発見的に決定される、請求項３１に記載の開始パターン決定装置。
【請求項３３】
前記シリーズの記号の各記号を検査して各記号の前記記号値を決定するステップは、
第１のサブ記号が前記２つの２進数の一方である最大尤度に従って、前記２つの２進数の一方を前記記号の第１のサブ記号に割り当てるステップと、
後続の各サブ記号に前記２つの２進数の一方が割り当てられるまで、前記割り当てるステップを反復的に実施するステップと、
を含む、請求項２９に記載の開始パターン決定装置。
【請求項３４】
前記記号は４パルス位置変調である、請求項２９に記載の開始パターン決定装置。
【請求項３５】
前記４パルス位置変調の各桁のサンプリングは、前記記号のビットのサブグルーピングを形成する、請求項３４に記載の開始パターン決定装置。
【請求項３６】
前記サンプリングは、パルス位置変調クロッキングレートの少なくとも５倍より高いサンプリングレートである、請求項３５に記載の開始パターン決定装置。
【請求項３７】
遠隔測定装置と通信して、前記デジタル通信受信機で受信された信号のサンプリングから得られる複数のビットから構成される記号のシリーズを受信し、前記複数のビットの受信時に、前記レジスタ内の前記ビットの位置を調節するレジスタと、
前記レジスタと通信し、前記複数のビットを検査して前記複数のビットについてのデータ記号値を決定する記号エバリュエータと、を備え、
前記データ記号値は、前記データメッセージの少なくとも１つのデータビットを示し、前記記号値は、すべての可能な記号値のうちの最確値であり、
データ通信受信機で受信された信号内に符号化されたデータメッセージのデータ記号を抽出する、前記データ通信受信機内のデータ抽出装置。
【請求項３８】
前記記号エバリュエータは、前記シリーズの記号の各記号を検査し、
前記記号を構成するビットの複数のサブグルーピングのそれぞれについて第１の確率値を割り当てるステップと、前記第１の確率値は、ビットの前記サブグルーピングが２つの２進数のうちの第１の数を表し、
前記記号を構成するビットの前記複数のサブグルーピングのそれぞれについて第２の確率値を割り当てるステップと、前記第２の確率値は、ビットの前記サブグルーピングが前記２つの２進数のうちの第２の数を表し、
前記データメッセージの形成の際に使用される記号コードの記号文字の桁を表すサブグルーピングのそれぞれについての第１および第２の確率値の一方の確率値を選択するステップと、
前記サブグルーピングの確率値を合計し、前記記号が前記記号コードの各記号文字を表す確率を形成するステップと、
前記記号は前記記号コードの前記記号文字を表す最大確率を有する記号文字を選択するステップと、
前記記号文字の前記記号値を前記記号に割り当てるステップと、
によって各記号の前記データ記号値を決定する、請求項３７に記載のデータ抽出装置。
【請求項３９】
ビットの前記サブグルーピングの可能なビット組合せごとに、前記第１および第２の確率値が発見的に決定される、請求項３８に記載のデータ抽出装置。
【請求項４０】
前記記号エバリュエータは、前記シリーズの記号の各記号を検査し、
第１のサブ記号が前記２つの２進数の一方である最大尤度に従って、前記記号の前記第１のサブ記号に前記２つの２進数の一方を割り当てるステップと、
後続の各サブ記号に前記２つの２進数の一方が割り当てられるまで、前記割り当てるステップを反復的に実施するステップと、
によって各記号のデータ記号値を決定する、請求項３７に記載のデータ抽出装置。
【請求項４１】
前記記号は４パルス位置変調である、請求項３７に記載のデータ抽出装置。
【請求項４２】
前記４パルス位置変調の各桁のサンプリングは、前記記号のビットのサブグルーピングを形成する、請求項４１に記載のデータ抽出装置。
【請求項４３】
前記サンプリングは、パルス位置変調クロッキングレートの少なくとも５倍より高いサンプリングレートである、請求項４２に記載のデータ抽出装置。
【請求項４４】
前記信号を反復的にサンプリングするステップと、
前記信号のサンプルをレジスタ内に保持するステップと、
前記サンプルを収集して、前記信号の前記サンプリングから得られる複数のビットから構成される記号のシリーズを生成するステップと、
前記レジスタ内の前記ビットの位置を調節するステップと、
前記複数のビットを評価し、前記複数のビットについての記号値を決定するステップと、を含み、
前記記号値は、前記信号のタイミングを示す同期値と、データメッセージの先頭を示す開始値と、前記データメッセージの少なくとも１つのデータビットを示すデータ値とを含み、前記記号値は、すべての可能な記号値のうちの最確値である、
デジタルデータ通信信号を受信する方法。
【請求項４５】
前記複数のビットを評価するステップは、
前記レジスタで受信された第１のシリーズの記号を検査し、前記信号との同期ロックを確立するステップと、
前記レジスタで受信された第２のシリーズの記号を検査し、前記データメッセージの先頭を決定するステップと、
前記レジスタで受信された第３のシリーズの記号を検査し、前記データメッセージを決定するステップと
を含む、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記第１のシリーズの記号を検査して同期ロックを確立するステップは、
ａ）前記レジスタ内の前記複数のビットを検査して、前記第１のシリーズの第１の記号の第１の遷移を決定するステップと、
ｂ）前記第１の遷移の決定時に、前記レジスタ内に常駐する前記複数のビットを評価して、前記複数のビットが同期値を有するか否かを決定するステップと、
ｃ）前記複数のビットが同期値を有する場合、前記レジスタで受信される後続の各記号を反復的に評価して、前記記号のそれぞれが同期値を有することを決定するステップと
を含み、
前記後続の記号の各反復的評価が同期値である場合、前記受信機はロックされ、
前記複数のビットのいずれかの反復的評価が同期値でない場合、受信機がロックされるまでステップａ）〜ｃ）を反復する、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記第２のシリーズの記号を検査して前記データメッセージの先頭を決定するステップは、
前記レジスタで受信された前記第２のシリーズの各記号を評価して、前記第２のシリーズの各記号が開始値を有することを決定するステップを含み、
前記第２のシリーズの記号のいずれかが前記開始値を有さない場合、前記レジスタで受信された前記シリーズの記号を評価し、前記第１のシリーズの記号が受信されて再び同期ロックが確立されることを決定し、
前記第２のシリーズの記号が前記開始値を有する場合、前記メッセージの先頭が確立される、請求項４５に記載の方法。
【請求項４８】
前記第１、第２、および第３のシリーズの記号の各記号を検査して各記号の前記記号値を決定するステップは、
前記記号を構成するビットの複数のサブグルーピングのそれぞれについて第１の確率値を割り当てるステップと、前記第１の確率値は、ビットの前記サブグルーピングが２つの２進数のうちの第１の数を表し、
前記記号を構成するビットの前記複数のサブグルーピングのそれぞれについて第２の確率値を割り当て、前記第２の確率値は、ビットの前記サブグルーピングが前記２つの２進数のうちの第２の数を表し、
前記データメッセージの形成の際に使用される記号コードの記号文字の桁を表すサブグルーピングのそれぞれについての前記第１および第２の確率値の一方の確率値を選択するステップと、
前記サブグルーピングの確率値を合計し、前記記号が前記記号コードの各記号文字を表す確率を形成するステップと、
前記記号が前記記号コードの前記記号文字を表す最大確率を有する前記記号文字を選択するステップと、
前記記号文字の前記記号値を前記記号に割り当てるステップと、
を含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項４９】
ビットの前記サブグルーピングの可能なビット組合せごとに、前記第１および第２の確率値が発見的に決定される、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記第１、第２、および第３のシリーズの記号の各記号を検査して各記号についての前記記号値を決定するステップは、
第１のサブ記号が前記２つの２進数の一方である最大尤度に従って、前記２つの２進数の一方を前記記号の前記第１のサブ記号に割り当てるステップと、
後続の各サブ記号に前記２つの２進数の一方が割り当てられるまで、前記割り当てるステップを反復的に実施するステップと、
を含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項５１】
前記記号は４パルス位置変調である、請求項４４に記載の方法。
【請求項５２】
前記４パルス位置変調の各桁のサンプリングは、前記記号のビットのサブグルーピングを形成する、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記サンプリングは、パルス位置変調クロッキングレートの少なくとも５倍より高いサンプリングレートである、請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
信号を反復的にサンプリングするステップと、
前記信号のサンプルをレジスタ内に保持するステップと、
前記サンプルを収集して、前記信号の前記サンプリングから得られる複数のビットから構成される記号のシリーズを生成するステップと、
前記レジスタ内の前記ビットの位置を調節するステップと、
前記複数のビットを評価して、前記複数のビットについての同期記号値を決定するステップであって、前記同期値が前記信号のタイミングを示し、前記記号値が、すべての可能な記号値のうちの最確値であるステップと、
を含む、受信されたデジタルデータ信号に対してデジタルデータ通信受信機を同期する方法。
【請求項５５】
前記複数のビットを評価するステップは、
前記レジスタで受信された前記記号のシリーズを検査し、前記信号との同期ロックを確立するステップを含む、請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
前記記号のシリーズを検査して同期ロックを確立するステップは、
ａ）前記レジスタ内の前記複数のビットを検査し、前記第１のシリーズの第１の記号の第１の遷移を決定するステップと、
ｂ）前記第１の遷移の決定時に、前記レジスタ内に常駐する前記複数のビットを評価して、前記複数のビットが同期値を有するか否かを決定するステップと、
ｃ）前記複数のビットが同期値を有する場合、前記レジスタで受信される後続の各記号を反復的に評価し、各前記記号が同期値を有することを決定するステップと
を含み、
前記後続の各記号の反復的評価が同期値である場合、前記受信機がロックされ、
前記複数のビットのいずれかの反復的評価が同期値でない場合、受信機がロックされるまでステップａ）〜ｃ）を反復する、請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
記号の前記シリーズの各記号を検査して各記号の同期記号値を決定するステップは、
前記記号を構成するビットの複数のサブグルーピングのそれぞれについて第１の確率値を割り当てるステップと、前記第１の確率値が、ビットの前記サブグルーピングが２つの２進数のうちの第１の数を表し、
前記記号を構成するビットの前記複数のサブグルーピングのそれぞれについて第２の確率値を割り当てるステップと、前記第２の確率値が、ビットの前記サブグルーピングが前記２つの２進数のうちの第２の数を表す確率を示し、
前記データメッセージの形成の際に使用される記号コードの記号文字の桁を表すサブグルーピングのそれぞれについての第１および第２の確率値の一方の確率値を選択するステップと、
前記サブグルーピングの確率値を合計し、前記記号が前記記号コードの各記号文字を表す確率を形成するステップと、
前記記号が前記記号コードの前記記号文字を表す最大確率を有する前記記号文字を選択するステップと、
前記記号文字の前記記号値を前記記号に割り当てるステップと、
を含む、請求項５５に記載の方法。
【請求項５８】
ビットの前記サブグルーピングの可能なビット組合せごとに、前記第１および第２の確率値が発見的に決定される請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
記号の前記シリーズの各記号を検査して各記号の前記記号値を決定するステップが、
第１のサブ記号が前記２つの２進数の一方である最大尤度に従って、前記２つの２進数の一方を前記記号の前記第１のサブ記号に割り当てるステップと、
後続の各サブ記号に前記２つの２進数の一方が割り当てられるまで、前記割り当てるステップを反復的に実施するステップと、
を含む、請求項５５に記載の方法。
【請求項６０】
前記記号は４パルス位置変調である、請求項５４に記載の方法。
【請求項６１】
前記４パルス位置変調の各桁のサンプリングは、前記記号のビットのサブグルーピングを形成する、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
前記サンプリングは、パルス位置変調クロッキングレートの少なくとも５倍より高いサンプリングレートである、請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
前記信号を反復的にサンプリングするステップと、
前記信号のサンプルをレジスタ内に保持するステップと、
前記サンプルを収集して、前記信号の前記サンプリングから得られる複数のビットから構成される記号のシリーズを生成するステップと、
前記レジスタ内の前記ビットの位置を調節するステップと、
前記複数のビットを評価し、前記複数のビットについての開始記号値を決定するステップと、前記開始値はデータメッセージの先頭を示し、前記記号値は、すべての可能な記号値のうちの最確値であるステップと、
を含む、デジタルデータ通信信号のメッセージの開始パターンを検出する方法。
【請求項６４】
記号の前記シリーズを評価して前記データメッセージの先頭を決定するステップは、
前記レジスタで受信された記号の前記シリーズのそれぞれを評価して、各前記第２のシリーズの記号が開始値を有することを決定するステップを含み、
前記第２のシリーズの記号のいずれかが前記開始値を有さない場合、前記レジスタで受信された前記シリーズの記号を評価して、前記第１のシリーズの記号が受信されて再び同期ロックが確立されることを決定し、
前記第２のシリーズの記号が前記開始値を有する場合、前記メッセージの先頭が確立される、請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
記号の前記シリーズの各記号を評価して各記号の開始記号値を決定するステップが、
前記記号を構成するビットの複数のサブグルーピングのそれぞれについて第１の確率値を割り当てるステップと、前記第１の確率値は、ビットの前記サブグルーピングが２つの２進数のうちの第１の数を表し、
前記記号を構成するビットの前記複数のサブグルーピングのそれぞれについて第２の確率値を割り当てるステップと、前記第２の確率値は、ビットの前記サブグルーピングが前記２つの２進数のうちの第２の数を表し、
前記データメッセージの形成の際に使用される記号コードの記号文字の桁を表すサブグルーピングのそれぞれについての第１および第２の確率値の一方の確率値を選択するステップと、
前記サブグルーピングの確率値を合計し、前記記号が前記記号コードの各記号文字を表す確率を形成するステップと、
前記記号が前記記号コードの前記記号文字を表す最大確率を有する前記記号文字を選択するステップと、
前記記号文字の前記記号値を前記記号に割り当てるステップと
を含む、請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】
ビットの前記サブグルーピングの可能なビット組合せごとに、前記第１および第２の確率値が発見的に決定される、請求項６５に記載の方法。
【請求項６７】
記号の前記シリーズの各記号を評価して各記号の記号値を決定するステップは、
第１のサブ記号が前記２つの２進数の一方である最大尤度に従って、前記２つの２進数の一方を前記記号の前記第１のサブ記号に割り当てるステップと、
後続の各サブ記号に前記２つの２進数の一方が割り当てられるまで、前記割り当てるステップを反復的に実施するステップと、
を含む、請求項６４に記載の方法。
【請求項６８】
前記記号は４パルス位置変調である、請求項６３に記載の方法。
【請求項６９】
前記４パルス位置変調の各桁のサンプリングは、前記記号のビットのサブグルーピングを形成する、請求項６８に記載の方法。
【請求項７０】
前記サンプリングは、パルス位置変調クロッキングレートの少なくとも５倍より高いサンプリングレートである、請求項７９に記載の方法。
【請求項７１】
前記信号を反復的にサンプリングするステップと、
前記信号のサンプルをレジスタ内に保持するステップと、
前記サンプルを収集して、前記信号の前記サンプリングから得られる複数のビットから構成される記号のシリーズを生成するステップと、
前記レジスタ内の前記ビットの位置を調節するステップと、
前記複数のビットを評価して前記複数のビットについてのデータ記号値を決定するステップであって、前記データ記号値が、前記データメッセージの少なくとも１つのデータビットを示し、前記記号値が、すべての可能な記号値のうちの最確値であるステップと
を含むデジタルデータメッセージデジタルデータ通信信号を抽出する方法。
【請求項７２】
記号の前記シリーズの各記号を評価して各記号のデータ記号値を決定するステップは、
前記記号を構成するビットの複数のサブグルーピングのそれぞれについて第１の確率値を割り当てるステップと、前記第１の確率値は、ビットの前記サブグルーピングが２つの２進数のうちの第１の数を表す確率を示し、
前記記号を構成するビットの前記複数のサブグルーピングのそれぞれについて第２の確率値を割り当てるステップと、前記第２の確率値は、ビットの前記サブグルーピングが前記２つの２進数のうちの第２の数を表し、
前記データメッセージの形成の際に使用される記号コードの記号文字の桁を表すサブグルーピングのそれぞれについての第１および第２の確率値の一方の確率値を選択するステップと、
前記サブグルーピングの確率値を合計し、前記記号が前記記号コードの各記号文字を表す確率を形成するステップと、
前記記号が前記記号コードの前記記号文字を表す最大確率を有する前記記号文字を選択するステップと、
前記記号文字の前記記号値を前記記号に割り当てるステップと、
を含む、請求項７１に記載の方法。
【請求項７３】
ビットの前記サブグルーピングの可能なビット組合せごとに、前記第１および第２の確率値が発見的に決定される、請求項７２に記載の方法。
【請求項７４】
記号の前記シリーズの各記号を評価して各記号のデータ記号値を決定するステップは、
第１のサブ記号が前記２つの２進数の一方である最大尤度に従って、前記２つの２進数の一方を前記記号の前記第１のサブ記号に割り当てるステップと、
後続の各サブ記号に前記２つの２進数の一方が割り当てられるまで、前記割り当てるステップを反復的に実施するステップと、
を含む、請求項７１に記載の方法。
【請求項７５】
前記記号は４パルス位置変調である、請求項７１に記載の方法。
【請求項７６】
前記４パルス位置変調の各桁のサンプリングは、前記記号のビットのサブグルーピングを形成する、請求項７５に記載の方法。
【請求項７７】
前記サンプリングは、パルス位置変調クロッキングレートの少なくとも５倍より高いサンプリングレートである、請求項７６に記載の方法。
【請求項７８】
デジタルデータ通信信号を受信する少なくとも１つのコンピューティング装置上で実行可能なプログラム命令コードを含むプログラム保持装置であって、前記プログラム命令コードが、
前記信号を反復的にサンプリングするステップと、
前記信号のサンプルをレジスタ内に保持するステップと、
前記サンプルを収集して、前記信号の前記サンプリングから得られる複数のビットから構成される記号のシリーズを生成するステップと、
前記レジスタ内の前記ビットの位置を調節するステップと、
前記複数のビットを評価して前記複数のビットについての記号値を決定するステップと、を含み、
前記記号値は、前記信号のタイミングを示す同期値と、データメッセージの先頭を示す開始値と、前記データメッセージの少なくとも１つのデータビットを示すデータ値とを含み、前記記号値は、すべての可能な記号値のうちの最確値である、
プログラム保持装置。
【請求項７９】
前記複数のビットを評価するステップは、
前記レジスタで受信された第１のシリーズの記号を検査し、前記信号との同期ロックを確立するステップと、
前記レジスタで受信された第２のシリーズの記号を検査し、前記データメッセージの先頭を決定するステップと、
前記レジスタで受信された第３のシリーズの記号を検査し、前記データメッセージを決定するステップと
を含む、請求項７８に記載のプログラム保持装置。
【請求項８０】
前記第１のシリーズの記号を検査して同期ロックを確立するステップは、
ａ）前記レジスタ内の前記複数のビットを検査して、前記第１のシリーズの第１の記号の第１の遷移を決定するステップと、
ｂ）前記第１の遷移の決定時に、前記レジスタ内に常駐する前記複数のビットを評価して、前記複数のビットが同期値を有するか否かを決定するステップと、
ｃ）前記複数のビットが同期値を有する場合、前記レジスタで受信される後続の各記号を反復的に評価して、前記記号のそれぞれが同期値を有することを決定するステップと、
を含み、
各前記後続の記号の反復的評価が同期値である場合、前記受信機がロックされ、
前記複数のビットのいずれかの反復的評価が同期値でない場合、受信機がロックされるまでステップａ）〜ｃ）を反復する、請求項７９に記載のプログラム保持装置。
【請求項８１】
前記第２のシリーズの記号を検査して前記データメッセージの先頭を決定するステップは、
前記レジスタで受信された各前記第２のシリーズの記号を評価して、各前記第２のシリーズの記号が開始値を有することを決定するステップを含み、
前記第２のシリーズの記号のいずれかが前記開始値を有さない場合、前記レジスタで受信された前記シリーズの記号を評価して、前記第１のシリーズの記号が受信されて再び同期ロックが確立されることを決定し、
前記第２のシリーズの記号が前記開始値を有する場合、前記メッセージの先頭が確立される、請求項７９に記載のプログラム保持装置。
【請求項８２】
前記第１、第２、および第３のシリーズの記号の各記号を検査して各記号の前記記号値を決定するステップは、
前記記号を構成するビットの複数のサブグルーピングのそれぞれについて第１の確率値を割り当てるステップと、前記第１の確率値は、ビットの前記サブグルーピングが２つの２進数のうちの第１の数を表し、
前記記号を構成するビットの前記複数のサブグルーピングのそれぞれについて第２の確率値を割り当てるステップと、前記第２の確率値は、ビットの前記サブグルーピングが前記２つの２進数のうちの第２の数を表し、
前記データメッセージの形成の際に使用される記号コードの記号文字の桁を表す各サブグルーピングについての１つの確率値を選択するステップと、
前記サブグルーピングの確率値を合計し、前記記号が前記記号コードの各記号文字を表す確率を形成するステップと、
前記記号が前記記号コードの前記記号文字を表す最大確率を有する前記記号文字を選択するステップと、
前記記号文字の前記記号値を前記記号に割り当てるステップと、
を含む、請求項７９に記載のプログラム保持装置。
【請求項８３】
ビットの前記サブグルーピングの可能なビット組合せごとに、前記第１および第２の確率値が発見的に決定される、請求項８２に記載のプログラム保持装置。
【請求項８４】
前記第１、第２、および第３のシリーズの記号の各記号を検査して各記号についての記号値を決定するステップは、
第１のサブ記号が前記２つの２進数の一方である最大尤度に従って、前記２つの２進数の一方を前記記号の第１のサブ記号に割り当てるステップと、
後続の各サブ記号に前記２つの２進数の一方が割り当てられるまで、前記割り当てるステップを反復的に実施するステップと、
を含む、請求項７９に記載のプログラム保持装置。
【請求項８５】
前記記号は４パルス位置変調である、請求項８４に記載のプログラム保持装置。
【請求項８６】
前記４パルス位置変調の各桁のサンプリングは、前記記号のビットのサブグルーピングを形成する、請求項８５に記載のプログラム保持装置。
【請求項８７】
前記サンプリングは、パルス位置変調クロッキングレートの少なくとも５倍より高いサンプリングレートである、請求項８６に記載のプログラム保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、参照により本明細書に組み込まれる２００４年９月２２日出願の米国仮特許出願第６０／６１２００８号に対する優先権を主張するものである。
【０００２】
「Ａ  Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｅｎｓｕｒｉｎｇ  Ｈｉｇｈ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ａｕｄｉｏ  Ｐｌａｙｂａｃｋ  ｉｎ  ａ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｏｒ  Ｗｉｒｅｄ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｕｄｉｏ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ（ワイヤードまたはワイヤレスデジタルオーディオ通信システムにける高品質オーディオ再生を確実にする方法および装置）」、仮米国出願第６０／６１２００７号、出願日２００４年９月２２日、本発明と同じ譲受人に譲渡。
【０００３】
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機器および方法に関する。より詳細には、本発明は、受信されたデジタルデータ通信信号に対する受信機の同期、デジタルデータ通信信号内の開始パターンの検出、およびデジタル通信信号からのデジタルデータメッセージの抽出に関する。
【背景技術】
【０００４】
デジタルデータのワイヤレス伝送はしばしば、デジタルデータの逐次フォーマットフレームを送ることによって実施される。Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｄａｔａ  ＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎのＩｒＤＡ「Ｓｅｒｉａｌ  Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ（直列赤外線物理層仕様）」バージョン１．４、２００１年５月で列挙されるシステムでは、セクション５．４．２で示されるフレームは、Ｐｒｅａｍｂｌｅ  Ｆｉｅｌｄ（プリアンブル・フィールド：ＰＡ）、Ｓｔａｒｔ  Ｆｌａｇ  Ｆｉｅｌｄ（スタート・フラグ・フィールド：ＦＡ）、Ｄａｔａ  Ｆｉｅｌｄ（データ・フィールド：ＤＤ）、およびＳｔｏｐ  Ｆｌａｇ  Ｆｉｅｌｄ（ストップ・フラグ・フィールド：ＳＴＯ）を有する。受信機は、Ｐｒｅａｍｂｌｅ  Ｆｉｅｌｄを使用して、着信メッセージに対して受信機のクロッキングシステムを同期する。一般に、Ｐｒｅａｍｂｌｅ  Ｆｉｅｌｄに対して受信機を同期するのに位相ロックループ発振器が使用される。
【０００５】
Ｐｒｅａｍｂｌｅ  Ｆｉｅｌｄが検出され、受信機が同期されると、受信機は、Ｓｔａｒｔ  Ｆｌａｇ  Ｆｉｅｌｄの検出を開始して記号同期を確立する。Ｓｔａｒｔ  Ｆｌａｇ  Ｆｉｅｌｄが正しい場合、受信機は、Ｄａｔａ  Ｆｉｅｌｄのデータ記号の解釈を始め、Ｓｔｏｐ  Ｆｌａｇ  Ｆｉｅｌｄを受け取るまでデータ記号の解釈を続ける。
【０００６】
この仕様はセクション５．４．１でデータの符号化を詳述している。デジタルデータが４パルス位置変調を使用して送信される。この場合、記号内にパルスを配置することによってデュアルビットデータ構造が符号化される。記号が、デュアルビットデータ構造の符号化をそれぞれ表す、記号の持続時間の４つの時間位置に分割される。Ｐｒｅａｍｂｌｅ  Ｆｉｅｌｄ、Ｓｔａｒｔ  Ｆｌａｇ  Ｆｉｅｌｄ、およびＳｔｏｐ  Ｆｌａｇ  Ｆｉｅｌｄはそれぞれ、デュアルビットデータ構造の４パルス位置変調と混同するはずのない記号ストリームを有する固有のコードである。
【０００７】
位相ロックループを利用する受信機の同期は、送信されたデータの周波数と合致するように局部受信機の周波数をプリングする際にジッタの影響を受ける。さらに、局部発振器でのドリフトにより、局部発振器を周期的に再ロックしなければならない。信号に対して局部発振器を周期的に再ロックしないと、データ受信で誤りが生じる可能性がある。さらに、多重通路受信問題により、受信したタイミングデータが経路の遅延差と共に変動する。
【０００８】
米国特許第６,１９８,７６６号（Ｓｃｈｕｐｐｅ等）は、受信機によって生成された復調器に送信すべきパルスを（例えば追加オペレーションを使用することによって）延長すべきか、それとも（例えばチョップオペレーションを使用することによって）短縮すべきかを決定することによる適応パルス整形のための方法および機器を提供している。好ましくは、パルス整形論理は、４Ｍｂｐｓ  ＰＰＭパケットのプリアンブル位相を使用して、パケットの残りのデータ搬送部分に対して必要な、適切な追加レベルまたはチョップレベルを決定するように適合される。
【０００９】
米国特許第６,１８８,４９６号（Ｋｒｉｓｈｎａ等）は、信号を受信する受信機と、受信した信号に対する受信機の同期のためのクロック発生器とを有する中継器を有するワイヤレス通信システムを記述している。クロック発生器は一般に位相ロックループである。確認モジュールが、受信した信号内にシグニチャが存在するか否かを決定する。無効化モジュールが、受信した信号内に望ましくない信号成分が存在するか否かを決定する。シグニチャが存在し、かつ望ましくない信号成分が存在しない場合、受信した信号が送信される。
【００１０】
米国特許第５,６９１,６６５号（Ｏｈｔａｎｉ）は、受信したＰＰＭ信号から再現クロック信号を提供するクロック再現ユニットを有するパルス位置変調（ＰＰＭ）変調装置を教示している。ＰＰＭ信号を再現クロック信号でサンプリングした結果が、サンプル結果保持ユニットで保持される。記号同期信号生成ユニットにより、受信したＰＰＭ信号から記号同期が達成される。サンプル結果、再現クロック信号、および記号同期に従って、受信データ再現ユニットは、複数の以前のサンプル結果を解析し、受信データを復号化する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、受信機に送信された逐次符号化デジタルデータストリーム中の同期信号を検出することである。
【００１２】
本発明の別の目的は、受信機に送信された逐次符号化デジタルデータストリームに埋め込まれた開始パターンを検出することである。
【００１３】
さらに、本発明の別の目的は、受信機に送信された逐次符号化デジタルデータストリームのデータ記号を検出することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的およびその他の目的のうちの少なくとも１つを実施するために、データ通信システムが、送信すべき逐次符号化デジタルデータの記号の日付フレームを生成するフレームフォーマッタを含む送信装置を有する。データフレームは、開始パターンおよび符号化データを含む。同期信号がデータフレームに先行する。同期信号は、符号化データの周波数を示す。開始パターンは、続くデータストリームが有効なデジタルデータであることを示す、フレームの固有パターンである。符号化データは４パルス位置変調デュアルビットデータである。記号の各フレームが、フレームフォーマッタから送信機に転送される。送信機は、オープンな雰囲気などの伝送媒体に対して同報通信するために、記号のシリーズから構成される信号を生成する。
【００１５】
通信システムは、送信装置と通信して記号のシリーズを取得する受信装置を有する。受信装置は、信号を受信および調整するための受信増幅器を有する。受信装置は、４パルス位置変調の周波数よりも高い周波数で信号をサンプリングするためのサンプルおよび保持回路を有する。受信装置は、受信機増幅器と通信するレジスタを有し、受信装置で受信された信号のサンプリングから得られる複数のビットから構成される記号のシリーズを受信し、複数のビットの受信時に、レジスタ内のビットの位置を調節する。
【００１６】
記号エバリュエータがレジスタと通信し、複数のビットを検査して複数のビットについての記号値を決定する。記号値は、同期値、開始値、およびデータ値を含む。同期値は、信号のタイミングを示す同期パターンを示す。開始値は、データメッセージの先頭の開始パターンを示す。データ値は、データメッセージのデュアルビットデータ記号のうちの少なくとも１つを示す。記号値は、すべての可能な記号値のうちの最も可能性の高い値である。
【００１７】
受信機で受信され、レジスタに転送される信号は、記号のシリーズから構成される。シリーズの最初は同期信号を含み、第２のシリーズは開始パターンを含み、第３のシリーズは符号化データを形成する。記号エバリュエータは、レジスタで受信された第１のシリーズの記号を検査し、信号との同期ロックを確立する。次いで、記号エバリュエータは、レジスタで受信された第２のシリーズの記号を検査し、データメッセージの先頭を決定する。最終的に、記号エバリュエータは、レジスタで受信された第３のシリーズの記号を検査し、データメッセージを決定する。
【００１８】
第１のシリーズの記号を検査して同期ロックを確立することは、レジスタ内の複数のビットを検査して、第１のシリーズの第１の記号の第１の遷移が生じたことを決定することによって始まる。第１の遷移の決定時に、エバリュエータは、レジスタ内に常駐する複数のビットを検査して、その複数のビットが同期値を有するか否かを決定する。その複数のビットが同期値を有する場合、エバリュエータは、レジスタで受信される後続の各記号を反復的に評価して、記号のそれぞれが同期値を有することを決定する。後続の記号が同期値であると各評価が決定したとき、受信機はロックされる。しかし、後続の記号が同期値ではない場合、エバリュエータは、第１の同期値の初期遷移を再確立しなければならない。
【００１９】
第２のシリーズの記号を検査してデータメッセージの先頭を決定することは、レジスタで受信された第２のシリーズの記号のそれぞれを評価して、第２のシリーズの記号のそれぞれが開始値を有することを決定することからなる。第２のシリーズの記号が開始値を有する場合、メッセージの先頭が確立される。あるいは、第２のシリーズの記号のいずれかが開始値ではない場合、第１のシリーズの記号を受信しなければならず、同期ロックが再び確立される。
【００２０】
第１、第２、および第３のシリーズの記号の各記号を検査して各記号の記号値を決定することは、記号を構成するビットの複数のサブグルーピングのそれぞれについて第１の確率値を割り当てることによって開始する。第１の確率値は、ビットのサブグルーピングが２つの２進数のうちの第１の数を表す確率を示す。次いで、第２の確率値が、記号を構成するビットの複数のサブグルーピングのそれぞれに割り当てられる。第２の確率値は、ビットのサブグルーピングが２つの２進数のうちの第２の数を表す確率を示す。データメッセージの形成の際に使用される記号コードの記号文字の桁を表すサブグルーピングのそれぞれについての１つの確率値が選択される。次いで、サブグルーピングの確率値が合計され、記号が記号コードの各記号文字を表す確率が形成される。記号が記号コードの記号文字を表す最大の確率を有する記号文字が選択される。次いで、記号に、記号に対する記号文字の記号値が割り当てられる。ビットのサブグルーピングの可能なビット組合せごとに、確率値が帰納的に決定される。
【００２１】
第１、第２、および第３のシリーズの記号の各記号を検査して各記号についての記号値を決定する第２の手順は、第１のサブ記号が２つの２進数の一方である最大尤度に従って、２つの２進数の一方を記号の第１のサブ記号に割り当てることによって開始する。後続の各サブ記号に２つの２進数の一方が割り当てられるまで、この割当てが反復的に実施される。
【００２２】
データ記号は４パルス位置変調であり、４パルス位置変調の各桁のサンプリングは、記号のビットのサブグルーピングを形成する。サンプリングは、少なくともパルス位置変調クロッキングレートの少なくとも５倍より高いサンプリングレートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１に示す本発明のデジタルデータ通信システムは、送信機５を有する。送信機は、デュアルビット逐次化のためにデジタルデータメッセージＤ０、Ｄ１、…、Ｄｎ  １２を受信するフォーマッタ１０を有する。次いで、フレームフォーマッタ１０は、符号化デジタルデータメッセージＤ０、Ｄ１、…、Ｄｎ１２を表す４パルス位置変調信号を生成する。次いで、フレームフォーマッタ１０は開始パターンをデータメッセージの先頭に連結する。
【００２４】
データメッセージの形成について議論するために図２を参照する。ＤＡＴＡ  ＣＬＯＣＫは、デジタルデータメッセージＤ０、Ｄ１、…、Ｄｎ  １２がフレームフォーマッタ１０にゲーティングされる頻度を有する。フレームフォーマッタは、データメッセージの４パルス位置変調信号を生成するのに使用される変調クロック（ＰＰＭ  ＣＬＫ）を有する。データメッセージの４パルス位置変調信号は、デュアルビットデータの４つの可能なビット組合せの変調を示し、以下のように説明される。
【００２５】
【表１】
2008514149.tif 000003
フレームの構造を図３に示す。データメッセージのデータ記号が開始パターンに連結され、データフレームが形成される。同期化パターンは、符号化デュアルビットコード００、またはデータフレームが送信されるまで反復的に送信される（１０００  １０００…）パターン（１０００）である。
【００２６】
同期化パターン（１０００  １０００…）は開始パターンの前に常に送信され、図１の受信機３０がそれ自体を適切なサンプリング位置に位置合せすることが可能となる。同期化パターンの「１０００」構造は、データメッセージの後続のデータ記号の受信にとって重要である。受信機３０は、データメッセージの後続のデータ記号のビット構造についての適切なタイミングを構築するための第１の基準ビットとして「１」を使用する。受信機３０内の状態マシンが次のデータ・フィールドおよびデータフレームの開始の検査に進む前に、開始パターンを形成したビットのシーケンスを識別しなければならない。
【００２７】
受信機３０の状態マシンは、開始パターンおよびデータフレームの開始の認識を満たすすべての状態について４パルス位置変調信号を検査するので、同期化パターンの構造をデータビットと間違えることはあり得ない。ロック内にデータフレームを有することが数学的に確かとなると、受信機の状態マシンは、カウンタが尽き、かつデータフレームが完了するまで、データメッセージのデータ記号のデータビットを受信する。次いで状態マシンは終了し、開始パターンを求めて、受信したメッセージを再び検査し始める。
【００２８】
理論的には、同期が可能となるために同期化パターンが必要とする同期記号（「１０００」）は１つだけである。受信機３０の状態マシンは、この同期記号（「１０００」）の後の次の４ビット記号を評価し、別の同期記号（「１０００」）が受信されたか、それとも開始パターンの第１の記号ビットが受信されたかが識別される。開始パターンの第１の記号は、「１０００」とは異なるものとなるように選ばれ、受信機３０の状態マシンが４パルス位置変調信号を評価し、開始パターンを識別することが可能となる。例えば、開始パターンが０１００  ００００  １０００  ０１００  ０１００  ００００  ０１００  ０１００となるように選ばれる場合、受信機３０の状態マシンは同期（ＳＹＮＣ）を可能にし、以下のビットシーケンスを評価することによって開始パターン（Ｓｔａｒｔ  Ｐａｔｔｅｒｎ）を識別する。
【００２９】
【表２】
2008514149.tif 000004
開始パターンは、データを正しく表現することが決してできない記号の固有パターンである。本発明の好ましい実施形態での記号の開始パターンは、図３に示すように、記号パターン（０１００）（００００）（１０００）（０１００）（０１００）（００００）（０１００）（０１００）である。次いでデータ記号が形成され、開始パターンに連結される。好ましくは、データメッセージのデータ記号のデータフレームは固定数の記号を有し、データメッセージを回復することが可能となる。しかし、開始パターン間にメッセージを追加することによって可変長メッセージの形態を実装し、着信データメッセージの長さを受信機３０に通知することができる。
【００３０】
データフレームがフォーマットされた後、データフレームおよび同期信号がフレームフォーマッタ１０から光ドライバ１５に転送される。光ドライバ１５は、発光ダイオード（ＬＥＤ）２０を活動化し、フレームデータおよび同期信号を光信号２５として送信する。好ましい実施形態では、光信号２５はオープンな空気中で伝送される。光信号２５は、受信機３０に組み込まれたフォトダイオードＤ１  ３５に入射する。
【００３１】
光信号２５は、フォトダイオードＤ１  ３５によって電気信号に変換され、電気信号が増幅器４０で調整される。次いで、調整後電気信号がサンプルおよび保持回路４５に転送され、サンプルおよび保持回路４５は、評価のために調整後電気信号の一部を周期的にサンプリングおよび保持し、送信されたデータフレームおよび同期信号に対して受信機３０を同期し、受信機が電気信号からデジタルデータメッセージを抽出することが可能となる。
【００３２】
図２に示すサンプリングクロック５０（ＳＡＭＰ  ＣＬＫ）は、４パルス位置変調クロック（ＰＰＭ  ＣＬＫ）の倍数である。好ましい実施形態では、サンプリングクロック５０の増倍率は約６である。増倍率は任意の好都合な数でよいが、４パルス位置変調クロック（ＰＰＭ  ＣＬＫ）の３倍程度の低い増倍率は、伝送されるデータフレームおよび同期パターン内のジッタ、および光信号２５の多重伝送路のために実用的ではない。４パルス位置変調クロック（ＰＰＭ  ＣＬＫ）が約４ＭＨｚであり、したがってサンプリングレートが２４ＭＨｚとなり、これは好都合な設計地点であるので、好ましい増倍率６が選ばれる。サンプリングクロック５０の実用的な最小増倍率は約５であり、実用的な最大増倍率は、受信機の構成要素の物理的特性によって決定される。
【００３３】
サンプリングクロック５０の増倍率は厳密に６となるわけではない。増倍率の差により、記号境界がある時点でサンプリングクロック５０に対してシフトする。市販の結晶クロック公差およびドリフト規格を決定することによって最大フレーム長が設定される。これにより、最悪のシナリオの下で、最大で１クロックサイクルがデータメッセージの終りで受信機システムに加算または減算され、回復されるデータメッセージが依然として正しいことが保証される。
【００３４】
時間の経過につれて問題が現れるので、開始パターン（Ｓｔａｒｔ  ｐａｔｔｅｒｎ）のシフティングは長いメッセージ周波数ドリフト効果を補償するには不十分である。また、短いメッセージを補償する場合であっても、そのような周波数シフトが非常に大きく、データメッセージに対する深刻なデータ破壊を引き起こすので、システム全体は機能することができない。受信機がロッキングステージで周波数ドリフトを予測する機会はほとんどない。広い公差を保証する方法の１つは、様々なロック位置を使用してデータメッセージを同時に取得し、記号境界差を補償し、収集したデータメッセージのデータ保全性をチェックすることである。データフレーム長およびすべての境界条件は、正しいオペレーションを保証するように選ばれる。
【００３５】
サンプリング後電気信号がシフトレジスタ５５に転送され、次いでシフトレジスタ５５は、同期信号、開始パターン、およびデュアルビットデータ記号の全記号についてサンプルを評価する。好ましい実施形態では、シフトレジスタ５５は、２８ビットまたはサンプルの電気信号を有する。余分な４つのサンプルは、サンプルをシフトレジスタ内でシフトして正しい同期、開始パターンの評価、およびデュアルビットデータ記号の抽出を保証することができるようにサンプルを処理することが可能となるように保持される。シフトレジスタ５５で保持される電気信号のビットのすべては記号エバリュエータ回路６０に転送される。シフトレジスタ５５の内容を評価するために、シフトレジスタ内容は、図４に示すサブウィンドウに分割される。記号を表す２４ビットは４つの６ビット評価サブウィンドウに分割される。残りの４ビットは、最下位レジスタ位置（０，１）の最初の２ビットと、最上位レジスタ位置（２６，２７）の最後の２ビットである。各評価サブウィンドウは、４パルス位置変調記号の記号桁を決定する。
【００３６】
電気的記号の第１のシリーズのサンプルがエバリュエータ回路６０によって検査され、同期記号の存在が確立され、受信した電気信号に受信機３０がロックされる。電気的記号の第２のシリーズのサンプルがエバリュエータ回路６０によって検査され、続く第３のシリーズのサンプルがデータメッセージの記号となるべき記号を表すことを示す開始パターンの存在が確立される。
【００３７】
記号ごとのサンプルについての記号値の決定は、シフトレジスタ５５のサブウィンドウの内容が特定の２進（０または１）値を有する記号桁を表す確率に基づく。次に、電気信号のサンプリングにより特定のパターンがシフトレジスタ５５のサブウィンドウ内に存在する確率を説明するために図５を参照する。確率は０から３までの重み付けであり、３が最高の確率であり、０が発生不能である。サブウィンドウ内容のグループＡは、０を有する記号桁を表す確率重み付け３を有する。サブウィンドウ内容のグループＢは、０を有する記号桁を表す確率重み付け２を有する。サブウィンドウ内容のグループＣは、０を有する記号桁を表す確率重み付け１を有する。グループＡ、Ｂ、およびＣは、２進数１を有する記号桁を実際に表す確率０を有する。
【００３８】
サブウィンドウ内容のグループＤは、１を有する記号桁を表す確率重み付け３を有する。サブウィンドウ内容のグループＥは、１を有する記号桁を表す確率重み付け２を有する。サブウィンドウ内容のグループＦは、１を有する記号桁を表す確率重み付け１を有する。グループＤ、Ｅ、およびＦは、２進数０を有する記号桁を実際に表す確率０を有する。
【００３９】
図５に示すチャートは、シフトレジスタ５５の各サブウィンドウについて可能な６４通りの２進数組合せのうちの３６個を含む。残りの２８個の組合せは、生じる可能性が低く、したがってそれらには２進数０が割り当てられ、１である確率０を有する。確率重み付けは、記号値のすべての組合せについて発見的に選ばれる。確率重み付けは、チャネル特性に基づいて導出される。例えば、送信される信号の「テール効果」の延長に赤外線チャネルが寄与することを示すことができる。例えば、送信されたときにビットシーケンス「０００００  １１１１１  ０００００  １１１１１  ０００００」を有するメッセージは、受信機端部ではビットシーケンス「０００００  １１１１１  １００００  １１１１１  １００００」または「０００００  １１１１１  １１０００  １１１１１  １１０００」となる可能性がある。したがって、この例では、ビットシーケンス「１００００」または「１１０００」が実際には「００００」である確率が高くなるように確率重みが割り当てられる。
【００４０】
同期信号を評価して、送信された光信号に対する受信機の同期を確立することは、シフトレジスタ内の第１の遷移位置を決定することによって開始する。遷移が見つかった後、各サブウィンドウが評価され、同期記号が決定される。同期記号が決定された後、サブウィンドウが評価され、開始パターンが決定される。次いで、開始パターンの受信時に、各サブウィンドウが評価され、データメッセージのデータ記号が決定される。
【００４１】
次に、同期信号の決定、決定開始パターン、およびデータ記号の抽出のための方法をより詳細に議論するために図６ａおよび６ｂを参照する。エバリュエータ回路６０は、方法の始めに初期化される（ボックス１００、１０５、および１１０）３つのカウンタ回路（同期記号カウント  ｉ、開始記号カウントｊ、およびデータ記号カウントｋ）を維持する。ビットは、一度に単一ビットだけレジスタ５５にシフトされる（ボックス１１５）。上位ビット（２７、２６、および２５）が検査され（ボックス１２０）、初期遷移を示すパターン（００１）を含むか否かが決定される。パターンが遷移を示さない場合、シフトレジスタが左側に１ビットだけシフトされ（ボックス１１５）、したがって新しいビットがビット２５にシフトされる。遷移の始まりを示す初期遷移について上位ビット（２７、２６、および２５）が再び検査される（ボックス１２０）。
【００４２】
初期遷移の受信時に、シフトレジスタ５５の記号内容が評価され（ボックス１２５）、最も可能性の高い記号が決定される。決定されたシフトレジスタ５５の記号値が同期信号記号と比較される（ボックス１３０）。決定されたシフトレジスタ５５の記号値が同期記号ではない場合、シフトレジスタ５５がシフトされ（ボックス１１５）、初期遷移が決定され、新しい初期遷移の受信時に、シフトレジスタ５５の内容の記号値が評価される（ボックス１２５）。シフトレジスタ５５の内容の記号値と同期信号記号との比較時に（ボックス１３０）、シフトレジスタ５５の内容の記号値は同期記号である場合、同期記号カウンタ（ｉ）が増分される（ボックス１３５）。新しい完全なウィンドウがウィンドウ内に提示されるようにシフトレジスタ５５がシフトされる（ボックス１４０）。最確記号についてシフトレジスタ５５の内容が評価される（ボックス１４５）。シフトレジスタ５５の内容の記号値が同期記号値と比較される（ボックス１５０）。シフトレジスタ５５の内容の記号値が同期値ではない場合、エラーが発生し、方法は再始動する。しかし、シフトレジスタ５５の内容の記号値が同期記号の記号値である場合、同期記号カウント値（ｉ）が、着信信号との同期を達成するのに必要な同期値の数（Ｒ）と比較される（ボックス１５５）。同期記号値のすべてが決定されていない場合、同期記号カウンタ（ｉ）が増分され（ボックス１３５）、シフトレジスタがサンプルの次のフルウィンドウにシフトされ（ボックス１４０）、シフトレジスタ５５の内容の記号値が評価される（ボックス１４５）。上述のように、ロッキングのために理論的には１つの同期記号が必要である。しかしシステム性能を最適にするために、同期記号を継続的に送信することによって未使用の帯域幅を利用し、受信機３０がデータメッセージの着信データ記号にしっかりとロックされるように保証する必要がある。
【００４３】
同期記号の正しい数（Ｒ）が決定されたとき、シフトレジスタがサンプルの次のフルウィンドウにシフトされる（ボックス１６０）。シフトレジスタ５５の内容が評価され、可能性のある記号値が決定される（ボックス１６５）。シフトレジスタの内容の可能性のある記号値が、現開始記号（ｊ）の開始記号パターンと比較される（ボックス１７０）。上述のように、開始記号は、データメッセージで再現されない固有パターンである。シフトレジスタ５５の内容の記号値が適切な記号値でない場合、方法は、初期遷移の探索と共に完全に再始動する。しかし、記号値が正しい開始記号パターンである場合、開始記号カウンタ（ｊ）が開始記号パターン内の記号の数と比較される。完全な開始記号パターンが受信されなかった場合、開始記号カウンタ（ｊ）が増分され（ボックス１８０）、シフトレジスタが次のウィンドウにシフトされ（ボックス１６０）、可能性のある記号に関してシフトレジスタの内容が評価され（ボックス１６５）、評価された記号値が開始記号のシーケンスの現開始記号と比較される。このプロセスは、開始記号値の数が評価されたことを開始記号カウンタが示すまで続行される。
【００４４】
完全な開始記号パターンを首尾よく検出したとき、次の完全なウィンドウがシフトレジスタ５５にシフトされる（ボックス１８５）。シフトレジスタ５５の内容の記号値が評価され（ボックス１９０）、データメッセージのデータ記号が抽出される。データ記号カウンタ（ｋ）が、データフレームのデータメッセージに含まれる記号の数（Ｔ）と比較される。完全なデータメッセージが抽出されない場合、データ記号カウンタ（ｋ）が増分される（ボックス２００）。シフタレジスタ５５がシフトされ（ボックス１９０）、データの次のフルウィンドウが受信され、シフトレジスタ５５の内容が評価され（ボックス１９０）、現データ記号のデータ記号値が抽出される。すべてのデータ記号値が評価され、データが抽出されたとき、方法は再び開始し、次のデータフレームに関する次の同期記号の先頭を決定する。
【００４５】
図６ａおよび６ｂで説明した、可能性のある記号の評価は、図７および８に示される２つの方法で実施される。この２つの方法は別々に実行することができ、または同時に実行することができ、一方の方法が他方の方法の結果の検証として動作する。図７では、シフトレジスタ５５の内容が検査され、サブウィンドウが一定の内容を有する確率が確認される。サブウィンドウの確率が合計され、可能性のある記号に最大確率を有する記号値が割り当てられる。
【００４６】
図７および８に示される２つの方法の両方が共に使用されて記号値が決定され、それらが一致しない場合、最大確率に基づいて記号値を数学的に決定することができる。この方法は、正しい記号値を確認するためにではなく、最確記号値のインテリジェント推定を行うために使用される。雑音のあるチャネル環境にさらされたときに、この方法が着信ストリームから適切な記号を認識することができなかった場合、データストリームに対してロックすることができなくなる。さらに、開始パターンおよびデータメッセージ外部の埋込み制御データは、そのデータ保全性を保証するためのチェックサムを有する。
【００４７】
次に、記号値が一定の符号化に等しい最大確率を使用して記号値を決定する第１の方法をより詳細に説明するために図７を参照する。この方法は、エバリュエータ回路６０内のサブウィンドウカウンタ（ｓｗｃ）を初期化することで開始する（ボックス２０５）。サブウィンドウカウンタ（ｓｗｃ）は、データメッセージの記号に関する記号桁数をカウントする。４パルス位置変調の例では、記号桁数は４である。この実施形態では、サブウィンドウカウンタが０にセットされ、４まで増分される。
【００４８】
次いで、テンプレートインデックスカウンタ（ｔｃｉ）が初期化される（ボックス２１０）。テンプレートインデックスカウンタ（ｔｃｉ）は、確率が既知であるテンプレートの数をカウントする。好ましい実施形態の場合、０でない確率を有する３６個のテンプレートが存在する。２進数の０または１である確率を決定するのに検査する必要があるのはこれらだけである。その場合、テンプレートインデックスカウンタ（ｔｃｉ）が追跡する必要があるのは３６個の評価だけである。
【００４９】
サブウィンドウカウンタ（ｓｗｉ）で示されるサブウィンドウが、テンプレートインデックスカウンタ（ｔｃｉ）で示されるテンプレートと比較される（ボックス２１５）。サブウィンドウがテンプレートと等しくない場合、テンプレートインデックスカウンタ（ｔｃｉ）がテンプレートの数と比較される（ボックス２２５）。すべてのテンプレートが検査されていない場合、テンプレートインデックスカウンタ（ｔｃｉ）が増分され（ボックス２３０）、サブウィンドウが次のテンプレートと比較される（ボックス２１５）。これが、サブウィンドウがテンプレートのうちの１つに等しいか、またはすべてのテンプレートが検査されるまで続行される。
【００５０】
サブウィンドウがテンプレートのうちの１つに等しい場合、図５に関して説明したテンプレートに対してサブウィンドウに関する確率が割り当てられる（ボックス２２０）。例えば、サブウィンドウが、２進数の０である確率２と、確率１である確率０を有する場合、サブウィンドウの確率に、値０に対して２、値１に対して０が割り当てられる（ボックス２２０）。サブウィンドウがテンプレート値のいずれも含まない場合、ウィンドウに関する確率に、両方の値に対して０が割り当てられ、記号桁に０値または１値が割り当てられる。記号値はここでは無意味であるので、１値に０を割り当てることは任意である。１であるか、それとも０であるかのについて差はない。それはロッキングプロセスの助けとはならないからである。しかし、システム設計では、送信された１の数は送信された０の数未満であり、したがってシステムの観点からは、テンプレートテストに不合格であった記号に０を割り当てる方が良い。
【００５１】
サブウィンドウカウンタ（ｓｗｃ）は、記号内のサブウィンドウの数と比較される（ボックス２３５）。すべてのサブウィンドウがテンプレート確率に関して評価されていない場合、サブウィンドウに関するすべての確率が割り当てられるまでステップが反復される。記号カウンタ（ｓｙｍｃ）が初期化される（ボックス２４５）。記号カウンタ（ｓｙｍｃ）は、記号の可能な符号化内の記号の合計数を示した。４パルス位置変調記号の場合、データ記号に使用される４つの可能性が存在する。同期記号はデータ記号００であり、単一記号に関して検査される必要がある。開始パターンは固有であり、別々の特定のパターンごとに検査される必要がある。
【００５２】
次いで、シフトレジスタ５５の内容の確率が、各サブウィンドウが記号の記号桁と等しくなる確率の和として計算される（ボックス２５０）。これは以下の式で表される。
【００５３】
Ｐｒ（Ｓｙｍ＝ｎ１ｎ２ｎ３，ｎ５）＝Ｐｒ（ｎ１）＋Ｐｒ（ｎ２）＋Ｐｒ（ｎ３）＋Ｐｒ（ｎ４）
上式で、
ｎ１、ｎ２、ｎ３、ｎ５はテンプレートで指定される記号桁である。
【００５４】
４パルス位置変調では、上述のように、可能な記号は１０００、０１００、００１０、および０００１であり、各記号についての確率が決定される。
【００５５】
記号カウンタが記号の数（ｎｓｙｍ）と比較される（ボックス２５５）。すべての記号が計算されていない場合（ボックス２５０）、記号カウンタが増分され（ボックス２６０）、確率が計算される（ボックス２５０）。すべての潜在的な記号確率が計算されたとき（ボックス２５０）、記号に最大確率を有する記号コードの記号値が割り当てられる（ボックス２６５）。
【００５６】
シフトレジスタの内容に関する記号値を決定する第２の方法が、各桁についての最も可能性の高い記号桁を選択し、それを記号桁位置に割り当てることによって実施される。この方法だけを使用して最終的な記号が有効な桁であることの確認は行われない。次に、第２の方法の議論のために図８を参照する。図７で述べたように、サブウィンドウカウンタ（ｓｗｃ）が初期化され（ボックス３０５）、テンプレートカウンタ（ｔｃｉ）が初期化される（ボックス３１０）。サブウィンドウがテンプレート値と比較される（ボックス３１５）。サブウィンドウがテンプレート値と等しくない場合、テンプレートがテンプレートの数（ｎｔ）と比較される（ボックス３２０）。すべてのテンプレートが検査されていない場合、サブウィンドウが次のテンプレートと比較される（ボックス３１５）。サブウィンドウがテンプレート値と等しいとき、テンプレートに対する確率割当てが、サブウィンドウの記号桁の確率に割り当てられる（ボックス３１０）。すべてのテンプレートが検査され、かつサブウィンドウがテンプレートのいずれとも等しくない場合、サブウィンドウに２進数０の値が割り当てられる。確率に０が割り当てられ、したがってエラーが示される。
【００５７】
サブウィンドウに、２進数桁に関する最大確率である記号桁値が割り当てられる（ボックス３３５）。サブウィンドウカウンタ（ｓｗｃ）がサブウィンドウの数（ｎｓｗ）と比較される（ボックス３４０）。すべてのサブウィンドウが検査されていない場合、サブウィンドウカウンタ（ｓｗｃ）が増分され（ボックス３４５）、次の可能性のある記号桁値が決定される。すべての記号桁値が決定されたとき、記号が、サブ記号桁値符号化の連結として割り当てられる（ボックス３５０）。
【００５８】
図６ｂの開始パターン１６５の可能性のある開始記号の評価が図９の方法として示される。開始パターンの評価は、ビットシフトインデックス（ｂｓｉ）を初期化する（ボックス４００）ことで開始する。シフトレジスタ５５は、いくつかのビットについて一度に単一ビットだけシフトされるべきであり、内容が、開始パターンの現記号に関して評価され、開始パターンの検出が保証される。ビットシフトインデックス（ｂｓｉ）は、現開始パターンを決定するのに使用されるシフトの数を制御するのに使用されるエバリュエータ６０内のカウンタである。
【００５９】
シフトレジスタ５５の内容が、図７および／または８で説明した方法に従って評価され（ボックス４０５）、開始パターンの現記号が存在するか否かが決定される。シフトレジスタ５５の内容が開始パターの正しい記号である確率が、さらなる評価のために記録および保持される。ビットシフトインデックス（ｂｓｉ）が増分され（ボックス４１０）、ビットシフトインデックス（ｂｓｉ）が開始パターンの記号の評価のために割り振られたシフトの数（ｎ）と比較される（ボックス４１５）。シフトレジスタ５５がシフトの数（ｎ）についてシフトされていない場合、シフトレジスタが１ビットだけ変位される。次に、新しいシフトレジスタ５５の内容が評価され（ボックス４０５）、記号が開始パターンの正しい記号である確率が、さらなる評価のために記録および保持される。ビットシフトインデックス（ｂｓｉ）が再度索引付けされる（ボックス４１０）。これが、シフトの数（ｎ）が完了するまで続行される。好ましい実施形態では、このシフトの数（ｎ）は３である。
【００６０】
最終的シフトが完了したとき、現開始記号（ｊ）に、正しくなる最大確率を有するシフトレジスタ５５の各変化中に検出された記号が割り当てられる。したがって、検出の方法が完了し、検出された記号が、現開始記号値と比較され（図６ｂのボックス１７０）、開始パターン検証が続行される。
【００６１】
ロッキングプロセス中のデータ記号のシフティングは、データメッセージ取得前に最確ロッキング位置を得る。それは、サンプリングクロックに対する−１、０、および＋１位置で確率重みを評価し、最高の確率評価数を有する位置を選ぶ。そのような方法は、着信データメッセージが正しくロックされ、すべての取得されたデータビットが、正しくなる最高の確率を有することを数学的に保証することである。例えば送信機がデータレート２００ｎｓでデータパルスを送信し、３つの受信機が、生成プロセスの拡散のためにデータレート２００ｎｓ、２３０ｎｓ、および１７０ｎｓでデータパルスを再生する場合。上述の方法は、確率に基づくのでデータパルス幅偏差のそのような変化を管理することができ、最大の努力で、データメッセージストリームが中央パルス位置にロックされるように保証することができる。確率重みを無視してロッキング位置が固定される場合、１７０ｎｓおよび２３０ｎｓの受信機が失敗する。
【００６２】
上述の方法は、固定のフレーム長フォーマットを有する。送信機と受信機のサンプリングクロックの速度差のために、データフレームの長さに対する制限がある。したがって、送信機と受信機のサンプリングクロックが、ある計算されたマージンだけ異なる場合に、長いデータフレームはデータフレームデータの後半部が容易に破壊されてしまうという問題を有する。そのようなサンプリングクロック機構は、送信機クロックおよび受信機クロックがほぼ正確である場合に最良に機能する。可変長フレームが実装されるべき場合、上述のようにいくつかの制御データビットを開始パターンに埋め込み、受信機にデータタイプおよびメッセージ長を通知しなければならない。このようにして、受信機は、データカウンタを設定することにより、データメッセージが受信されたときにデータビットの数を収集するように適応することができる。
【００６３】
シフトレジスタ５５およびエバリュエータ回路６０は別々の別個の回路として示される。これらは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として実装することなどができ、または開始パターンの同期、検出、およびデータの抽出のための方法は、デジタル信号プロセッサ内のプログラムプロセスとして実装することができる。図６ａ、６ｂ、７、８、および９で説明した方法は、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、電気光ディスク、または磁気ディスクなどの媒体内に保持され、デジタル信号プロセッサで実行されるプログラムコードとなる。
【００６４】
本発明の好ましい実施形態を参照しながら本発明を具体的に図示および説明したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく様々な形態および細部の変更を行えることを当業者は理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の通信システムのブロック図である。
【図２】本発明の通信システムの４パルス位置変調のタイミングに関する相対的タイミングのプロットである。
【図３】本発明の通信システムのデジタルデータのフレームフォーマットの図である。
【図４】本発明の通信システムの受信機によって取得される信号のサンプリング構造の図である。
【図５】図４の評価サブウィンドウに含まれる可能な記号文字に割り当てられる確率の図である。
【図６ａ】本発明の同期信号のパターンの確立、開始パターンの決定、およびデュアルビットデータ記号の抽出のための方法のフローチャートである。
【図６ｂ】本発明の同期信号のパターンの確立、開始パターンの決定、およびデュアルビットデータ記号の抽出のための方法のフローチャートである。
【図７】本発明の最確記号を評価する第１の方法に関するフローチャートである。
【図８】本発明の最確記号を評価する第２の方法に関するフローチャートである。
【図９】本発明の開始パターンのパターン評価に関するフローチャートである。
【図１】
2008514149.tif 000005
【図２】
2008514149.tif 000006
【図３】
2008514149.tif 000007
【図４】
2008514149.tif 000008
【図５】
2008514149.tif 000009
【図６ａ】
2008514149.tif 000010
【図６ｂ】
2008514149.tif 000011
【図７】
2008514149.tif 000012
【図８】
2008514149.tif 000013
【図９】
2008514149.tif 000014
【国際調査報告】
2008514149.tif 000015
2008514149.tif 000016