(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いにデータを送信しデータを受信可能な複数の局を備えた通信ネットワークの運営方法であって、
各局において、当該局と、該局が通信する他の各局との間の経路品質を監視するステップと、
各局において、前記他の各局と関連する経路品質に対応する経路品質データを記録するステップと、
各局において、選択した他の局にデータを送信するときに該選択した他の局に関連する、前記記録経路品質データに基づいて送信電力値を設定することにより、最適な電力レベルで前記選択した他の局にデータを送信する確率を高めるようにするステップと、
第１および第２局間で他のデータを送信する時に、該局間の経路品質に対応する経路品質データを送信し、前記第１局において記録した経路品質データを前記第２局に伝達して該第２局が用いる、およびその逆のステップと、
から成り、
各局が他の局の送信を監視し、それから経路品質データを得て、第１局の範囲内にある第２局から、前記第１局の範囲外にある第３局への送信を監視する前記第１局が、前記第３局に関する経路品質データを取得可能とすることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、局間の経路品質を監視するステップが、前記局間のチャネルの経路損失、位相歪み、時間遅延、ドプラ・シフト、およびマルチパス・フェーディング特性の少なくとも１つを監視するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、データ送信を受信する局における前記経路品質は、前記受信した送信の測定電力を、その送信電力を示す、前記送信におけるデータと比較することによって算出することを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項３記載の方法において、かかる経路品質データを受信した局が、前記受信した経路品質データを、格納してある各経路品質データと比較し、前記受信値と格納値との差から経路品質補正値を算出し、前記経路品質データを送信した局にデータを送信する際に、前記経路品質補正値を利用して前記送信電力を調節することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４記載の方法において、前記経路品質補正値は、複数の経路品質補正値の算出から変化率データを得ることによって算出することを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５記載の方法において、データを局に送信する際、該局の経路品質補正値が経時的に変化していることが検出された場合、前記変化率データを利用して前記送信電力を予測的に調節することを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項３記載の方法であって、データを送信する第１局から、データ送信を受信する第２局における背景雑音／干渉を監視し、前記受信側局にデータを送信する前記局において送信電力値を調節することによって、前記受信側局における要求信号対雑音比を維持するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７記載の方法において、各局が、他の局に対するその送信の少なくとも一部におけるローカル背景雑音／干渉データを含み、他の局が前記各局にデータを送信するときに、その送信電力値の調節に用いることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項７記載の方法であって、第１局において設定された送信電力値と、第２局における要求信号対雑音比とに応じて、前記第１局から前記第２局に送信されるメッセージ・データのデータ・レートを調節するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項７記載の方法であって、第１局において設定された送信電力値と、第２局における要求信号対雑音比とに応じて、前記第１局から前記第２局に送信されるメッセージ・データ・パケットの長さを調節するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１記載の方法において、各局が他の局の送信を監視し、それから背景雑音／干渉データを得て、第１局の範囲内にある第２局から前記第１局の範囲外にある第３局への送信を監視する前記第１局が、前記第３局に関する背景雑音／干渉データを取得可能とすることを特徴とする方法。
【請求項１２】
互いにデータを送信しデータを受信可能な複数の局を備えたネットワークにおける局として動作可能な通信装置であって、
選択した局にデータを送信するように構成された送信手段と、
他の局から送信されたデータを受信するように構成された受信手段と、
受信した送信の電力を測定する信号強度測定手段と、
他の局に関連する経路品質に対応する経路品質データを算出し記録するプロセッサ手段と、
前記装置と宛先局との間の経路品質に応じて、前記送信機の出力電力を調節する制御手段と、
を備え、
前記プロセッサ手段が、他の局に対するその送信において、前記経路品質データを含ませて前記他の局が用いるようにすると共に、他の局からの送信において経路品質データを受信し、更新経路品質データの算出に用いるように構成され、更に、他の局からの送信における経路品質データを監視するように構成され、第１局の範囲内にある第２局から、前記第１局の範囲外にある第３局への送信を監視する前記第１局が、前記第３局に関する経路品質データを取得可能とすることを特徴とする通信装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の通信装置において、前記プロセッサ手段が、受信した送信内にあるその送信電力に関係するデータおよび／または以前に測定した経路品質を、前記信号強度測定手段によって得られた測定値と比較することによって、前記経路品質を算出するように構成されていることを特徴とする通信装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の通信装置において、前記プロセッサ手段が、前記装置と他の局との間のチャネルの経路損失、位相歪み、時間遅延、ドプラ・シフト、およびマルチパス・フェーディング特性の少なくとも１つを監視するように構成されていることを特徴とする通信装置。
【請求項１５】
請求項１３記載の通信装置において、前記プロセッサ手段が、受信した送信から経路品質データを抽出し、該経路品質データを受信した送信の測定電力と比較し、それらの間の差から経路品質補正値を算出するように構成され、前記制御手段が前記経路品質補正値を利用して前記送信機の出力電力を調節することを特徴とする通信装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の通信装置において、前記プロセッサ手段が、複数の経路品質補正値の計算から変化率データを導出することにより、局間の経路品質の変動を補償するように適合化されていることを特徴とする通信装置。
【請求項１７】
請求項１６記載の通信装置において、前記プロセッサ手段が、データを局に送信する際、該局の経路品質補正値が経時的に変化していることが検出された場合、前記変化率データを利用して前記送信電力を予測的に調節するように構成されていることを特徴とする通信装置。
【請求項１８】
請求項１６記載の通信装置において、前記プロセッサ手段が、複数の局の各々の経路品質データを格納し、前記複数の局のいずれかとの通信を開始するとき、格納したそれぞれの経路品質データに応じて初期送信電力値を設定するように構成されていることを特徴とする通信装置。
【請求項１９】
請求項１２記載の通信装置において、前記プロセッサ手段が、他の局からの送信における背景雑音／干渉データを監視するように構成され、第１局の範囲内にある第２局から、前記第１局の範囲外にある第３局への送信を監視する前記第１局が、前記第３局に関する背景雑音／干渉データを取得可能とすることを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景）
本発明は、マルチ局通信ネットワークの運営方法、およびこの方法を実現するために使用可能な通信装置に関するものである。
【０００２】
国際特許出願第ＷＯ９６／１９８８７号は、ネットワーク内における個々の局が、都合に応じて中間の局を用いメッセージ・データを中継することによって、他の局にメッセージを送ることができる通信ネットワークについて記載している。この種のネットワーク、およびその他のマルチ局ネットワークでは、局の送信する出力電力を、送信データの正常な受信には十分としつつも、できるだけ低いレベルに制御し、近隣の局またはその無線周波数スペクトルの他のユーザとの干渉を極力抑えるようにすることが望ましい。
【０００３】
本発明の目的は、前述の目的を対象とする、マルチ局通信ネットワークの運営方法を提供することである。
（発明の概要）
本発明によれば、互いにデータを送信しデータを受信可能な複数の局を備えた通信ネットワークの運営方法が提供され、この方法は、
各局において、当該局と、その局が通信する他の各局との間の経路品質を監視するステップと、
各局において、前記他の各局と関連する経路品質に対応する経路品質データを記録するステップと、
各局において、選択した他の局にデータを送信するときに当該選択した他の局に関連する、記録経路品質データに基づいて送信電力値を設定することにより、最適な電力レベルで前記選択した他の局にデータを送信する確率を高めるようにするステップと、
から成る。
【０００４】
局間の経路品質を監視するステップは、局間のチャネルの経路損失、位相歪み、時間遅延、ドプラ・シフト、およびマルチパス・フェーディング特性の少なくとも１つを監視するステップを含むことができる。
【０００５】
好ましくは、本方法は、第１および第２局間で他のデータを送信する時に、局間の経路品質に対応する経路品質データを送信し、第１局において記録した経路品質データを第２局に伝達して第２局が用いる、およびその逆のステップを含む。
【０００６】
データ送信を受信する局における経路品質は、受信した送信の測定電力を、その送信電力を示す、送信におけるデータと比較することによって算出することができる。
【０００７】
好ましくは、かかる経路品質データを受信した局は、受信した経路品質データを、格納してある各経路品質データと比較し、受信値と格納値との差から経路品質補正値を算出し、経路品質データを送信した局にデータを送信する際に、経路品質補正値を利用して送信電力を調節する。
【０００８】
経路品質補正係数は、複数の経路品質補正係数の算出から変化率データを得ることによって算出することができる。
【０００９】
データを局に送信する際、この局の経路品質補正値が経時的に変化していることが検出された場合、変化率データを利用して送信電力を予測的に調節することができる。
【００１０】
本方法は、データを送信する局から、データ送信を受信する局における背景雑音／干渉を監視し、受信側局にデータを送信する局における送信電力レベルを調節することによって、受信側局における要求信号対雑音比を維持するステップを含むことができる。
【００１１】
本方法は、第１局において設定された送信電力値と、第２局における要求信号対雑音比とに応じて、第１局から第２局に送信されるメッセージ・データのデータ・レートを調節するステップを含むことができる。
【００１２】
また、本方法は、第１局において設定された送信電力値と、第２局における要求信号対雑音比とに応じて、第１局から第２局に送信されるメッセージ・データ・パケットの長さを調節するステップも含むことができる。
【００１３】
好ましくは、各局は他の局の送信を監視し、それから経路品質および背景雑音／干渉データを得て、第１局の範囲内にある第２局から、第１局の範囲外にある第３局への送信を監視する第１局が、第３局に関する経路品質および背景雑音／干渉データを取得可能とする。
【００１４】
好ましくは、本方法は、関連する前記経路品質および／または背景雑音／干渉データにしたがって、都合に応じて局を選択し、これにデータを送信するステップを含む。
【００１５】
更に、本発明によれば、互いにデータを送信しデータを受信可能な複数の局を備えたネットワークにおける局として動作可能な通信装置が提供される。この通信装置は、
選択した局にデータを送信するように構成された送信手段と、
他の局から送信されたデータを受信するように構成された受信手段と、
受信した送信の電力を測定する信号強度測定手段と、
他の局に関連する経路品質に対応する経路品質データを記録するプロセッサ手段と、
本装置と宛先局との間の経路品質に応じて、送信機の出力電力を調節する制御手段と、
を備える。
【００１６】
好ましくは、プロセッサ手段は、受信した送信内にあるその送信電力に関係するデータおよび／または以前に測定した経路品質を、信号強度測定手段によって得られた測定値と比較することによって、経路品質を算出するように構成されている。
【００１７】
好ましくは、プロセッサ手段は、本装置と他の局との間のチャネルの経路損失、位相歪み、時間遅延、ドプラ・シフト、およびマルチパス・フェーディング特性の少なくとも１つを監視するように構成されている。
【００１８】
好ましくは、プロセッサ手段は、受信した送信から経路品質データを抽出し、経路品質データを受信した送信の測定電力と比較し、それらの間の差から経路品質補正係数を算出するように構成され、制御手段が経路品質補正係数を利用して前記送信機の出力電力を調節する。
【００１９】
プロセッサ手段は、複数の経路品質補正係数の計算から変化率データを導出することにより、局間の経路品質の変動を補償するように適合化することができる。
【００２０】
プロセッサ手段は、データを局に送信する際、該局の経路品質補正値が経時的に変化していることが検出された場合、前記変化率データを利用して前記送信電力を予測的に調節するように構成されている。
【００２１】
好ましくは、プロセッサ手段は、データを局に送信する際、当該局の経路品質補正値が経時的に変化していることが検出された場合、変化率データを利用して送信電力を予測的に調節するように構成されている。
【００２２】
好ましくは、プロセッサ手段は、複数の局の各々の経路品質データを格納し、前記複数の局のいずれかとの通信を開始するとき、格納したそれぞれの経路品質データに応じて初期送信電力値を設定するように構成されている。
【００２３】
好ましくは、プロセッサ手段は、他の局の送信を監視し、それから経路品質および背景雑音／干渉データを得るように適合化され、本装置が、関連する経路品質および／または背景雑音／干渉データに応じて、他の局を都合に応じて選択し、それにデータを送信することを可能とする。
（実施形態の説明）
図１に概略的に示すネットワークは、複数の局を備え、各々が、範囲内の別のあらゆる局とのデータ受信および送信が可能な送受信機を備えている。この種の通信ネットワークは、国際特許出願第ＷＯ９６／１９８８７号に記載されており、その内容はこの言及により本願にも含まれるものとする。ネットワークの局は、国際特許出願第ＰＣＴ／ＧＢ９８／０１６５１号に記載されている探査方法を用いて、互いに接触を保っている。その内容も、この言及により本願に含まれるものとする。
【００２４】
本発明の方法および装置は、先に引用した通信ネットワークにおいて用いるために設計されたものであるが、本発明の用途はかかるネットワークに限定される訳ではなく、従来のセルラまたは星形ネットワークを含む他のネットワークや、第１および第２局間の双方向通信場面においても採用可能であることは理解されよう。
【００２５】
図１において、発信元局Ａは、「近隣の」５箇所の局ＢないしＦと通信することができ、中間局Ｂ、ＩおよびＭを経由して宛先局Ｏにデータを送信している。
【００２６】
局のいずれかが他のいずれかの局にデータを送信する場合、用いる送信電力は、受信側局において送信データの正常な受信を可能にするのに十分でなければならない。同時に、不要なエネルギ消費およびネットワーク内における他の局または一般的な他の通信システムとの干渉を回避するために、利用する送信電力を極力抑えることが望ましい。
【００２７】
最適な送信電力を設定する問題は、局間の経路品質の変動によって複雑化する。経路品質の変動は、互いに移動している局の場合、激しい場合もある。
【００２８】
本明細書では、「経路品質」という表現は、経路損失（当業者は送信損失または経路減衰とも呼ぶ）を含むものとする。これは、特定の媒体を通じて一地点から他地点に信号を送信する際の電力損失の尺度となる。しかしながら、この表現は、あらゆる２箇所の局間における正常な送信に必要な送信電力に影響を及ぼす、位相歪み、時間遅延拡散、ドプラ・シフト、マルチパス・フェーディング特性のような、任意の２箇所の局間における送信経路のその他のパラメータも含むものとする。
【００２９】
本発明は、この問題に対処するにあたって、局間の経路品質を連続的に監視し、データを送信する際に用いられる送信電力を調節し、送信データの正常な受信を確保するのに丁度十分な電力のみを用いて、必要以上に高い電力で送信しないようにする方法および装置を提供する。加えて、送信信号に適用される等化や符号化というような、その他の送信パラメータも調節し、正常な受信の可能性を高めることができる。
【００３０】
ある局がリモート局からデータ・パケットを受信する場合、受信する送信電力即ち強度を測定する。これは、受信する送信の受信信号強度指示（ＲＳＳＩ：Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）値として知られている。リモート局からのデータ・パケットには、当該リモート局が用いた送信電力に対応するデータが含まれている。したがって、ローカル局は、あらゆるデータ・パケットにおける送信電力値から、ローカルに測定したＲＳＳＩ値を減算することによって、２箇所の局間の経路損失（即ち、送信損失または経路減衰）を計算することができる。ローカル局がリモート局からの探査信号に応答するときはいつでも、その応答データ・パケット内で、計算した経路損失を常に示す。同様に、ローカル局は、それに宛てられたあらゆるデータ・パケットが、リモート局によって受信されたローカル局からの最新の探査信号から、リモート局が測定した経路損失に対応するデータを含むことを知っている。
【００３１】
ローカル局は、その計算した経路損失を、リモート局から受信した経路損失データと比較し、経路損失値の差を用いて補正係数を決定し、リモート局にデータを送信する際にこれを用いることによって、その出力電力を最適レベルに適合させるか、できるだけそれに近づける。
【００３２】
ローカル局が最初にリモート局から聴取するするとき、次の補正係数を用いる。
ＰａｔｈCor＝リモート経路損失−ローカル経路損失
その後、
ＰａｔｈCor＝ＰａｔｈCor＋（（（リモート経路損失−ローカル経路損失）＋ＰａｔｈCor）／２）−ＰａｔｈCor）
ここで、双方の場合にＰａｔｈCorに行われる最大の調節は、５ｄＢ増大または減少である。
【００３３】
ＰａｔｈCorは、最大でも±３０ｄＢとするとよい。
ローカル局は、リモート局に応答するときに用いる電力を決定する際に、補正係数ＰａｔｈCorをその測定経路損失に加算することによって、補正経路損失値を発生する。しかしながら、パケット・ヘッダ内に置く経路損失値は、それ自体が測定した経路損失であり、補正されていない。
【００３４】
ローカル局が、１０回の送信の後、リモート局から直接の応答を得ることができない場合、最大＋１０ｄＢまで、そのＰａｔｈCor値を５ｄＢずつ増大させなければならない。これを行う理由は、リモート局の雑音閾値未満になるのを回避するためである。（ＰａｔｈCor値を、測定した経路損失に加算する。次に、調節した経路損失を用いて、必要な送信電力を決定する。ＰａｔｈCorの値が小さい程、対応する送信電力も小さくなる。したがって、ＰａｔｈCor値を余りに小さくしたり、あるいは負にでもした場合、送信電力は余りに低く、リモート局に到達できない場合もある。したがって、リモート局からの応答が検出されるまで、ＰａｔｈCorの値を５ｄＢ刻みで増大させる必要がある。）
ローカル局も、正常時よりも１０ｄＢより多くその送信電力を増大させることはない。これは、リモート局の受信機との間にエラーがある場合に、他の局を巻き込むのを回避するためである。しかしながら、ローカル局が応答を受信した場合には、最大の調節は正常時よりも３０ｄＢ程高くなる場合もある。
【００３５】
リモート局のＲＳＳＩを固定化（ｐｅｇ）した場合、データ・パケット・ヘッダ内にあるその経路損失値を０（ゼロ）に設定する。ヘッダ内のリモート経路損失がゼロであるか、あるいはそのローカルＲＳＳＩが固定化されている場合、局は、その経路品質補正係数に対する調節は全く行わない。
【００３６】
経路損失および補正係数ＰａｔｈCorを算出した後、ローカル局はこの時点で、リモート局に返送するのに必要な電力を決定することができる。また、リモート局は、それが送り出す各パケットに、現在、直前、および次のモデムに対する背景ＲＳＳＩ値を含む。ローカル局は、補正経路損失およびリモート背景ＲＳＳＩ値を用いて、応答する際にどの位の電力を用いるべきか判定を行う。
【００３７】
各局は、各モデム毎にそれが維持しようとする最低信号対雑音（Ｓ／Ｎ）比レベルを有する。ネットワーク内にある全ての局の要求信号対雑音比は同一であると仮定する。ローカル局は、リモート局が正しいＳ／Ｎ比でその送信を受信するように、電力レベルを送信に設定する。ローカル局が送るべき追加のデータを有する場合、またはより高いデータ・レートで動作可能な場合、要求Ｓ／Ｎ比を変化させることも可能である。
例１
リモート局Ｔｘ電力：  ４０ｄＢｍ
リモート局背景ＲＳＳＩ：  −１２０ｄＢｍ
リモート局経路損失：  １４０ｄＢ
ローカル局要求Ｓ／Ｎ：  ２５ｄＢ
ローカル局経路損失：  １３０ｄＢ
ＰａｔｈCor  ＝  リモート経路損失−ローカル経路損失（初回と仮定する）
＝１４０−１３０
＝１０ｄＢ
補正経路損失  ＝ローカル経路損失＋ＰａｔｈCor
＝１３０＋１０
＝１４０ｄＢ
ローカルＴｘ電力  ＝  リモートＲＳＳＩ＋要求Ｓ／Ｎ＋補正経路損失
＝−１２０＋２５＋１４０
＝  ４５ｄＢｍ
上記例から、ローカル局は、２５ｄＢのリモートＳ／Ｎ比を得るためには、４５ｄＢｍのＴｘ電力を用いなければならないことが分かる。ローカル局が１０ｄＢ刻みでしかその電力を設定できない場合、その電力を次の段階、即ち、５０ｄＢｍに調節しなければならない。
【００３８】
前述の電力適応化プロセスは、図７のフロー・チャートに図で纏めてある。
局が１つ以上のモデムを有することもある。各モデムは、異なるデータ・レートで動作する。しかしながら、これらは全て同じチャネル即ち周波数、および／または媒体で動作する。したがって、局がチャネルを変更した場合、全てのモデムが新たなチャネル上で利用可能となる。しかしながら、チャネルには、最低および／または最高データ・レートが関連付けられている。例えば、ある局が８０ｋｐｂｓの探査チャネル（ｐｒｏｂｉｎｇ  ｃｈａｎｎｅｌ）上にある場合、８０ｋｂｐｓよりも低いデータ・レートは用いることができない。したがって、このチャネル上では、８ｋｂｐｓモデムを用いることはできない。同様に、８ｋｂｐｓの探査チャネルは、８０ｋｂｐｓの最大帯域幅を有することができるが、このチャネル上では８００ｋｂｐｓのモデムは用いることができない。
【００３９】
ある局が探査チャネル上で探査している場合、そのチャネルに関連するデータ・レートを用いる。この局は、常にこのチャネル上で、５つの近隣を維持するために必要な電力で探査する。
【００４０】
ローカル局がリモート局の探査に応答するとき、またはリモート局のデータ・パケットに応答する場合、常にその応答に対して最適なモデムを用いようとする。
【００４１】
局は、常に、可能な限り最高のデータ・レートで応答しようとする。最高のデータ・レートは、チャネルに許される極限のデータ・レート、および当該データ・レートに関連するモデム上のリモートＳ／Ｎ比によって決定される。
【００４２】
局がチャネル上でより高いデータ・レートを用いることができる場合、そのデータ・レートに対してリモートＳ／Ｎを決定する。その要求Ｓ／Ｎ比を達成することができる場合、より高いデータ・レートを用いる。一方、条件が悪く、局が要求Ｓ／Ｎ比を達成することができない場合、現在のデータ・レートに留まる。状態が非常に悪く、局が現データ・レートを維持することができない場合、チャネルが許すのであれば、更に低いデータ・レートで応答することを選択する場合もある。低いデータ・レートのＳ／Ｎ比が得られるなら、より低いデータ・レートを用いるだけである。局がより低いデータ・レートを用いることができない場合、そして使用可能な最低のデータ・レートにある場合、局はとにかく試行を行う。しかしながら、より低いデータ・レートが使用可能であるが、局が現チャネル上ではそれを用いることができない場合、局はリモート局に応答しない。この場合、リモート局は、より低いデータ・レートのチャネルを探さなければならない。
【００４３】
要約すると、
−  次のモデムのＳ／Ｎ比が要求Ｓ／Ｎ比を満たし、そのチャネルの最大モデム・レートで次のモデムが使用可能な場合、局は次のモデムに切り替える。
【００４４】
−  現モデムのＳ／Ｎ比が要求Ｓ／Ｎ比よりも低く、直前のモデムのＳ／Ｎ比が要求Ｓ／Ｎ比を満たし、チャネルの最低モデム・レートで直前のモデムが使用可能な場合、局は直前のモデムに切り替える。
【００４５】
前述のモデム・データ・レート適応化プロセスは、図８のフロー・チャートに図で纏めてある。
【００４６】
局が別の局に応答する場合、常にできるだけ多くのデータを送ろうとする。パケット・サイズを制限する要因は、探査の間隔、最大送信電力、およびデータ・チャネル上で許される送信持続時間である。
【００４７】
プロトタイプ・システムでは、基本パケット・サイズは１２７バイトである。これは、２箇所の局間で信頼性高くデータを送信可能にする最小のパケット・サイズである。（これは、送るべきデータがあると想定する。局に送るデータがない場合、パケットは常に１２７バイトよりも小さくなる。）
局は、より多くのデータを送る場合であっても、非常に悪い条件の下では基本パケット・サイズを用いる。したがって、送る先のリモート局が、ひどい背景雑音を有したり、非常に離れている場合、最低データ・レート（８ｋｂｐｓ）および最大電力でなければ応答することができない。
【００４８】
局が基準値（即ち、８ｋｂｐｓに対する要求Ｓ／Ｎ）よりも高いリモートＳ／Ｎ比を得ることができる場合、以下の式に基づいて、より大きなパケットを用い始めることができる。
１０ｘのボー・レート上昇に対して、パケット・サイズに係数Ｚ（通常、Ｚ＝４）を乗算する。
【００４９】
パケット・サイズの乗数＝Ｚlog(X)。ここで、Ｘはボー２／ボー１である。
１０ｄＢのＳ／Ｎ上昇に対して、パケット・サイズにＹ（通常、Ｙ＝２）を乗算する。
【００５０】
パケット・サイズの乗数＝ＹW/10。ここで、Ｗは得られる追加のＳ／Ｎである。
【００５１】
ＺおよびＹの値は、ネットワーク全体に対して固定である。ＺおよびＹに対する代表的な値は、それぞれ、４および２である。
例２
局が８０ｋｂｐｓ、および８０ｋｂｐｓに対する要求Ｓ／Ｎ比で応答することができる場合、最大パケット・サイズである、１２７＊４log(80000/8000)＝１２７＊４＝５０８バイトを用いる。局がパケットを充填することができない場合、要求Ｓ／Ｎ比を達成するために必要な電力をなおも用いる。
例３
局が８０ｋｂｐｓに対する要求Ｓ／Ｎ比よりも１５ｄＢ高く応答することができる場合、最大パケット・サイズである、１２７＊４log(80000/8000)＊２15/10＝１２７＊４＊２．８３＝１４３７バイトを用いる。局がパケットを充填することができない場合、実際に用いるパケット・サイズに必要なレベルにその送信電力を低下させる。例えば、１４３７バイトのパケット・サイズが使用可能であっても、他の局に送るのが６００バイトに過ぎない場合、式ＹW/10の逆関数を用いて、要求Ｓ／Ｎと要求Ｓ／Ｎより１５ｄＢ高い値との間のレベルにそのＴｘ電力を調節し、要求Ｓ／Ｎ比よりもどの位追加の電力が必要かについて判定を行う。
【００５２】
使用可能なＳ／Ｎ比およびデータ・レートに基づいて、局がより大きなパケット・サイズを使用可能であっても、パケット・サイズは探査間隔によって制限される場合もあることに注意するのは重要である。例えば、８ｋｂｐｓチャネル上における探査間隔が３００ミリ秒であり、使用可能なＳ／Ｎ比に基づく最大パケット・サイズが６００バイト（８ｋｂｐｓにおいて６００ミリ秒に換算される）である場合、３００バイト未満のパケット・サイズを用いなければならず、そうしなければ、他の局が探査する際にパケットを劣化（ｃｏｒｒｕｐｔ）させる虞れがあることがわかる。
【００５３】
探査レートに基づいて最大パケット・サイズを決定しようとする場合、多数のファクタを考慮に入れなければならない。これらのファクタには、送信Ｔｘオン遅延（送信機の電力増幅器が静定するための時間、およびリモート受信機が静定するための時間）、モデム訓練遅延（モデム訓練シーケンスの長さ）、ターンアラウンド遅延（プロセッサがＲｘからＴｘに切り替える、即ち、データを処理するための時間）、および伝搬遅延（信号が媒体を伝達する時間）が含まれる。
【００５４】
探査レートに基づいて最大パケット・サイズを決定するためには、以下の式を用いる。
最大長（ｍｓ）＝探査間隔−Ｔｘオン遅延−モデム訓練遅延−
ターンアラウンド遅延−伝搬遅延
すると、バイト長は次のように決定することができる。
最大長（バイト）＝データ・レート／８＊最大長（秒）
例４
探査間隔は、８ｋｂｐｓチャネル上３００ミリ秒である。Ｔｘオン遅延は２ミリ秒、モデム訓練遅延は２ミリ秒、ターンアラウンド遅延は３ミリ秒、伝搬遅延は８ミリ秒（１２００ｋｍ離れている局に対して悪化している場合）である。
最大長（ｍｓ）＝探査間隔−Ｔｘオン遅延−モデム訓練遅延−
ターンアラウンド遅延−伝搬遅延
＝３００−２−２−３−８
＝２８５ｍｓ
最大長（バイト）＝データ・レート／８＊最大長（秒）
＝８０００／８＊０．２８５
＝２８５バイト
前述のパケット・サイズ適応化プロセスは、図９のフロー・チャートに図で纏めてある。
【００５５】
以下の表は、本発明のネットワークにおいて用いられる、探査およびデータ・パケットのフォーマットの詳細を示す。
【００５６】
【表１】
0004560208.tif 000002
【００５７】
プリアンブル(Preamble)：
これは、交互する１および０で構成されたモデム訓練シーケンスである。
Ｓｙｎｃ１−Ｓｙｎｃ３：
これらは、有効なパケットの先頭を検出するために用いられる３つの同期文字である。
パケット・サイズ(Packet Size)：
これは、Ｓｙｎｃ３から最後のＣＲＣバイトまでを含むパケットの全サイズである。探査チャネル上で許される最大パケット・サイズは、探査レートによって決定される。即ち、局は、探査チャネル上の探査間隔よりも長いパケット（時間で測定する）を送ることはできない。データ・チャネル上で許される最大パケット・サイズは、局がデータ・チャネル上に留まっていることができる時間量によって決定される。
サイズ・チェック(Size Check)：
これは、いずれの無効な長いパケットの受信をも回避するように、パケット・サイズ変動をチェックするために用いられる。
プロトコル・バージョン(Protocol Version)：
これは、用いるプロトコル・バージョンが何かをチェックするために用いられる。ソフトウエアがそのバージョンに対応していない場合、パケットは無視される。
パケット型(Packet Type)：
これは、送るパケットの型を定義する。最上位ビットをセットすると、別のパケットが現パケット直後に続く。
受信ＩＤ(Receiving ID)：
これは、パケットをアドレスする先の局のＩＤである。
送信ＩＤ(Sending ID)：
これは、現在パケットを送信中の局のＩＤである。
パケット番号(Packet Number)：
送信される各パケットには、新たな連番が与えられる。プロトコルは、この番号を一切用いない。これは、単にシステム・エンジニアに情報を提供するためにある。局をリセットする毎に、パケット番号はランダムな番号から開始する。これによって、古いパケットとの混同を防止する。
Ａｄｐ  Ｔｘ  電力(Adp Tx Power)：
送信側局の現電力は、ｄＢｍ単位で絶対電力として、−８０ｄＢｍないし＋７０ｄＢｍの範囲で与えられる。（フィールドには、−１２８ｄＢｍないし＋１２７ｄＢｍまでの値が可能である。）
Ｔｘ経路損失(Adp Tx Path Loss)：
これは、送信側局で測定した経路品質である。経路損失＝受信側局の直前の送信における（リモートＴｘ電力−ローカルＲＳＳＩ）。送信側局のＲＳＳＩが固定化されていることを示すには、０の値を用いる。経路品質は、受信側局が次に送信側局に送信する場合に、受信側局において補正係数として用いられる。
Ａｄｐ  Ｔｘ  アクティビティ(ADp Tx Activity)：
これは、アクティビティ＝ワット＊時間／（帯域幅＊連続）時間平均、として測定した、送信側局のアクティビティ・レベルである。
Ａｄｐ  Ｔｘ  アンテナ(Adp Tx Antenna)：
これは、送信側局が用いる現アンテナ構成を示す。２５５通りの可能な構成の各々が、完全なアンテナ・システム即ちＴｘおよびＲｘアンテナを記述する。
Ａｄｐ  Ｔｘ  Ｂｋｇ  ＲＳＳＩ：
これは、現在送信しているモデムに対する、送信側局における現背景ＲＳＳＩである。これは、２５５ないし−１ｄＢｍの値が可能である。送られる値は、ＲＳＳＩの絶対値であり、受信側局は、この値に−１を乗算し、ｄＢｍ単位の正しい値を得なければならない。チャネルが使用可能でないこと、または０ｄＢｍ以上であることを示すために、０の値を用いる。０ｄＢｍの値は、適応化の目的には用いることができない。
ＡＤｐ  Ｔｘ  Ｂｋｇ  ＲＳＳＩ−１：
直前のモデムであることを除いて、前節と同一である。
Ａｄｐ  Ｔｘ  Ｂｋｇ  ＲＳＳＩ＋１：
次のモデムであることを除いて、前節と同一である。
Ｔｘ  スパイク雑音(Adp Tx Spike Noise)：
下位３ビットは、Ｈｚ単位のスパイク周波数であり、０＝なし、１、５、１０、５０、１００、５００、＆＞５００、そして次の５ビットはｄＢ単位のスパイク振幅である。
Ａｄｐ  Ｒｘアクティビティ(Adp Rx Activity)：
ある局が高アクティビティ・レベルにあり、他の局に干渉している場合、このフィールドを用いてアクティブな局にそのアクティビティ・レベルを低下させる。多数の局がアクティビティの低下を要求する場合、干渉元の局は応答し、そのアクティビティを低下させる。このような低下を要求する局がない場合、アクティブな局はそのアクティビティ・レベルをゆっくりと上昇させ始める。したがって、局が非常に離れた区域にある場合、そのアクティビティ・レベルを上昇させ、接続性を発生しようとする。これが非常にビジーな区域にある場合、他の局はそのアクティビティをより低いレベルに保持する。
【００５８】
本発明の好適な実施形態では、局は常に５つの近隣を維持しようとするので、他の局は、当該局がそのアクティビティを低減するように要求する必要はない。しかしながら、この機構は、局がその電力を低減することまたはそのデータ・レートを上昇させることがもはやできず、なおも余りに多くの別の局と干渉する場合に備えたものである。
Ａｄｐ  Ｒｘ  チャネル(Adp Rx channel)：
２５５個の既定のチャネルを許可する。これらのチャネルは、ネットワーク全体に対して設定される。各チャネルには、探査レートが関連付けられている（オフに切り替え、データ・チャネルにすることも可能である）。各チャネルには、最低データ・レートも関連付けられている。チャネルには、ＴｘおよびＴｘ周波数が定義されている。また、チャネルは他の媒体、例えば、衛星、ディジネット、ＩＳＤＮ等としても定義することができる。
【００５９】
送信側局は、探査チャネルに許されているパケット・サイズに収容し得る以上のデータを受信側局に送る場合、他の局にデータ・チャネル（即ち、探査がディスエーブルされているところ）に移動するように要求する。
ヘッダＣＲＣ(Header CRC)：
これは、ヘッダ・データに対する１６ビットＣＲＣチェックである。これは、ヘッダ内の全バイトの合計である。パケットＣＲＣが失敗した場合にのみチェックする。これは、どの局がパケットを送ったのかを判定する手段として備えられている。パケットＣＲＣが失敗し、ヘッダＣＲＣが合格した場合、ヘッダ内に備えられているデータは、注意深く用いなければならない。何故なら、ヘッダＣＲＣは、さほど強力なエラー検出手段ではないからである。
【００６０】
以下に与える近隣ルーティング・フィールドは、ヘッダＣＲＣには含まれていない。何故なら、これらはパケットＣＲＣが合格しなければ、用いることがないからである。これによって、ルーティングにエラーが発生する可能性を低下させる。
Ｎｅｉｇｈルーティング・フラグ(Neigh Routing Flags)：
これらのフラグは、ルーティングを改善するために用いられる。これらは、現局に関する追加情報を提供する。現在定義されているビットは、以下の通りである。
【００６１】
ビット０−現局のトラフィックがビジーの場合セットする。
ビット１−現局がインターネット・ゲートウエイである場合セットする。
【００６２】
ビット２−現局が認証局である場合セットする。
ビット３−予約。
【００６３】
更にフラグが必要な場合、別の８ビット・バイトを追加することも可能である。
近隣データ・サイズ(Neighbour Data Size)：
バイト単位のルーティング・データのサイズ。これは、Ｎｅｉｇｈルーティング・フラグおよび近隣データ・サイズを含む（即ち、３バイト）。Ｎｅｉｇｈソフト更新フィールドを含ませる場合、別の４バイトを追加する。近隣データ・セクションに含まれる各近隣毎に追加の６バイトを付加する。いずれかの近隣データを含ませる場合には、Ｎｅｉｇｈソフト更新を含ませなければならない。
Ｎｅｉｇｈソフト更新(Neigh Soft Update)：
これは、現局において使用可能な更新ソフトウエアの現バージョン（フィールドの上位１６ビット）、および使用可能な現ブロック数（フィールドの下位１６ビット）である。
近隣データ(Neighbour Data)：
これは、現局がルーティング・データを有する近隣のリストである。現局が、これまでに有していたよりも良い局に対する更新ルーティング・データを受信する毎に、それ自体のデータを更新し、その次の探査において、このリストにその局を含ませる。データ・セクションは、リスト内の局毎に、以下の４つのサブ・フィールドを有する。
【００６４】
局ＩＤ：近隣局のＩＤを有する３２ビット・フィールド。
Ｔｘ電力Ｒｅｑ：現局から局ＩＤに到達するのに必要
な結合または直接Ｔｘ電力を示す８ビット・フィールド。
【００６５】
モデムＲｅｑ：現局が宛先局に到達するのに必要なモデ
ム。
【００６６】
フラグ：宛先局に対する追加のルーティング情報を与えるフラグ。
ビット０−イン・トラフィック（Ｉｎ  Ｔｒａｆｆｉｃ）、ビット１−ゲート  ウエイ、ビット３−認証局、ビット４−直接近隣。最後のビットは、リスト内  の局が現局に直接近隣することを示す。
パケット・データ(Packet Data)：
これは、パケットのデータである。これは、１つ以上のセグメントで構成されている。セグメントは、いずれの型でもよく、いずれのＩＤに対しても発信元でも宛先でもよい。
ＣＲＣ：
これは、パケット全体に対する３２ビットのＣＲＣチェックである。このＣＲＣが失敗した場合、パケット・データは破棄されるが、しかしながら、ヘッダＣＲＣが合格であれば、ヘッダ・データを救うことはできる。
改善した方法
図２Ａないし図２Ｄのフロー図は、図１のネットワークにおいて実行する測定プロセスならびに電力制御および較正を示す。発信元局Ａは、局Ｂから受信した信号強度を測定する。加えて、局Ａは、その送信ヘッダから局Ｂを識別し、どの局をアドレスしているのか、および何の情報が送られているのか特定する。次に、局Ａは、局Ｂのヘッダに埋込まれている送信電力および雑音／干渉レベルを読み取ることによって、局Ｂが用いてアドレスしようとしている局に到達するための電力レベル、およびそのローカル雑音／干渉下限（ｆｌｏｏｒ）を導出する。次に、局Ａは、その測定信号強度および局Ｂの宣言電力レベル（ｄｅｃｌａｒｅｄ  ｐｏｗｅｒ  ｌｅｖｅｌ）を用いることによって、局Ｂから局Ａまでの経路品質を計算することができる。
【００６７】
局Ｂが局Ｃのような別の局に応答している場合、局Ａは、単に局Ｂの送信を監視し、局Ｂのヘッダから、その局Ｃに対する宣言経路品質を読み取ることによって、局ＢおよびＣ間の変動する経路品質に関する情報を得ることができる。加えて、局Ｂは局Ｃに応答する際のその送信電力を、局Ｂによって宣言された局Ｃに対する経路損失と共に宣言するので、局Ａは、局Ｃの送信を受信することができなくても、局Ｃにおける雑音／干渉下限を計算することができる。
【００６８】
局Ｂが局Ｃに送信するときに局Ａにおいて局Ｂの送信を監視することによって、局Ｃが局Ａの「範囲外」にあっても、局ＢおよびＣ双方の経路品質、要求電力レベル、および雑音／干渉下限を得ることができる。
【００６９】
局Ｂが探査中であり、他のいずれの局にも応答していない場合、ＡからＢへの実際の経路品質を算出する以外、その送信から、経路品質や要求経路品質に関する他の情報を得ることはできない。局Ａが、局Ａに応答する局Ｂを監視し、局Ｂのヘッダに埋込まれている局Ａに対して算出した経路品質を読み取った場合、局Ａは、この算出経路品質を、局Ｂから読み取ったそれと比較し、差を算出する。局Ａはこの差を用いて、その平均経路品質差を更新する。これを行うには、局Ａが計算した経路品質を、局Ｂが計算したそれと比較する。その差は、これら２箇所の局の測定方法およびその他の不正確性の相違の結果である。
【００７０】
しかしながら、送信間で経路品質に変動があるので、経路品質は、局Ｂが局Ａから局Ｂまでの経路品質を計算したときから、局Ａが局Ｂから局Ａまでの経路品質を算出したときまでに変化している可能性がある。したがって、測定の不正確性の結果である差の長期平均に加えて、変化率を算出することができる。この変化率は、送信間の伝搬変化による実際の経路品質の変化率によるものである。
【００７１】
局Ａは、局Ｂが宣言した雑音／干渉レベルを用いてそのデータベースを更新し、局Ｂにおける過去のレコードに基づいて、雑音／干渉の遅い変化率、およびＢの雑音／干渉下限以内においてあり得る速い変動を示すことも可能である。次いで、局Ａは、局Ａから局Ｂまでの経路損失の予測変動、および雑音／干渉の変化率の予測変動を用いて、局Ｂに送信する好機を予測することができる。これは、局ＡおよびＢ間の最低経路品質または最小雑音下限の周期を選択するように行う。局Ａは他の局、例えば、局Ｂ、Ｃ、Ｄ、ＥおよびＦからデータを集めているので、局Ｂが最良の機会を提供するか否か、または他の局の１つを選択すべきかについて判断することができる。加えて、そのデータ・レート、パケット持続時間および送信機電力を、経路品質の変化率および変動の持続時間、ならびに局ＡおよびＢ間に存在する雑音／干渉に基づいて選択することができる。
【００７２】
局Ａが局Ｂを選択してデータを送信する場合、局Ｂから返送される承認を受信し、次いで情報は局Ｂから他の局に都合に応じて転送される。局Ｂからの送信を監視することによって、局Ａは、局Ｂから局Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ等に対する経路品質、および局Ｂが送信可能な他の局に対する経路品質も把握することができることが重要である。これらの送信を監視することによって、これら別の局を局Ａが直接監視していなくても、局Ｂと他の局との間の経路品質の変動、および他の局の雑音／干渉下限の変動の指示を、拾い上げる。この技法を用いると、単に最初のホップだけでなく２回のホップを考慮に入れて都合に応じた中継局を選択することができ、ルーティング情報全体が使用可能であれば、データは効果的に宛先局Ｏに送出することができる。
ハードウエア
図３、図４、図５および図６は、本発明を実現するために用いる基本的なハードウエアを示す。これらの図は、前述の国際特許出願第ＷＯ９６／１９８８７号の図８、図９、図１０および図１１に対応する。
【００７３】
主プロセッサ１４９は、その送信「決定」に基づいて、用いる電力レベル・データ・レートおよびパケット持続時間を決定し、このパケットをシリアル・コントローラ１３１に送り、同時に周辺インターフェース１４７を介して、送信／受信スイッチ１０３を送信モードに切り替え、適当な遅延の後送信機をオンに切り替える。ザイログ・チップ（Ｚｉｌｏｇ  ｃｈｉｐ）１３１は、パケット・データを、適当なヘッダおよびＣＲＣチェックと共に、選択したデータ・レートに応じてブロック１２８または１３０内のＰＮシーケンス・エンコーダを介して送り出す。
【００７４】
主プロセッサ１４９は、情報フィールドの１つとして、それが用いている送信電力に対応するデータをデータ・パケットの中に埋め込む。これは、電力制御ＰＩＣブロック１３２に送るのと同じ送信電力である。電力制御ＰＩＣブロック１３２は電力制御回路１４１を駆動するために用いられ、一方電力制御回路１４１は利得制御およびロー・パス・フィルタブロック１４３を制御する。また、このブロックは、電力増幅器１４５からのフィードバックを用いて、ドライバ１４４および１４２を制御する。
【００７５】
検知および利得フィードバック方法は、電力制御回路１４１からの命令に基づいて、正当に精度の高い電力レベルを得ることを可能にする。
【００７６】
電力増幅器をオンに切り替える前に、シンセサイザ１３８によって送信周波数を選択し、その後、ドライバ・ブロック１４１を介して電力増幅器１４５に命令し、増幅器をオンに切り替える。
【００７７】
電力増幅器１４５が供給する最小電力レベルより低い電力レベルが要求される場合、切替アッテネータ・ブロック１０２にスイッチを入れ、追加の減衰を４０ｄＢまで与えることができる。したがって、プロセッサは、電力増幅器に、アッテネータ結合にスイッチを入れるように命令し、マイナス４０ｄＢｍからプラス５０ｄＢｍまでの範囲で出力電力レベルを供給することができる。増幅器をオンに切り替えると、プロセッサは、低電力検知回路１０１から、順および逆電力に関する情報を得て、アナログ／ディジタル変換器１４６を介して送り出し、主プロセッサ１４９がこれを用いて、送信中の電力レベルを監視する。次いで、この情報はダイナミックＲＡＭ１５０に格納され、要求レベルに対する比較によって実際に発生する順電力レベルおよび反射電力レベルに関する情報を提供する。
【００７８】
出力送信電力の量は、送信電力制御ループ（ブロック１４５、１４４、１４２および１４３）および切替アッテネータ・ブロック１０２の効率によって影響を受ける。加えて、アンテナ１００におけるあらゆる不整合も、反射電力および順電力の変動を招く。種々の要求レベルに対して実際に出力される相対的電力は、プロセッサによってＲＡＭに格納され、要求電力出力レベル対実電力出力レベルの表を与えることができる。これを用いることによって、プロセッサは、メッセージまたは探査信号内に今後の送信に関して提供する情報において、より高精度な電力レベル・フィールドを用いることが可能となる。電力レベルはマイナス４０ｄＢｍからプラス５０ｄＢｍまで変化するので、事実上１０ｄＢ間隔で１０段階の異なる電力レベルを送信することが可能となる。したがって、プロセッサが格納する表は、これら１０段階の電力レベルを有し、要求電力レベルおよび実際の電力レベルはこの範囲の中にある。
【００７９】
こうして、ネットワーク内の他のいずれかの局が、そのアンテナ１００を介してこの送信を受信する。受信信号は、次に、低電力検知回路１０１および切替アッテネータ１０２を通過する。切替アッテネータ１０２は、初期状態では０ｄＢ減衰に設定されている。次に、２ＭＨｚバンドパス・フィルタ１０４を通過し、帯域外干渉を除去して、前置増幅器１０５に入る。前置増幅器１０５は、信号を増幅し、その後この信号はミキサ１０６によって混成され１０．７ＭＨｚのＩＦ信号となる。この信号はバンドパス・フィルタ１０７によって濾波され、ＩＦ増幅器１０８において増幅され、更にブロック１０９、１１０、１１１および１１２において濾波および増幅される。
【００８０】
最後の濾波が、ブロック１１４および１１５において行われる。この段階で、狭帯域ＲＳＳＩ機能を用いてブロック１１６で信号を測定し、主プロセッサがその出力を用いて、着信した送信の信号強度を判定する。これによって、必要であれば、プロセッサは電力制御ＰＩＣ回路１３２に、４０ｄＢまで追加の受信機減衰にスイッチを入れるように要求することができる。追加の減衰にスイッチを入れることが必要なのは、信号がブロック１１６のＮＥ６１５の測定範囲を超過する場合のみである。それ以外では、アッテネータを０ｄＢ減衰に止めておき、小さな信号の受信を可能にするように受信機を最大感度にしておく。着信する送信は、同時に２つの帯域幅、即ち、８ｋＨｚおよび８０ｋＨｚで測定する。８０ｋＨｚ帯域幅は、１５０ｋＨｚセラミック・フィルタ１０９の後で１０．７ＭＨｚＩＦ信号を取り出し、１５０ｋＨｚセラミック・フィルタ１２１およびＮＥ６０４ＩＣ１２０を用いることによって測定する。これもまた、ＲＳＳＩ出力を有し、インターフェースを介して、主プロセッサ１４９が受信する。
【００８１】
広帯域および狭帯域ＲＳＳＩは、アナログ／ディジタル変換器１４６を介して測定し、次いでこのデータを主プロセッサ１４９に渡す。主プロセッサは参照表を有し、Ａ／Ｄ変換器からの情報を取り込み、既に較正済みのデータから、受信信号強度を導出する。このデータは、ｄＢｍ単位で、通常マイナス１４０ｄＢｍから０ｄＢｍまでの間で較正される。この情報は、通常、較正信号発生器の出力を用いて発生し、これを受信機の入力に注入し、次いで種々の信号強度レベルにダイアル・アップし、キーボード２０９を介してプロセッサに、どの電力レベルを注入するかに関して命令する。次いで、この情報はスタティックＲＡＭまたはフラッシュＲＡＭ１５０に永続的に格納される。
【００８２】
したがって、受信側局は、着信するあらゆる送信の電力レベルを精度高く記録することができる。次いで、着信した送信のアドレスおよびそれに埋め込まれている送信電力レベルを読み出す。これらを比較することによって、例えば、プラス４０ｄＢｍ送信電力レベルが、受信機においてマイナス９０ｄＢｍとして測定される場合もあり、次にこれを用いて、１３０ｋＢの経路損失を計算する。経路損失は、０ｄＢから最大１９０ｄＢ（＋５０−（−１４０）＝１９０）まで変化する可能性がある。測定可能な最小経路損失は、送信側局の送信電力、および受信側局が測定可能な最大信号によって左右される。この設計では、アンテナ・ポート１００における最大受信信号は０ｄＢｍであるので、送信電力が０ｄＢｍ未満であるならば、０ｄＢ経路損失を測定することができる。それ以外では、例えば、送信電力が５０ｄＢｍでは、測定可能な最小経路損失は５０ｄＢｍとなる。これは、切替アッテネータに追加の刻みを加えることによって、または受信機内に異なる構成を用いることによって改善することができる。切替アッテネータにスイッチが入って最大になっており、ＲＳＳＩがその最高レベルにあることをＡ／Ｄ変換器の出力が示す場合、受信プロセッサは、この送信に関連するデータに「固定化」というタグを付ける。これは、経路損失が測定可能範囲を下回ることを意味する。
【００８３】
受信時には、プロセッサは背景信号および干渉を連続的に測定し、いずれのモデム上でもいずれのデータ・レートでも送信が検出されない場合、ｄＢｍ単位で雑音および干渉を監視および測定し、平均を計算して、スタティックＲＡＭに格納する。送信が検出された場合、最後の雑音測定値を信号強度と比較し、信号対雑音比を導出する。各送信毎に、送信に先立って拾い上げた背景雑音を、送信メッセージまたは探査内部で、送信電力と共に別のフィールドとして知らせる。ネットワーク内にある他の局は、送信から、経路品質だけでなく、その送信に先立つ遠方の局の雑音下限も、拾い上げ導出することができる。受信側局は、経路品質を知っており、しかも遠方の局の雑音下限を有するので、この遠方の局においていかなる所望の信号対雑音比を得る場合でも、どのような電力で送信すべきかについて把握している。
【００８４】
通常、要求信号対雑音比は、モデムの性能、ならびにパケット持続時間および成功確率に基づく数値を基準とする。この要求信号対雑音比は、プロセッサによってデータベースに格納され、種々の宛先への送信の成功に基づいて、連続的に更新される。例えば、ある局が送信を拾い上げ、経路損失を１００ｄＢと算出し、遠方の局がマイナス１２０ｄＢｍの宣言雑音下限を有するとすると、例えば、毎秒８キロビットに対して２０ｄＢの要求信号対雑音比を満たすためには、マイナス２０ｄＢｍの電力レベルで送信する。この要求信号対雑音比は、毎秒８０キロビットでは、異なるものとなる。即ち、１５ｋＨｚと比較して、１５０ｋＨｚというより広い帯域幅では、雑音下限も高くなり、毎秒８０キロビット・モデムの性能は、毎秒８キロビット・モデムの性能とは異なると考えられるからである。
【００８５】
したがって、受信側局は、たとえば、広帯域における宣言雑音下限がマイナス１１０ｄＢｍであり、経路損失が未だ１００ｄＢであるが、要求信号対雑音比が例えば１５ｄＢである場合、プラス５ｄＢｍの送信電力が必要となることがわかる。この送信を受信した局は、発信元局に応答するためにはどのような電力レベルを用いるべきかわかるであろう。
【００８６】
他の通信中の局を監視すれば、受信側局は、経路品質の変動や、変動があることを監視している種々の他の局が宣言した雑音下限も同様に知ることができ、更に最低経路品質および最低雑音下限のときを選択することによって、それが監視している局または複数の局に対する要求信号対雑音比を達成するのに適した電力レベルで送信する。送信に応答する際、応答側局はその送信機をオンに切り替え、要求電力レベルを満たすように電力制御ＰＩＣ１３２を介して電力増幅器を制御し、次いで主プロセッサ１４９はそれ自体の送信電力、送信前のそれ自体の受信雑音、およびそれが応答しようとしている局から受信したばかりの経路品質のフィールドを埋める。
【００８７】
信号対雑音比および要求電力レベルにしたがって、主プロセッサは、毎秒８０キロビットのモデムまたは毎秒８キロビットのモデムのいずれかにスイッチを入れるように選択し、送信を行う。この送信を行う際に、それ自体の送信電力レベル、１５０ｋＨｚおよび１５ｋＨｚ帯域幅双方で測定したそれ自体の背景雑音下限、およびそれが応答している送信に対して算出したばかりの経路品質を埋め込む。発信元局は、この送信を受信すると、再度２つの帯域幅においてＲＳＳＩを測定し、Ａ／Ｄ変換器１４６を介して、そしてスタティックＲＡＭ１５０内の参照表を用いて、受信信号強度を算出する。ザイログ同期シリアル・チップ１３１から受け渡された受信パケットを検査することによって、宣言送信電力および測定ＲＳＳＩを用いて受信経路損失を算出し、他の局がそれに送った経路損失値を比較する。
【００８８】
これら２つの経路損失を比較する際、送信および受信間では短い時間期間が経過したに過ぎないので、これら２つの経路損失は、恐らくは移動車両環境に起因して経路損失が変動しているのでなければ、非常に似通っているはずである。連続する送信では、２つの経路損失値間の差の平均を取り格納する。何故なら、この数値は信号強度の測定誤差、または送信された宣言電力レベルの誤差による差を表わすからである。平均化プロセスを用いて、例えば、移動車両の影響および経路損失変動を平均化する。主プロセッサはこの平均した数値を用い、ネットワーク内のあらゆる局毎に１つを保持する。ネットワーク内の各局毎に数ｄＢないし数十ｄＢの範囲の経路損失補正係数即ちデルタが得られ、ＲＡＭに格納する。いずれかの局が送信し経路損失を測定しているのを検出すると、局に応答する前に、即ち、予測的に、補正係数を用いて送信電力レベルを補正する。代表的なプロセスは次の通りである。
【００８９】
局Ａが、例えば、１００ｄＢの局Ｂからの着信経路損失を測定する。局Ａは局Ｂのアドレスを得て、参照表と比較し、例えば、１０ｄＢプラスの補正係数即ちデルタを決定する。これは、局Ａが測定した経路損失が、局Ｂが測定した経路損失よりも平均で１０ｄＢ高いことを意味する。局Ａが丁度測定した経路損失および局Ｂの雑音に基づいて、局Ａは、局Ｂにおける要求信号対雑音比を満たすように、要求電力レベルを算出する。局Ｂによる宣言経路損失と局Ａによる測定経路損失との間で許容される差は、局Ａによって格納される。強い変動が検出された場合、これは恐らく送信間における経路損失の変動によるものであり、したがって、局Ａが受信信号強度を用いて経路損失を判定する。経路損失値間の差を用いて、平均差分数値を更新し、ある回数の送信にわたって、送信および応答間の経路損失のあらゆる変動を平均化する。
【００９０】
また、差分数値を有することは、探査している局または他のいずれかの局と通信している局を聴取する際に、補正係数を用いて経路損失を計算可能であり、十分な信号対雑音比で遠方の局に到達するために用いる必要がある送信電力を推定可能であるという点でも有用である。経路損失デルタ即ち補正係数は、局が互いに双方向処理をしているときにのみ更新され、このフィールドは、局が他の局に応答しているときの送信においてのみ存在し、他の局が単に探査しているときには存在せず、その場合このフィールドは空のままである。
【００９１】
以上経路減衰または送信損失という意味の経路損失測定を特定的に参照しながら本発明の実施形態を説明したが、先に引用したような追加の経路品質パラメータを測定し、一層精度を高めた経路品質値を得て、局間でデータを送信する際に用いる送信電力を調節する場合に使用可能であることは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  発信元局がどのようにして複数の中間局を経由して宛先局にデータを送信することができるのかを示す、マルチ局通信ネットワークの概略図である。
【図２Ａないし図２Ｅ】  合わせて本発明の方法の動作を図で示す、簡略化したフロー図である。
【図３】  本発明を実現するのに適した装置の概略ブロック図である。
【図４】  本発明を実現するのに適した装置の概略ブロック図である。
【図５】  本発明を実現するのに適した装置の概略ブロック図である。
【図６】  本発明を実現するのに適した装置の概略ブロック図である。
【図７】  本発明の電力、モデム・データ・レートおよびパケット・サイズ適応化プロセスを示すフロー図である。
【図８】  本発明の電力、モデム・データ・レートおよびパケット・サイズ適応化プロセスを示すフロー図である。
【図９】  本発明の電力、モデム・データ・レートおよびパケット・サイズ適応化プロセスを示すフロー図である。
【図１】
0004560208.tif 000003
【図２】
0004560208.tif 000004
0004560208.tif 000005
0004560208.tif 000006
0004560208.tif 000007
0004560208.tif 000008
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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