(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのマスタから、種々の空間位置に配置された１つ以上のスレーブにデータ信号を送信する通信方法であって、
主データ信号を複数の部分に分割し、
前記部分の少なくとも一部を、各部分ごとに、優先コンフィギュレーション・リストからの異なる送信パラメータを用いて送信し、
前記主データ信号と異なるプローブ・データ信号を、前記優先コンフィギュレーション・リストに現在含まれない、今後送信に利用される可能性がある潜在的コンフィギュレーション・リストからの異なる送信パラメータを用いて送信し、
前記１つ以上のスレーブによって、１群の送信コンフィギュレーションと関連する送信品質を推定し、
前記送信品質推定値を処理し、新たな優先コンフィギュレーション・リストを決定する、
ことを含み、
前記１群の送信コンフィギュレーションは、前記優先コンフィギュレーション・リストからの１組の送信コンフィギュレーションと、前記潜在的コンフィギュレーション・リストからの１組の送信コンフィギュレーションとの双方を含む、通信方法。
【請求項２】
少なくとも１つのマスタから、種々の空間位置に配置された１つ以上のスレーブにデータ信号を送信するワイヤレス通信方法であって、
主データ信号を複数の部分に分割し、
前記部分の少なくとも一部を、各部分ごとに、優先周波数リストからの異なる周波数を用いて送信し、
前記主データ信号と異なるプローブ・データ信号を、前記優先周波数リストに現在含まれない、今後送信に利用される可能性がある潜在的周波数リストからの異なる周波数を用いて送信し、
前記１つ以上のスレーブによって、１群の周波数と関連する送信品質を推定し、
前記送信品質推定値を前記マスタに送信し、
前記マスタにおいて前記送信品質推定値を処理し、新たな優先周波数リストを決定する、
ことを含み、
前記１群の周波数は、前記優先周波数リストからの１組の周波数と、前記潜在的周波数リストからの１組の周波数との双方を含む、ワイヤレス通信方法。
【請求項３】
請求項２記載の方法において、前記少なくとも１つのマスタから前記１つ以上のスレーブへの前記主データ信号の送信は、ブロードキャストによって行われる方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法において、前記送信品質推定値は前記１つ以上のスレーブから前記少なくとも１つのマスタに送信され、前記少なくとも１つのマスタが前記新たな優先コンフィギュレーション・リストを決定する処理を行う方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法において、平均よりも高い送信品質をもたらす送信コンフィギュレーションを用いて、前記送信品質推定値が前記１つ以上のスレーブから前記マスタに返送される方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法において、前記プローブ・データ信号は、予め決められており、前記１つ以上のスレーブには既知であるダミー・データ信号である方法。
【請求項７】
請求項２記載の方法において、前記プローブ・データ信号は、予め決められており、前記１つ以上のスレーブには既知であるダミー・データ信号である方法。
【請求項８】
請求項１記載の方法において、前記１つ以上の送信パラメータは、周波数を含み、異なる複数の周波数が前記１群の送信コンフィギュレーションを表す方法。
【請求項９】
請求項８記載の方法において、より高次のディジタル・変調がより高い送信品質をもたらす周波数と共に用いられる方法。
【請求項１０】
請求項２記載の方法において、周波数ホッピングを用いて送信を行う方法。
【請求項１１】
請求項８記載の方法において、ある周波数帯域内の可能な周波数範囲における周波数において送信を行い、いずれの所与の一時点においても、前記可能な周波数の一部のみが、前記優先コンフィギュレーション・リスト上にある、方法。
【請求項１２】
請求項２記載の方法において、ある周波数帯域内の可能な周波数範囲における周波数において送信を行い、いずれの所与の一時点においても、前記可能な周波数の一部のみが、前記優先コンフィギュレーション・リスト上にある、方法。
【請求項１３】
請求項１１記載の方法において、前記優先コンフィギュレーション・リスト上で可能な周波数は、全体的に前記周波数帯域に分散されている方法。
【請求項１４】
請求項８記載の方法において、前記主データ信号はオーディオを表す方法。
【請求項１５】
請求項８記載の方法において、前記主データ信号は音楽を含む方法。
【請求項１６】
請求項２記載の方法において、前記主データ信号は音楽を含む方法。
【請求項１７】
請求項１記載の方法において、前記部分を下位部分に分割し、各下位部分が巡回冗長検査（ＣＲＣ）を有する方法。
【請求項１８】
請求項２記載の方法において、前記部分を下位部分に分割し、各下位部分がＣＲＣを有する方法。
【請求項１９】
請求項１記載の方法において、更に、送信した主データ信号における誤りを訂正することを含む方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の方法において、前記主データの送信のために用いた誤り訂正／検出符号化よりも正確な訂正を行うことができる誤り訂正／検出符号化を用いて、前記新たな優先コンフィギュレーション・リスト上の送信コンフィギュレーションを識別する情報が、前記１つ以上のスレーブにブロードキャストされる方法。
【請求項２１】
請求項２記載の方法において、更に、送信した主データ信号における誤りを訂正する誤り訂正符号化を含む方法。
【請求項２２】
請求項２１記載の方法において、前記主データの送信のために用いた誤り訂正／検出符号化よりも正確な訂正を行うことができる誤り訂正／検出符号化を用いて、前記新たな優先周波数リスト上の周波数を識別する情報が、前記１つ以上のスレーブにブロードキャストされる方法。
【請求項２３】
請求項２０記載の方法において、前記主データ信号が誤り訂正符号化され、更に、前記誤り訂正符号化データ信号を異なる部分に分割し、前記部分の少なくとも一部を、異なる送信コンフィギュレーションを用いて送信し、前記１つ以上のスレーブにおいて誤り訂正復号化を行う、方法。
【請求項２４】
請求項２３記載の方法において、前記誤り訂正復号化は、消去技法を含む方法。
【請求項２５】
請求項２３記載の方法において、更に、前記１つ以上のスレーブにおける誤り訂正復号から誤り率情報を得ることを含み、前記誤り率情報は前記送信品質推定値を求める際に用いられる方法。
【請求項２６】
請求項１記載の方法において、前記１つ以上の送信パラメータは、周波数、時間、偏波、アンテナ指向性、アンテナ方向、アンテナ位置、位相、信号電力、等化設定値、および変調技法の内少なくとも１つを含む方法。
【請求項２７】
請求項２記載の方法において、更に、周波数、時間、偏波、アンテナ指向性、アンテナ方向、アンテナ位置、位相、信号電力、等化設定値、および変調技法から成る群から選択した１つ以上の送信パラメータに応じて送信を行う方法。
【請求項２８】
請求項８記載の方法において、前記主データ信号の前記部分は、サイズが等しくなく、更に、より大きな部分を、より高い送信品質と関連する周波数において送信する方法。
【請求項２９】
請求項２記載の方法において、前記主データ信号の前記部分は、サイズが等しくなく、更に、より大きな部分を、より高い送信品質と関連する周波数において送信する方法。
【請求項３０】
請求項２記載の方法において、より高い送信品質をもたらす周波数と共に、より高次のディジタル変調が用いられる方法。
【請求項３１】
請求項２記載の方法において、周波数ホッピング・スペクトル拡散（ＦＨＳＳ）、直接シーケンス・スペクトル拡散（ＤＳＳＳ）、および直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）の内１つを用いて前記送信が行われる方法。
【請求項３２】
請求項２記載の方法において、前記マスタと前記１つ以上のスレーブとの間の距離は少なくとも１００フィートである方法。
【請求項３３】
請求項２記載の方法において、前記マスタから前記少なくとも１つのスレーブまでの送信におけるレイテンシは、４０ミリ秒以下である方法。
【請求項３４】
請求項２記載の方法において、更に、有線ネットワークを通じて補助データ信号を送信する方法。
【請求項３５】
請求項２記載の方法において、更に、前記システムが感知する他の電子機器によって放射される周波数とは異なる周波数を用いて前記主データ信号を送信する方法。
【請求項３６】
請求項８記載の方法において、更に、前記システムが感知する他の電子機器によって放射される周波数とは異なる周波数を用いて前記主データ信号を送信する方法。
【請求項３７】
請求項１記載の方法において、更に、前記マスタを識別するシステム識別（ＩＤ）信号を送信し、前記マスタを識別するシステム識別信号に応答して、選択したマスタからの主データ信号を受信するように前記スレーブを調整する、方法。
【請求項３８】
請求項２記載の方法において、更に、前記マスタを識別するシステムＩＤ信号を送信し、選択したマスタを識別するシステム識別信号に応答して、当該マスタからの主データ信号を受信するように前記スレーブを調整する、方法。
【請求項３９】
請求項１記載の方法において、更に、各スレーブに割り当てられるタイム・スロットの間に、各スレーブから、前記送信品質推定値を前記マスタに返送する方法。
【請求項４０】
請求項２記載の方法において、更に、各スレーブに割り当てられるタイム・スロットの間に、各スレーブから、前記送信品質推定値を前記マスタに返送する方法。
【請求項４１】
請求項２記載の方法において、更に、各スレーブに割り当てられるタイム・スロットの間に、各スレーブから、前記送信品質推定値を前記マスタに返送する方法。
【請求項４２】
請求項２記載の方法において、更に、各スレーブに割り当てられるタイム・スロットの間に、各スレーブから前記マスタに送信品質推定値を返送する方法。
【請求項４３】
少なくとも１つのマスタから、種々の空間位置に配置された１つ以上のスレーブにデータ信号をワイヤレス送信する通信システムであって、
複数の部分に分割された主データ信号を発生する主データ信号源と前記主データ信号と異なるプローブ・データ信号を発生するプローブ・データ信号源を有するマスタであって、前記部分の少なくとも一部を、各部分ごとに、優先コンフィギュレーション・リストからの異なる送信パラメータを用いて送信すると共に、前記プローブ・データ信号を、前記優先コンフィギュレーション・リストに現在含まれない、今後送信に利用される可能性がある潜在的コンフィギュレーション・リストからの異なる送信パラメータを用いて送信するように構成および配置されたマスタと、
複数の部分に分割された主データ信号源を有するマスタであって、異なる部分に対する１つ以上の送信パラメータからの優先送信コンフィギュレーション・リストを用いて、前記部分の少なくとも一部に送信するように構成および配置されたマスタと、
各々、１群の送信コンフィギュレーションがもたらす送信品質を推定する推定部を有する、１つ以上のスレーブと、
前記推定した品質推定値に応答して、新たな優先コンフィギュレーション・リストを供給するプロセッサと、
を備え、
前記１群の送信コンフィギュレーションは、前記優先コンフィギュレーション・リストからの１組の送信コンフィギュレーションと、前記潜在的コンフィギュレーション・リストからの１組の送信コンフィギュレーションとの双方を含む、通信システム。
【請求項４４】
請求項４３記載のシステムにおいて、前記マスタは、前記プロセッサと共に構成および配置されており、前記１つ以上のスレーブは、送信品質推定値を前記マスタに返送するように構成および配置されているシステム。
【請求項４５】
請求項４３記載のシステムにおいて、前記１つ以上のスレーブは、平均よりも高い送信品質をもたらす送信コンフィギュレーションを用いて、送信品質推定値を前記マスタに返送するように構成および配置されているシステム。
【請求項４６】
請求項４３記載のシステムにおいて、前記１つ以上の送信パラメータは周波数を含み、異なる複数の周波数が前記送信コンフィギュレーションを表し、前記システムは、今後送信に利用される可能性がある潜在的周波数リスト上の周波数を用いて、前記プローブ・データ信号を送信するように構成および配置されているシステム。
【請求項４７】
請求項４３記載のシステムにおいて、１つ以上のスレーブは、予め決められており既知のプローブ・データによって構成および配置されているシステム。
【請求項４８】
請求項４３記載のシステムにおいて、更に、前記主データ信号のソース誤り訂正符号化を備えているシステム。
【請求項４９】
請求項４３記載のシステムにおいて、インターリービングによって前記主データを時間および周波数ドメインにおいて拡散するように構成および配置されているシステム。
【請求項５０】
請求項４３記載のシステムにおいて、前記１つ以上の送信パラメータは、周波数、時間、偏波、アンテナ指向性、アンテナ方向、アンテナ位置、位相、信号電力、等化設定値、および変調技法の内少なくとも１つを含むシステム。
【請求項５１】
請求項４３記載のシステムにおいて、前記１つ以上の送信パラメータは周波数を含み、異なる複数の周波数が前記送信コンフィギュレーションを表し、前記システムは、他の近隣電子機器からの送信と同時に、当該他の電子機器によって用いられる周波数との衝突を避ける周波数上で、前記データ信号を送信するように構成および配置されているシステム。
【請求項５２】
請求項４３記載のシステムにおいて、前記マスタを識別するシステム識別信号を送信し、データ信号を受信するために前記スレーブを調整するように構成および配置されているシステム。
【請求項５３】
請求項４３記載のシステムにおいて、前記スレーブに割り当てられたタイム・スロットの間に、選択されたシステム識別信号によってマスタを特定し、前記スレーブから当該マスタまでの信号送信品質推定値を、前記選択されたマスタから返送するように構成および配置されているシステム。
【請求項５４】
請求項４３記載のシステムにおいて、前記プロセッサは、全てのマスタ／スレーブ対の送信品質の関数として表される判断基準を改善する送信コンフィギュレーションを、新たな優先コンフィギュレーション・リスト上で選択するように構成および配置されているシステム。
【請求項５５】
請求項５４記載のシステムにおいて、前記新たな優先コンフィギュレーション・リスト上の送信コンフィギュレーションは、全てのマスタ／スレーブ対に対して送信品質の閾値レベルを示す送信コンフィギュレーションであるシステム。
【請求項５６】
請求項５４記載のシステムにおいて、前記新たな優先コンフィギュレーション・リスト上の送信コンフィギュレーションは、現在送信品質が最も低いスレーブのために送信品質を向上させる送信コンフィギュレーションであるシステム。
【請求項５７】
請求項１記載の通信方法において、更に、
少なくとも１つの第２マスタから少なくとも第２組の種々の位置に配置された１つ以上のスレーブに、第２組の主データ信号を送信し、
前記第２組の主データ信号を第２複数の部分に分割し、
前記第２複数の少なくとも一部を、各部分ごとに、優先コンフィギュレーション・リストからの異なる送信パラメータを用いて送信し、
前記第２組内の１つ以上のスレーブによって、１群の送信コンフィギュレーションがもたらす送信品質を推定し、
前記後者の送信品質推定値を処理して、新たな優先コンフィギュレーション・リストを決定する、
ことを含む通信方法。
【請求項５８】
請求項５７記載の通信方法において、更に、
少なくとも前記第１および第２マスタ間で通信を確立し、前記少なくとも第１および第２マスタが、前記送信コンフィギュレーションに関する情報信号と、各送信がもたらす送信品質推定値とを共有する、通信方法。
【請求項５９】
請求項５８記載の通信方法において、前記通信コンフィギュレーションは周波数であり、前記少なくとも第１および第２マスタは、各送信がもたらす周波数に関する情報信号を共有する、通信方法。
【請求項６０】
請求項４３記載の通信システムにおいて、更に、少なくとも第２組のデータ信号を、種々の空間位置に配置された第２組の１つ以上のスレーブにワイヤレスで送信する少なくとも１つの第２マスタを備えており、該第２マスタは、第２複数の部分に分割された主データ信号の第２信号源を有し、
前記第２マスタは、前記第２部分の少なくとも一部を、各部分ごとに、優先コンフィギュレーション・リストからの異なる送信パラメータを用いて送信するように構成および配置されており、
前記第２組の１つ以上のスレーブは、各々、１群の送信コンフィギュレーションがもたらす送信品質を推定する推定器を有し、
前記後者の送信品質推定値を処理して、新たな優先コンフィギュレーション・リストを供給する第２プロセッサを備えている、通信システム。
【請求項６１】
請求項６０記載の通信システムにおいて、前記マスタを１つの物理ユニットに収容し、各マスタが、それぞれの主データ信号の信号源を有するように構成および配置されている通信システム。
【請求項６２】
請求項６１記載の通信システムにおいて、前記マスタは、前記送信コンフィギュレーションに関する送信信号と、各送信がもたらす送信品質の推定値とを交換するように構成および配置されている通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤレス通信に関する。
参考資料として添付したコンピュータ・プログラム・リスト
２００３年８月５日に作成し、２００４年４月２０日にIntel HEXフォーマット（ASCII）に変換した６Ｋバイトを有するPROGRAMMABLELOGICCHIP.POF、２００３年８月５日に作成し、２００４年４月２０日にIntel HEXフォーマット（ASCII）に変換した２２４Ｋバイトを有するMASTER.BIN 、および２００３年８月５日に作成し、２００４年４月２０日にIntel HEXフォーマット（ASCII）に変換した２６２Ｋバイトを有するSLAVE.BINを参考資料として添付する。その内容は、ここで引用することにより、本願にも援用されるものとする。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤレス通信は、例えば、セルラフォン（セル式携帯電話）、制御デバイス、および２つ以上のデバイス間におけるデータ信号の交換といった広範囲の用途において利用されている。
用語の定義
・マスタ：ネットワーク上のノードであり、それ自体と１組のスレーブとの間で通信をどのように管理するか制御する。
・スレーブ：マスタと通信するネットワーク上のノード。
・主データ：スレーブの１つ以上に信頼性高く代表的信号を送信する目的で、マスタに提示される情報。
・補助データ：主データよりも信頼性およびレイテンシで劣る可能性が高く、ネットワーク上の別のノードに送信される信号によって表され、マスタまたはスレーブに提示されるデータ。
・管理データ：ネットワークの性能を維持する目的でネットワーク全域にわたって送信される信号によって表されるデータ。
・送信パラメータ：通信システムの性能に影響を及ぼす制御可能な特性（例えば、信号電力、中心周波数、変調方法、位相、アンテナ方向、アンテナ指向性、アンテナ位置、信号偏波(polarization)、タイム・スロット、イコライザ設定、チッピング・シーケンス、およびその他の特性）。
・送信コンフィギュレーション：関連の値を有する１つ以上の送信パラメータ（例えば、信号電力−２００ｍＷ、中心周波数−２４５０ＭＨｚ、変調方法−４ＦＳＫ）。
・送信品質集計（集約）：ネットワーク上のマスタのようなノードが、少なくとも部分的にネットワークにおける他のノードの送信品質推定に基づいて、その送信品質推定を行うためのプロセス。
・優先コンフィギュレーション・リスト：送信のために短期間用いられる、または用いることを意図した、異なる送信コンフィギュレーションのリスト。
・潜在的コンフィギュレーション・リスト：送信のために短期間には用いられない、または用いることを意図しないが、その目的のために今後ある時点で用いられる潜在的な可能性がある送信コンフィギュレーションのリスト。
・パケット：同じ送信コンフィギュレーションを用いて連続的に送信するデータ信号の集合。
・ブロック：誤り訂正デコーダによって独立して一緒に復号化することができるデータ信号群を収容したパケットの集合。ブロックは、種々の送信コンフィギュレーションを用いて送信し、一部に発生するチャネル劣化の影響を平均化することが望ましい。
・フレーム：優先コンフィギュレーション・リストを用いて送信されるブロックおよび管理パケットの集合。
・ストリーム：信号源（ＦＭラジオまたはＤＣプレーヤからのオーディオ等）からの情報を一緒に表すデータ・ビット信号の連続流。ストリームは、１つよりも多い（左および右のような）チャネルを収容することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、少なくとも１つのマスタから、種々の空間位置に配置されデータをほぼ同時に受信するように構成された１つ以上のスレーブにデータを送信するワイヤレス通信方法およびシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の態様において、本発明は、少なくとも１つのマスタから種々の空間位置に配置された１つ以上のスレーブにデータ信号を送信するための送信方法を特徴とする。この方法は、主データ信号を複数の部分に分割するステップと、異なる部分に対して異なる送信コンフィギュレーションを用いて、これらの部分の少なくとも一部を送信／受信し、１つ以上のスレーブが品質推定信号を発生するようにするステップと、品質推定信号を処理して、データ信号の送信／受信のために用いる送信パラメータの新しい値を決定するステップとを含む。
【０００５】
本発明のこの実装態様では、以下のことの１つ以上を組み込むことができる。品質推定信号をスレーブからマスタに返送することができ、マスタは処理を行って、新たな送信コンフィギュレーションを決定する。品質推定信号は、平均よりも高い送信品質をもたらす送信コンフィギュレーションを用いて、スレーブからマスタに返送することができる。潜在的コンフィギュレーション・リストに含まれるコンフィギュレーションを用いて、プローブ・データ信号を送信することができる。プローブ・データ信号を予め決定しておき、マスタおよびスレーブ双方に予め知らせておくことができる。送信パラメータは、周波数を含むことができ、異なる値は異なる周波数とすることができる。周波数帯域内には多数の可能な周波数があり得るが、いずれの所与の時点においてもこれらの周波数の一部分(フラクション：fraction)のみを、優先コンフィギュレーション・リスト上に掲示できる。用いる周波数を、全体的に周波数帯域に分散させることができる。データ信号は、オーディオ信号を表すことができる。送信するオーディオ信号は音楽を含むことができる。前述の部分は、下位部分に分割することができ、各下位部分には、循環冗長検査（ＣＲＣ：Cyclic Redundancy Check）が付随する。
【０００６】
また、この方法は、データ信号の誤り訂正符号化も含むことができ、送信品質が低いために生じた少なくとも一部の誤りを、主データを失うことなく、訂正することを可能にする。データ信号は、インターリービング（インターリーブ処理）によって、時間および周波数ドメインに拡散することができる。データ信号の複数の異なる部分を誤り訂正符号化することができ、誤り訂正符号化データ信号の異なる部分の少なくとも一部を、異なる送信コンフィギュレーション（インターリーブ）を用いて送信することができ、送信コンフィギュレーションの一部がもたらす低い送信品質のために物理レイヤの誤りが生じた場合、この誤りを（デインターリービング（インターリーブ解除）によって）非局在化(unlocalize)させ、スレーブにおける誤り訂正復号化によって訂正することができる。消去技法を誤り訂正復号化に用いることができる。スレーブにおける送信品質の測定は、少なくとも部分的に、スレーブにおける誤り訂正復号化から得られた誤り率情報に基づくことができる。送信パラメータは、周波数、時間、偏波、アンテナ指向性、アンテナ方向、アンテナ位置、位相、信号電力、等化設定値、および変調技法の内少なくとも１つを含むことができる。データ信号の複数の部分は、サイズが等しくないことも可能であるので、ビット数が多いデータ程、高い送信品質をもたらす送信コンフィギュレーションを用いて送信する。より高い送信品質をもたらす周波数程、より高次のディジタル変調を用いることができる。送信パラメータの新たな値の選択は、少なくとも何らかの擬似ランダム性を伴って行うことができる。送信パラメータの新たな値の選択は、非ランダムに行うことができる。送信は、周波数ホッピング・スペクトル拡散（ＦＨＳＳ：Frequency Hopping Spread Spectrum）、直接シーケンス・スペクトル拡散（ＤＳＳＳ：Direct Sequence Spread Spectrum）、および直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）の内１つを用いて行うことができる。複数のマスタがあり、各々、１つ以上のスレーブに同時に送信することができ、各送信は本発明の方法にしたがって行われる。マスタと少なくとも１つのスレーブとの間の距離は、少なくと１００フィートとすることができる。マスタからスレーブまでの送信におけるレイテンシは、４０ミリ秒未満とすることができる。本方法は、有線ネットワークと並列に動作することができ、ワイヤレス・システムは主データ信号を送信することができ、一方有線ネットワークは補助データ信号を送信することができる。データ信号の送信は、主データ信号の送信に用いられる送信コンフィギュレーションと干渉する送信コンフィギュレーションを用いる他の電子機器からの送信と同時に行われる可能性もあり、主データ信号を送信するために選択される送信コンフィギュレーションが、他の電子機器と干渉することを回避するように処理を行う。更に、本方法は、マスタを識別するシステム識別信号の送信も含むことができ、スレーブにおいてシステム識別信号を用いれば、スレーブがデータ信号を受信したいと考えているマスタを特定することが可能となる。スレーブからマスタに返送される品質推定信号は、スレーブに割り当てられるタイム・スロット中に送信するこ��ができる。送信品質推定信号の処理は、全てのマスタ／スレーブ対の送信品質の関数として表される判断基準を改善する送信コンフィギュレーションの選択を含むことができる。新たな送信コンフィギュレーションは、全てのマスタ／スレーブ対に対する送信品質の閾値レベルが得られるものとすることができる。新たな送信コンフィギュレーションは、現在送信品質が最低のスレーブのために、送信品質を向上させるものとすることができる。新たなコンフィギュレーション・リストを識別する情報信号は、主データの送信に用いられる誤り訂正／検出符号化よりも優れた符号化を用いてスレーブにブロードキャストすることができる。
【０００７】
別の態様では、本発明は、少なくとも１つのマスタから、このマスタからロングレンジ（遠距離）に位置する１つ以上のスレーブにオーディオ・データを送信する家庭用オーディオ通信方法を特徴とする。この方法は、ショートレンジ（近距離）ハンドヘルド（手持ち）遠隔ユニットを用いて、ハンドヘルド遠隔ユニットから近距離の範囲内に位置するスレーブにデータを送信するステップと、スレーブにおいてデータを受信し、遠距離通信技法を用いて前記マスタにデータを中継（リレー）するステップとを含むことができる。
【０００８】
本発明のこの実装態様では、第１の態様のデータ送信技法を用いて、データ信号のマスタへの中継を行うことができる。
別の態様では、本発明は、少なくとも１つのマスタを有するワイヤレス・ネットワークに新たなスレーブを配属する方法を特徴とし、マスタは、ある範囲の利用可能は周波数からの１組の周波数を用いて、新たなスレーブと通信する。この方法は、前記範囲の利用可能周波数から１組の基準周波数を選択するステップと、１組の基準周波数を用いて、マスタ・タイミング基準信号と有線周波数集合を表す識別信号とを収容したパケットを送るステップと、新たなスレーブを基準周波数の１つに同調させ、タイミング基準信号を求めることによって、新たなスレーブにおいてパケットを受信するステップとから成る。
【０００９】
本発明のこの実装態様では、以下のことの１つ以上を組み込むことができる。受信は、１組の基準周波数における各周波数に、新たなスレーブを交互に同調させることを含むことができる。タイミング基準信号を求める際、最初にスレーブにおいて直流（ＤＣ）基準レベルを設定し、マスタから送信されたＤＣ基準レベルに基づいて、その回路を較正するようにすることができる。
【００１０】
その他の特徴、目的、および利点は、以下の詳細な説明を添付図面と関連付けて読むことによって明白になるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
ここで図面を参照すると、図１は、本発明によるシステム４の論理構成を図示するブロック図である。マスタ１７０は、スレーブ１８０のような、少なくとも１つのスレーブとワイヤレス媒体（図示せず）を介して通信する。システム４は、１つのマスタにも１つのスレーブにも限定されず、複数のマスタ１７０が多数のスレーブ１８０に送信することができる。簡略化のために、以下の説明は、１つのマスタ１７０および多数のスレーブ１８０という一例に基づくことにする。スレーブ群１８０は、一般に、多数の分散した位置に配置される。スレーブ１８０は、各々スピーカのような利用デバイスを有する、複数の部屋に配置することができ、その利用デバイスにスレーブ１８０を接続する。この具体例はサウンド・システムに関するが、ビデオ、マルチメディア、テレメトリ(telemetry)、およびリモートデータ収集等の応用や、その他の用途も考えられる。スレーブ１８０は、バッテリで給電すること、および／またはヘッドセットのように携帯可能とすることができる。
【００１２】
ディジタル・オーディオ情報信号のような、マスタ１７０からスレーブ１８０に送信する情報信号１６０は、最初にペイロード・マネージャ１０によって処理されてデータ・ユニット信号が得られ、誤り（エラー）訂正コーダ２０への入力として用いられ、通信チャネルに情報信号を与え、データの完全性（インティグリティ：integrity）に対するチャネルの悪影響を低減するように機能する。更に、マスタは、圧縮を行うソース・コーダ５（例えば、オーディオ圧縮部）も含むことができる。オーディオ圧縮には種々の技法を用いることができ、例えば、ISO/MPEG-1に記載されているオーディオ・レイヤ2 （ＡＣ２）圧縮、ＡＣ３心理音響マスキングおよび冗長性低減がある。例えば、１６ビット、２オーディオ・チャネルの３２．５５ｋＨｚオーディオ情報信号では、マスタは、APT-Audio Processing Technology社（本社は北アイルランド、ベルファストに所在する）のａｐｔ−ｘコーダのようなソース・コーダを含むことができる。
【００１３】
ａｐｔ−ｘコーダからの出力は、ペイロード・マスタ１０によって、データ信号構造に編成される。通例、このデータ信号構造は、１１７個のメッセージ・ワードを収容し、メッセージ・ワード当たり６つのシンボルがあり、シンボル当たり４ビットであり、合計２８０８ビットとなる。このデータ信号構造は、図２Ａに示すような、６つの列と１１７の行とを有する行列によって表すことができる。行列内の各エントリは、４ビットのシンボルであり、行列内の各行は「メッセージ・ワード」（誤り訂正エンコーダ２０への入力単位であり、以下で更に詳しく説明する）である。ペイロード・マスタ１０からの出力は、ある管理ビット（多重化制御信号等）と共に、誤り訂正符号化のようなチャネル符号化技法を用いて、保護することができる。誤り訂正エンコーダ２０は、メッセージ・ワードをコード・ワードにマップする。リード・ソロモン（ＲＳ）符号化を用いることができる。この例におけるＲＳ符号化の一例として、誤り訂正エンコーダ２０からの出力のビット・レートは、その入力に対して２倍となっている。誤り訂正エンコーダ２０からの出力（ブロック）は、図２Ｂに示すような行列の形式で表すこともできる。この行列の各エントリは、４ビットを有するシンボルであり、この行列の各行は、１２シンボルから成るコード・ワードである。オーディオ信号の一例では、誤り訂正エンコーダから出力されるブロックは、１２の列および１１７の行を有する行列である。この行列の各列は、４６８（１１７×４）ビットを有するパケットとして規定される。
【００１４】
誤り検出は、誤り訂正符号化の後に、巡回冗長検査（ＣＲＣ）またはチェックサムを各パケットに付加することによって実施することができる。ＣＲＣは、パケット内に分散させることができ、パケットがエラーを含むか否かだけでなく、パケットのどの部分がエラーを含むかも示すことができる。即ち、家庭で用いるワイヤレス・オーディオの一例では、各パケットを更にある数（この例では４つ）のサブパケット（各々１１７ビットを有する）に分割し、４ビットのＣＲＣを各サブパケットについて個々に計算する（図２Ｃに示す）。この例では４ビットのＣＲＣに対して、正しくないデータ(corrupted data)が誤って通過する確率は１／１６である。更に、各ＣＲＣを、それが保護する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、ＣＲＣを多重化する。このようにすることによって、パケット内のエラーの位置を一層突き止め易くすることができる。次に、誤り訂正エンコーダ２０からの出力は、パケット生成部(パケッタイザ：packetizer)２５によって処理される。パケット生成部２５からの出力は、ワイヤレス・インターフェース３０によって、１つ以上のアンテナ４０を介して送信される。
【００１５】
送信コンフィギュレーション毎に、経路損失、マルチパス干渉、マルチパス干渉以外のあらゆる干渉、および非線形性のような要因によって、チャネル容量は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化させることによって、その通信媒体の使用法を制御することができる。実際には、システム４は、制御可能な送信パラメータの一部または全部を平均化し、一部に発生するチャネル容量の低下を補償することができる。例えば、一部に発生するチャネル容量の低下は、時としてマルチパス干渉によって生ずる可能性があり、スペクトルの一部が使用不可能となる。周波数が制御可能な送信パラメータである場合、主データを十分に多数の周波数にわたって送出し、誤り訂正符号化を拠り所として、影響を受けたスペクトル上で送られるパケットの誤りを修復することによって、平均化を行うことができる。
【００１６】
異なる送信パラメータは異なる値を取ることができる。例えば、周波数パラメータは、位相ロック・ループ（ＰＬＬ）によって同調可能な無線周波数の離散集合から１つの値を取ることができる。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の選択とすることができる。ある送信コンフィギュレーションに対して得られる送信品質は、スレーブ１８０において受信する情報信号の品質として測定することができる（指定した送信コンフィギュレーションを用いて情報を送信したときの品質）。送信品質は、ビット・エラー・レート（ＢＥＲ）のような、多くの測定基準(メトリクス：metrics)によって定量化することができ、ビット・エラー・レート（ＢＥＲ）は、誤り訂正デコーダ内にある情報およびＣＲＣからの情報に基づいて推定することができる。
【００１７】
例示のワイヤレス・システムへの応用では、マスタ１７０およびスレーブ１８０間の通信チャネルはワイヤレス媒体であり、マルチパス特性および干渉源を伴う。制御可能な送信パラメータは、キャリア（搬送）周波数である。送信パラメータ値の範囲は、選択した周波数スペクトルおよびチャネル帯域幅によって左右される。例えば、２．４ＧＨｚＩＳＭ（産業、科学、および医療）無線帯域内のＲＦ媒体では、キャリア信号制御変数のパラメータ値範囲は、ＩＳＭ無線帯域内において同調可能な全ての周波数を含む。送信コンフィギュレーションは、送信パラメータ値（この例ではキャリア信号周波数）を変化させることによって、調節することができる周波数である。以下の説明は、先に例示したワイヤレス・システムへの応用を基準とする。
【００１８】
再度図１を参照すると、誤り訂正エンコーダ２０の出力からの多数のブロック（各々多数のパケットを収容する）を、パケット生成部２５によって更に処理しブロック群および管理パケット群を収容したフレームに編成する。管理パケットについては、以下で更に詳しく説明する。例示のワイヤレス・システムへの応用では、誤り訂正エンコーダ２０からの１１個のブロックと、２つの管理パケットを、１３４個のパケットを有するフレームに編成する。
【００１９】
パケット生成部２５からの出力は、次に、ディジタル変調技術を用いて、ワイヤレス・インターフェース３０を通じて、マスタ１７０からスレーブ１８０に、優先周波数リスト上の４０の周波数を用いて送信する。ディジタル変調技術には、周波数偏移変調（ＦＳＫ）、直交振幅変調（ＱＡＭ）、位相偏移変調（ＰＳＫ）、または振幅偏移変調（ＡＳＫ）がある。２．４ＧＨｚ帯域内には、９４の同調可能周波数があるので、この選択によって、潜在的周波数リスト上には、５４の周波数が残る。この例では、１フレームは、１０２．４μｓのオーディオ・データ信号を収容する。フレーム内の１パケットの持続時間は、約７５０μｓである。誤り訂正エンコーダ・モジュール２０は、更に、時間および周波数ドメインにおいてインターリービングを実行することができ、誤り訂正エンコーダ２０からのコード・ワードを異なるパケット（図２Ｂに示す）に分配するようにして、優先周波数リストからの異なる周波数上で送信する。インターリービングによって、スレーブ１８０内の誤り訂正デコーダ９０は、良質の一部のパケットと悪質のその他のパケットを平均化し、元の情報を正確に再現することが可能となる。インターリービングは、時間、周波数、またはその他の制御可能なあらゆる送信パラメータに対して実行することができる。更に、フレーム内の各パケットは、異なる周波数（一般に送信コンフィギュレーション）上で送信し、本質的に平均化を周波数ドメインに導入することができる。また、ブロック全体は、使用可能な周波数の代表的な部分で送信する。
【００２０】
システム４は、ソース・コーダ５およびペイロード・マネージャ１０の具体的な形態に限定されるのではない。ソース・コーダ５およびペイロード・マネージャ１０の基本的な機能は、誤り訂正エンコーダ２０およびパケット生成部２５と共に、チャネル符号化のために、送信する情報信号を、ブロックのような、複数のデータ信号単位に分割することを含むことができる。また、その機能はインターリービングも含むことができる。モジュール状のペイロード・マネージャ１０、誤り訂正エンコーダ２０、およびパケット生成部２５の使用は、例示の目的のためである。これらの機能モジュールは、ハードウエアまたはソフトウエアの形態で、１つまたは多数の物理的ユニットにおいて実施することができる。本発明は、特定的なソース・コーダ（実施態様の一例におけるＡｐｔ−ｘソース・コーダのような）、データ単位の特定的な構造（図示のようなブロックおよびフレーム等）、および特定的な誤り訂正コーダ（実施態様の一例におけるＲＳ符号化のような）には限定されない。図２Ａおよび図２Ｂに示し、説明したデータ構造も、例示の目的のために過ぎない。
【００２１】
図１には、ワイヤレス・インターフェース８０と共に、マスタ１７０から送信される情報を受信する１つ以上のアンテナ１５０を含むスレーブ１８０も示されている。受信した情報は、パケット分解部(デパケッタイザ：depacketizer)１８５に供給され、次いで誤り訂正デコーダ９０に供給される。パケット分解部１８５および誤り訂正デコーダ９０は、本質的に、パケット生成部２５および誤り訂正エンコーダ２０の逆の機能を実行する。誤り訂正デコーダ９０では、例えば、ＲＳコーディングおよびＣＲＣといった誤り訂正符号化に固有の情報を用いて、受信した各ブロックの各コード・ワードをチェックして、誤りを見つける。各コード・ワード内のシンボルには、正しいまたは誤りというフラグが付けられる。ＣＲＣがある場合、これらを用いてシンボルの一群に「消去」という目印を付けることができる。これは、誤り訂正符号化の技術では周知である。チャネル品質推定部１３０によって行われる送信品質推定（詳細については後に更に詳細に説明する）が、ワイヤレス・チャネルを通じてマスタ１７０に返送される。マスタ１７０内のチャネル品質集約部(aggregator)７０は、この情報を収集し、チャネル・マネージャ５０が、主データ信号を送信するために用いる、次の周波数集合（優先周波数リスト）を選択する際に、この情報を用いる。誤り訂正デコーダ９０からの復号化された情報は、ペイロード・マネージャ１００に送られる。オーディオ・データ信号の送信に対してソース・コーダ５と本質的に逆の機能を行うソース・デコーダ１０５を更に設けることもできる。次に、情報信号は、例示のワイヤレス・システムへの応用では、ディジタル／アナログ変換器（コンバータ）１１０に進み、スピーカ１２０に供給することができる。
【００２２】
システム４を表す図１のブロック図におけるモジュール（例えば、ソース・コーダ５、ペイロード・マネージャ１０、およびチャネル・マネージャ５０等）は、論理モジュールであり、これらをまとめて、ＡＳＩＣのようなハードウエア・モジュールおよび／またはソフトウエア・モジュールの形態のような、１つ以上の物理的モジュールを構成することができる。
【００２３】
システムは、優先周波数リスト（一般には優先コンフィギュレーション・リスト）および潜在的周波数リスト（一般には潜在的コンフィギュレーション・リスト）双方について、チャネル送信品質を推定する。この例では、潜在的周波数リストは、２．４ＧＨｚＩＳＭ周波数帯域から選択した、使用可能な周波数全て（優先周波数リストからの４０のＲＦ周波数以外）を含むことができる。この詳細な説明は、例示のワイヤレス・システムへの応用に的を絞っているが、システム４の適用性はもっと広く、単一の制御可能な送信パラメータに限定される訳ではなく、時間、周波数、波長、偏波、アンテナ指向性、アンテナの方向、アンテナ位置、イコライザ設定値、チッピング・シーケンス、信号電力、および信号位相を含み、なおもこれらには限定されない、多数の制御可能な送信パラメータに適用可能である。一般的な表現では、システムは、主データ信号を送信する際に用いられる優先コンフィギュレーション・リスト、および近い将来には主データ信号を送信する際に用いることが予期されない潜在的コンフィギュレーション・リストについて、送信品質を監視する。
【００２４】
再度図１に戻り、スレーブ１８０の各々は、それ自体の送信品質推定を行う際、その誤り訂正デコーダ６０において優先周波数リストについて判定したシンボル−誤り情報を追跡する。潜在的周波数リストについては、マスタ１７０と、スレーブ１８０のような、スレーブ群双方によって前もって通知される、データ信号を収容するプローブ・パケットを送ることによって、送信品質の推定を行うことができる。プローブ・パケットは、潜在的周波数リストから選択されたプローブ周波数上で送信する。プローブ周波数に対する送信品質は、各スレーブにおいて、受信したプローブ・データのＢＥＲ等を測定することによって推定する。プローブ周波数は、現在使用されていないが、システム４が二次的主データ信号を送信するために後続の（二次）優先周波数リストを選択するときに、優先周波数リストと共に、候補として用いることができるように、マスタ１７０はその送信品質を知る必要がある。プローブ周波数の集合は、潜在的周波数リストからの周波数の全てまたは部分集合を含むことができる。優先周波数リスト上の４０の周波数集合、およびプローブ周波数の集合双方に対する送信品質推定値は、フィードバック・パケットに入れてマスタに返送することができる。マルチパス干渉のような種々の現象により、４０の周波数集合のそれぞれが、送信品質に関して異なる挙動を呈することもあり得る。フィードバック・パケットを送信するための周波数の有利な選択法として、送信品質が最も高い周波数を優先リストから選択することがあげられるが、平均送信品質よりも高い複数の周波数を交互に用いるというように、他にも多くの選択法が可能である。
【００２５】
性能向上のために、周波数（一般には送信コンフィギュレーション）の適合化を用いる。マスタは、全てのスレーブからフィードバック・データ信号を収集し、それ自体の送信品質推定値に集約する。次いで、マスタは、二次的主データ信号のために、優先周波数リスト（または、一般に、優先コンフィギュレーション・リスト）を周期的に調節する。マスタは、多くの異なる方法によって、スレーブ１８０からの送信品質情報を集約し、二次優先周波数リストを選択することができる。例えば、周波数毎に各スレーブ１８０によって報告された推定値を単に平均化することができる。また、マスタ１７０は、各スレーブ１８０からの送信品質情報を利用して、各スレーブ１８０へのリンクの品質を推定し、障害に最も近いスレーブ１８０の要求に基づいてどの周波数を今後用いればよいかについて判断を下すことができる。一般に、マスタ１７０は、送信品質測定値を処理し、二次優先周波数リストを選択することによって、あらゆるマスタ／スレーブ対の送信品質の関数(function)を改善することができる。送信品質の推定、およびマスタ１７０がどのように二次優先周波数リストを選択するかに基づけば、優先周波数リストを調節しないで済ませることもでき、あるいは（現行の優先周波数リストから二次優先周波数リストへの）調節を擬似ランダムとすることや、部分的に擬似ランダムとすること、あるいは調節を非ランダムとすることもできる。
【００２６】
選択した二次優先周波数リストに関する情報は、ネットワーク管理情報に含まれ、スレーブ１８０に送信することができる。この情報を送信する信頼性を高めるために、ネットワーク管理情報を、更に、誤り訂正符号化によって保護することもできる。この誤り訂正符号化は、ＣＲＣの使用と共に主データを保護するために用いられるものよりも、正確な訂正を行うことができる。更に、ネットワーク管理情報を一旦送る代わりに、フレームの送信中に、ネットワーク管理情報を多数回送信することができる。例示のワイヤレス・オーディオへの応用では、各フレームが１１ブロックを収容するので、ネットワーク管理情報を、各データ・ブロックと共に送ることができ、したがってスレーブは１１回の受信機会を有することになる。
【００２７】
図３は、システム４の動作手順１９０のフローチャートを示す。システムは、開始（２００）後、情報信号を第１数のフレームに編成する（２１０）。各フレームは第２数のパケットを含む。各フレームをマスタ１７０からスレーブ１８０に送る際、優先周波数リストによって、フレーム内のパケットを送る（２２０）。マスタ１７０は、優先周波数リスト、および潜在的周波数リストから選択したプローブ周波数集合の双方について、全てのマスタ／スレーブ対間の送信品質推定に基づいて、二次優先周波数リストを集計（集約）し選択する（２３０）。手順１９０は、フレームが送られる（２４０）まで継続する。
【００２８】
送信品質推定を利用する適応方式を、多数の技術と共に用いて、１つ以上の制御可能な送信パラメータを適応的に調節することによって、ディジタル変調情報、例えば、ＦＨＳＳ、ＤＳＳＳ、およびＯＦＤＭ（適切なＲＦスペクトルおよびディジタル変調方式を選択する）を送信することができる。例えば、周波数ホッピング（ＦＨＳＳ）の場合、マスタ１７０は、短いバーストのデータ信号（例示のワイヤレス・サウンド・システムではパケット）を、４−レベル周波数偏移変調（４−ＦＳＫ）または直交振幅変調（ＱＡＭ）のようなディジタル変調技法によって送り、次いで周波数を調節し、別の短いバーストのデータ信号を送る。各周波数は、短い時間期間だけ占有される。送信品質の推定、およびマスタ１７０がどのように周波数を選択するかに基づいて、優先周波数リストを適応的に調節して、一部に発生するチャネル容量のばらつきに対処することができる場合も、できない場合もある。提案した送信品質に基づく適応方式を直接シーケンス変調（ＤＳＳＳ）と共に用いると、システム４は、送信品質情報に基づいて、良好な送信品質を有する新たな中心周波数に切り換えること、チッピング・シーケンスを調節すること、アンテナ偏波、電力レベル、およびタイム・スロットのような、送信に影響を及ぼし得る他の変数を変化させることを含む、様々な処置を講ずることができる。スレーブ１８０がハンドセットの場合、ハンドセット送信電力も調整すれば、全てのハンドセットの信号がマスタ１７０に到達する際に同じ電力を有するようにすることができる。
【００２９】
一般に、チャネル送信品質情報を監視して、多くの異なる方法で用いれば、前述の周波数（一般には送信コンフィギュレーション）の適応的調節に加えて、システム性能を改善することができる。例えば、ディジタル変調の特性を、監視した送信品質に基づいて調節することができる。品質が高い方の周波数では、１６−ＱＡＭのような高次変調方式を用い、一方品質が低い方の周波数では、４−ＱＡＭのような低次変調方式を用いることにより、ＢＥＲを周波数に対して等化することができる。
【００３０】
送信する周波数信号１６０は、同時に１つよりも多い情報信号ストリームを含むことができる。例えば、例示のワイヤレス・サウンド・システムでは、２つの別個のオーディオ信号源からの２つのストリーム（例えば、一方はラジオ放送を搬送し、他方はＣＤプレーヤからの素材を搬送する）が可能であり、異なる部屋にいる人々が異なるオーディオ信号源からのサウンドを同時に聞くことができる。多数のストリームは、別個のマスタによって、別個に符号化し送信することができ、その際スレーブは利用可能なマスタの内１つに接続することを選択する。あるいは、多数のストリームを、単一のマスタの送信に多重化することもできる。１つよりも多いストリームを送信する場合、コーダ２０の誤り訂正符号化方式は、受信するストリームの送信品質および／または利用度を（ストリーム毎にスレーブ１８０のステータスおよびユーザ・コマンド／制御に基づく等によって）調節することもできる。例えば、一方のストリームが使用されない場合、他方のストリームに、誤り訂正の確度が高いコーダ２０の誤り訂正方式を用いることができる。更に、一実施形態では、２つのマスタ１７０を単一の物理ユニットに結集することができ、各マスタ１７０を別個のオーディオ信号源専用とすることができる（例えば、一方をラジオ放送、そして他方をＣＤプレーヤ）。これらは、共通電源のように、共通構成要素を共有することができる。また、２つのマスタを有線接続すると、これらの送信の同期を取り、優先周波数リストを共有することもできる。このように実施される２つのマスタ１７０は、同期を取り、これらが同時にフィードバック・パケットを受信(listen for)できるようにすることが好ましい。これらは、また、周波数の選択を協調して行うことが可能であり、それによって同時に同じ周波数で送信することが回避される。
【００３１】
マスタ１７０およびスレーブ１８０は、特に、新たなスレーブまたは既存のスレーブ１８０が（例えば、干渉によって）ネットワークとの同期を失った場合には、他のスレーブ１８０上で進行中のいずれの送信も妨害することなく、ネットワークを捕捉できなければならない（どの周波数が次のデータ・フレームに用いられるかを把握し、それ自体の時間軸をマスタ１７０の時間軸に同期させる）ブロードキャスト・ネットワークでは、使用する周波数（一般には送信コンフィギュレーション）に関して符合していることが好ましい。予め規定した１組の「ベース（基本）周波数」をマスタ１７０が用いることによって、現在の優先周波数リストに関する情報をスレーブ１８０に送信することができ、更に、この情報は、新たなスレーブ１８０がネットワークを捕捉するために用いることができる。この１組の基本周波数は、マスタ７０および、以後設けられるスレーブ１８０も含む、スレーブ群１８０双方には、既知となっている。所定のレートで、マスタ１７０は「ｓｙｎｃ（同期）］パケットを基本周波数の１つで送信することができる。ｓｙｎｃパケットは、マスタの内部クロック（例えば、内部水晶発振器）から抽出したタイミング基準、および現行の優先周波数リストを含む。新たなスレーブ１８０を起動させると、このスレーブ１８０は基本周波数の１つに同調する。スレーブ１８０は、繰り返しｓｙｎｃパックを受信しようと試み、成功するまで、１つずつ別の基本周波数に移っていく。次いで、スレーブ１８０はデータおよびＣＲＣを読み込む。ＣＲＣで失格した場合、スレーブ１８０はそれ自体をリセットし、再度試行する。ＣＲＣに合格した場合、スレーブ１８０は、マスタを取得したと想定する。次いで、新たなスレーブ１８０は、当該新たなスレーブ１８０が同期の逸失を検出するというようなときまで、マスタ１７０からパケットを受信する。
【００３２】
図４Ａは、マスタ１７０におけるネットワーク捕捉プロセス２９０を示す。プロセス２９０は、開始すると（３００）、１組の予め選択されている基本周波数から、新たなスレーブ１８０によってネットワークを取得するために用いられる１つの周波数を選択する（３２０）。次いで、COUNT変数をリセットする（３２０）。周期的に（例えば、１００ｍｓ毎に）、マスタ１７０は、マスタのタイミング基準および二次優先周波数リストを収容したｓｙｎｃパケットを、選択した基本周波数上で送信する（３３０）。COUNT変数を増分する（３４０）。COUNT変数が所定の閾値よりも大きい場合（３５０）、手順は、周波数の選択（３１０）に切り替わり、基本周波数のリストから別の周波数を選び出す。そうでない場合、マスタ１７０は、同じ選択した基本周波数上でｓｙｎｃパケットを送信する。マスタ１７０がｓｙｎｃパケットを送信していない場合（殆どの時間ではそうしていない）、他のデータ信号を収容した他のパケットを送る。
【００３３】
図４Ｂは、スレーブ１８０におけるネットワーク捕捉プロセス３９０を示す。プロセス３９０は、開始すると（４００）、新たなスレーブ１８０がネットワークを捕捉するために用いる１つの周波数を、１組の予め選択されている基本周波数から選択する（４１０）。次いで、COUNT変数をリセットする（４２０）。接続(attachment)のためにマスタ１７０を探している新たなスレーブ１８０は、選択した周波数に同調し、ｓｙｎｃパケットの一部として送られるタイミング基準情報を求める（４３０）。成功した場合、プロセスは同期データを読み込む（４５０）。成功しなかった場合、COUNT変数を増分する（４６０）。COUNT変数が所定の閾値よりも大きくなった場合（４７０）、プロセスは周波数選択（４１０）に切り替わり、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、手順は４３０に戻り、新たなスレーブ１８０は、引き続き同じ基本周波数上でｓｙｎｃパケットを探そうとする。同期データを読み取った（４５０）後、そのＣＲＣの有効性をチェックする（４８０）。同期データが有効な場合、同期が得られたことになる。新たなスレーブ１８０は、後続のパケットを読み込む（４９０）。同期データが有効でない場合、手順は４６０に戻り、再度同期データを探す。ステップ４８０の後、新たなスレーブ１８０は、主データ・パケットを受信する。受信した主データ・バケットが一貫して不正確な場合（４９５）、プロセスは４１０に戻り、ネットワークを再度捕捉しようとする。
【００３４】
図５Ａないし図５Ｅは、マスタ１７０およびスレーブ１８０として用いるのに適した概略回路図の例であり、添付したプログラムリストの機械読み取り可能ソフトウエアを含むときの実際のパラメータ値が設定されている。この回路は、マスタ１７０として接続し、ＣＤプレーヤまたはチューナのような音源からのステレオ信号を受信することができ、更にスレーブ１８０として機能し、適切なオーディオ信号をラウドスピーカ・システムに供給することができる。
【００３５】
プローブ・パケット、フィードバック・パケット、およびｓｙｎｃパケットは、実施可能な少数の管理パケットである。このような管理パケットのパケット構造は、データ信号送信に用いられるパケット構造と同一であることも、異なることも可能である。本発明の実施態様の一例では、フレーム当たり１つのフィードバック・パケットを収容することができ、プローブ・パケットおよびｓｙｎｃパケットは、各々、１つ置きのフレームで送られる。
【００３６】
ワイヤレス・システム４は、単独でも、またはイーサネット（登録商標）のような他の種類の既存ネットワークと並列でも動作することができる。例えば、ワイヤレス・システム４を用いて時間に厳しいデータ（例えば、オーディオ信号ストリーム）を送ることができ、一方、既存のネットワークは、他のデータ信号（例えば、コマンド／制御信号）を送信するために用いられる。
【００３７】
ワイヤレス・システム４の利点は、同じ送信帯域内に、（例えば、電子レンジ、セルフォン（セル式電話）、ワイヤレス電話機、およびその他のオーディオ機器からの）ノイズや競合するデータ信号送信があっても、確実に動作できることである。例えば、電子レンジからの干渉は、家庭におけるワイヤレス・データ信号の送信には、重大な障害となり得るが、システムが送信品質を監視することによって、本質的に排除される。即ち、電子レンジによる影響を受ける周波数を発見し、回避する。また、競合するワイヤレス・データ送信も、ある程度同様に扱われる。競合するシステムが用いる周波数（例えば、周波数ホッピングを実施する際に用いられる周波数は、競合するシステムのそれに対して直交である可能性がある）と殆ど重複しない周波数の集合を選択することによって、このような競合する送信に対して耐性を高めることができる。
【００３８】
システムにおける各マスタ１７０には、一意の識別信号も割り当てられており、これを同じシステム内でスレーブ群１８０に送信することによって、スレーブ１８０が正しいデータ信号を受信するように調整することができる。スレーブ１８０によってマスタ１７０に戻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るタイム・スロットの間に送ることができる。
【００３９】
システム４は、十分に信頼性が高く、１００フィートよりも大きな到達距離（マスタとスレーブ群との間の距離）、８つまでのスレーブ、４０ｍｓ未満のレイテンシ（マスタとスレーブ群との間の時間遅延）、優れたオーディオ品質を有し、更に少なくとも２つの独立したオーディオ信号源からの送信に対応することができる、多部屋家庭用ワイヤレス・オーディオ・システムを設けることができる。
【００４０】
スレーブからのコマンド／制御信号のような補助データ信号も、同じ周波数または別個の周波数によって、送信品質推定情報信号と共に、またはこれとは別個に、マスタに送り返すことができる。例えば、例示のワイヤレス・サウンド・システムにおける応用では、ユーザは、ＦＭラジオ局を変える等によって、スピーカが変換するオーディオ信号を変えたいこともあり得る。この例では、比較的長い到達距離のワイヤレス・リンク（応用例では１００フィートまで）が、近距離のＲＦ遠隔制御以外に動作可能であり、これによってユーザは特定のオーディオ機器に指示することができる（例えば、ＦＭラジオ局を変える）。ユーザのコマンド／制御情報は、近距離ＲＦリモート(short-range RF remote)から遠距離ワイヤレス・リンクの他端に位置するマスタに中継することができる。ＲＦリモートがワイヤレス・データ送信とは異なる周波数スペクトルで動作する場合、オーディオ機器が接続されているスレーブは、ＲＦリモート送受信機を内蔵することができ、ＲＦリモートへのコマンド／制御、およびＲＦリモートからのコマンド／制御は、補助情報信号を送信する同じ経路で、遠距離ワイヤレス・リンクを通過させることができる。本質的に、この構成は、近距離ＲＦリモートの中継器を形成し、遠距離ワイヤレス・リンクによって提供される同じ区域内においてＲＦリモート動作を可能とする。
【００４１】
図５Ａは、カリフォルニア州、サンノゼのAtmel社から市販されている送受信機チップ５００を含む。送信では、チップ５００は、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によって同調可能な２．４ＧＨｚ帯域内のキャリア上に変調する。ディジタル・インターフェースが、キャリア周波数およびその他のパラメータを制御するための適切な信号を受信する。受信では、チップ５００は、２．４Ｇｈｚ帯域内の信号を受信し、この信号をフィルタ処理のために変換し、次いでこれをベースバンド信号に復調し、５１０において送出する。チップ５０２は、送受信機チップ５００の同胞チップと見なすことができる。送信では、これは電力増幅器として機能し、数百ｍｗもの電力を、２．４Ｇｈｚ帯域における被変調キャリアの放射のために供給する。受信では、これはロー・ノイズ増幅器を含む。
【００４２】
チップ５０４は、アナログ・スイッチであり、主に変調のために機能し、Atmel社から市販されており、２レベルＦＳＫ変調を受け入れ、支援構成部品と共に、４レベルＦＳＫ変調を行う。チップ５０６は、演算増幅器として機能し、サンプル／ホールド回路としてアナログ・スイッチ群５０４内のスイッチの１つと共動する。この回路は、５１０における着信アナログ信号から基準レベルを受け入れ、後続の回路が正しくレベル間の区別ができ、着信信号におけるあらゆるＤＣバイアスの影響を打ち消すことができる。
【００４３】
データ・スライサ(data slicer)５０８は、周囲の構成部品と共動し、５１０におけるアナログ信号を、サンプリングが可能なディジタル信号に変換する。
図５Ｂを参照すると、発振器５１２は、主時間基準として機能し、本実施形態における他の回路全てにタイミング信号を供給する。アナログ・オーディオ・インターフェース５１４は、本実施形態がマスタとして機能する場合、左および右ステレオ信号を受信し、ソケット５１６は、マスタとして動作するときにのみ設置される。スイッチ・バンク５１８は、ユーザに、特定のマスタ１７０またはスレーブ１８０に対し識別信号を選択させる。
【００４４】
プログラム可能な論理デバイス（ＰＬＤ）５２０は、カリフォルニア州サンノゼのAltera社から市販されているEPM3032ATC44-10とすることができる。デバイス５２０は、多くの低レベルディジタル信号機能を処理する。これらは、プログラム可能なロジックによって比較的容易に処理される。また、このデバイスはプリアンブルの検出も行う。ＰＬＤが着信信号において所与のパターン（プリアンブル）を検出すると、割り込み信号を発信し(fire)、これをディジタル信号プロセッサがタイミング基準として用いる。プログラム可能論理デバイス５２０上で実行可能なマシン・コードは、添付した参考資料ＡのProgrammableLogicChip.pofである。
【００４５】
スレーブ１８０として用いる場合、マスタ／スレーブ・インターフェースは、これらの電圧変換トランジスタを含むことができる。
図５Ｃを参照すると、ディジタル信号プロセッサ５２６は、システム４による方法を実行する。この実施形態の一例では、このディジタル信号プロセッサは、Motorola社から市販されている180-MIPS Motorola chip (Motorola DSP56367)である。このチップ上で実行可能なマシン・コードは、マスタでは、参考資料ＢのMASTER.BIN、スレーブでは参考資料ＣのSLAVE.BINである。
【００４６】
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１７０では、回路５２８は差動前置増幅器、およびその後段にあるＡ／Ｄ変換器を含む。マスタ１７０は、（各々２チャネルの）２つのアナログ・ストリームを取り込むことができ、２対の差動増幅器および２つのデュアル・アナログ／ディジタル変換器を有する。スレーブ１８０では、回路５３０は、単一の（デュアル）アナログ／ディジタル変換器、およびその後段にある１対のバッファ増幅器を有する。この例では、２チャネル出力の内一方のストリームのみを供給する。
【００４７】
図５Ｅを参照すると、電源の概略回路図がある。変圧器の出力は、全波整流され、処理され、回路において用いられる範囲のＤＣ電圧に変換される。
以上、ワイヤレス通信のための新規な装置および技法について説明した。当業者は、本発明の概念から逸脱することなく、ここに開示した具体的な装置および技法の様々な使用や変更、ならびにそれからの発展も可能であることは明白である。したがって、本発明は、ここに開示した装置および技法に含まれる、またはこれらが保有するあらゆる新規な特徴および新規な組み合わせも包含し、特許請求の範囲の精神およびその範囲によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は、本発明の一実施態様を示す機能ブロック図である。
【図２Ａ】図２Ａは、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】図２Ｂは、誤り訂正コーデックからのブロック構造を示す図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、ＣＲＣ保護パケット構造を示す図である。
【図３】図３は、本発明の一実施態様のシステム動作手順を示すフローチャートである。
【図４Ａ】図４Ａは、マスタにおけるネットワーク捕捉のための動作手順を示すフローチャートである。
【図４Ｂ】図４Ｂは、スレーブにおけるネットワーク捕捉のための動作手順を示すフローチャートである。
【図５Ａ−１】図５Ａ−１は、本発明の実施形態の一例の概略回路図である。
【図５Ａ−２】図５Ａ−２は、本発明の実施形態の一例の概略回路図である。
【図５Ａ−３】図５Ａ−３は、本発明の実施形態の一例の概略回路図である。
【図５Ａ−４】図５Ａ−４は、本発明の実施形態の一例の概略回路図である。
【図５Ｂ−１】図５Ｂ−１は、本発明の実施形態の一例の概略回路図である。
【図５Ｂ−２】図５Ｂ−２は、本発明の実施形態の一例の概略回路図である。
【図５Ｃ−１】図５Ｃ−１は、本発明の実施形態の一例の概略回路図である。
【図５Ｃ−２】図５Ｃ−２は、本発明の実施形態の一例の概略回路図である。
【図５Ｃ−３】図５Ｃ−３は、本発明の実施形態の一例の概略回路図である。
【図５Ｃ−４】図５Ｃ−４は、本発明の実施形態の一例の概略回路図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、本発明の実施形態の一例の概略回路図である。
【図５Ｅ−１】図５Ｅ−１は、本発明の実施形態の一例の概略回路図である。
【図５Ｅ−２】図５Ｅ−２は、本発明の実施形態の一例の概略回路図である。
【図５Ｅ−３】図５Ｅ−３は、本発明の実施形態の一例の概略回路図である。
【図５Ｅ−４】図５Ｅ−４は、本発明の実施形態の一例の概略回路図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【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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