(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線データ通信ネットワークにおけるデータ速度を増加する方法において、
データパケットに関連するプリアンブルの終端部分を第１の固定列に限定すること；
前記データパケットに関連する符号化されたデータの開始部分を第２の固定列に限定すること；
前記データパケットのプリアンブルを第１クロック速度で送信すること；
前記第１の固定列と前記第２の固定列の間で前記第１クロック速度を第２クロック速度に変更すること；及び
前記符号化されたデータを前記第２クロック速度で送信すること；
の各ステップを含む前記方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に無線通信に関し、特に無線データ通信（例えばイーサネット（Ethernet）(登録商標)）におけるデータ速度を増加する方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
現存の１ＥＥＥ 802.11b標準及びテキサス・インスツルメンツ社（以下ＴＩ）の提案する前記標準に対する２２Ｍｂｐｓの拡張（extension）は１１Ｍｓｐｓシンボル速度と２０ＭＨｚの帯域幅占有に基づいている。パルス成形（pulse shaping）、適応等化（adaptive equalization）のような最近のデジタル通信技術においては、同じ帯域で一層積極的なシンボル速度が実際的である。しかし現在のネットワークで共用して扱うために、プリアンブルのシンボル速度を含むプリアンブル（preamble）の構造は変化すべきでない。
【０００３】
以上の観点において、プリアンブル、例えば１１Ｍｓｐｓのプリアンブルを伝送し、それに続いてより高いシンボル速度で符号化されたデータ速度により伝送する方法をもつことが好ましい。
【０００４】
【発明の概要】
本発明はクロック切換（clock switching）によりイーサネットのような無線データ通信ネットワークにおけるデータ速度を増加する方法に向けられる。本発明はパケット構造のプリアンブルとデータ部分の間にクロック切換を用いる。シフトブロック（shift block）はプリアンブルと符号化されたデータ部分の間に挿入されるテール列（tail sequence）とヘッド列（head sequence）を含む。クロック切換はテール列とヘッド列の間のシフトブロック内で起こる。テール列とヘッド列は各々固定列に規制される。
【０００５】
本発明の１実施例は無線データ通信ネットワークにおけるデータ速度を増加する方法に向けられ、その方法は、
データパケットに関連したプリアンブルの終端部分を、第１の固定列に規制すること；
前記データパケットに関連した符号化されたデータの開始部分を、第２の固定列に規制すること；
前記データパケットのプリアンブルを第１クロック速度で送信すること；
前記第１の固定列と前記第２の固定列の間において前記第１クロック速度を第２クロック速度に変化させること；及び
前記符号化されたデータを前記第２クロック速度で送信すること；
の各ステップを含む。
【０００６】
本発明の他の実施例によれば、無線通信ネットワークにおけるデータ送信の速度を増加する方法は、
データパケットに関連して第１の固定列を含む終端部分をもったデータパケットのプリアンブルを第１クロック速度で送信すること；及び
前記データパケットに関連して第２の固定列を含む開始部分をもった符号化されたデータを第２クロック速度で送信すること；
の各ステップを含む。
【０００７】
本発明の他の要点と特徴及び本発明に伴う多くの利点は添付の図面を考慮した以下の詳細な説明をより詳しく理解することにより容易に理解されるであろう。添付図面において、同様の部分は同様の参照番号が付される。
【０００８】
尚添付図面は各種実施例を示しているが、本発明の他の実施例も明細書に記載の如く考慮しているものである。全ての場合において、この開示は本発明の図示された実施例を例示の目的で示すものであり、それに限定するものでない。本発明の範囲及びその精神に含まれる多数の他の変形、実施例を当業者は容易に考慮できるであろう。
【０００９】
【発明の実施の形態】
現存の１ＥＥＥ 802.11b標準及びＴＩ提案の前記標準に対し２２Ｍｂｐｓの拡張（extension）は１１Ｍｓｐｓシンボル速度と２０ＭＨｚの帯域幅の占有に基づいている。帯域幅とシンボル速度の比率２０／１１＝１．８１８は過剰帯域幅パラメータα＝８１．８％を意味している。「波形の広がり（waveform spreading）」の量を表すこのパラメータは下記式の（複素数）ベースバンド送信信号（baseband transmission signal）で表現できる。
【００１０】
0003829085.tif 000002
【００１１】
ここで複素数標本（sample）｛ck｝は符号化されたデータを表し、実数のパルス形状ｐ（ｔ）は信号のスペクトルを決定する。ＩＥＥＥ802.11b においては、標本｛ck｝はＱＰＳＫ信号の集合から引き出され、２２Ｍｂｐｓの標本は８−ＰＳＫ信号の集合に属する。ナイキスト（Nyquist）パルスにおいては、パルス形状は下記の等式を満足する。
【００１２】
0003829085.tif 000003
【００１３】
ここでｋは整数である。そのようなパルス形状の１例は自乗余弦パルスとして知られ、図１に示される。この例において、自乗余弦パルスは２０ＭＨｚの帯域幅を占有する２つの場合、Ｔ＝１／（１１×１０6）でα＝８１．８％の過剰帯域幅をもった自乗余弦プルス１０と、Ｔ＝１／（１６．５×１０6）でα＝２１．２％の過剰帯域幅をもった自乗余弦パルス１２が示される。この第２のパルス１２はシンボル速度が第１のパルスに比較して５０％増加するが、依然同じ２０ＭＨｚの帯域幅を維持している。
【００１４】
固定帯域幅を維持しながらシンボルのクロック速度を変化する効果は図２Ａ，２Ｂに示される「視覚図面（eye diagrams）」に見ることができる。特に、図２Ｂは１１Ｍｓｐｓのシンボル速度の２０ＭＨｚの信号を示す視覚図面であり、一方図２Ａは１６．５Ｍｓｐｓのシンボル速度の２０ＭＨｚの信号を示す視覚図面である。これらの視覚図面はより速いシンボル速度はそのシンボル周期が、遅いシンボル速度に関連した信号のシンボル周期の長さの２／３に減少することを示している。更に、図２Ａに示される小さい値のα＝２１．２％の波形は、より複雑な構造を示し、これは信号パルスの形状はより複雑な作用をもつという事実に関連する。
【００１５】
現在のネットワークとの共用を維持しながら送信のスループットを改良する方法は、パケットのプリアンブルの後にシンボルクロックを変化することにより達成される。データ速度を改良するこの方法は、前述のＩＥＥＥ標準及びＴＩ拡張の変調及び符号化の方法を再使用することを可能とする。特に、クロックの切換無しに５．５Ｍｂｐｓ，１１Ｍｐｂｓ，２２Ｍｐｂｓで作動する３つのＰＢＣＣ（登録商標）モードは、クロックがヘッダで使用される１１Ｍｂｐｓからパケットのデータ部分の間の１６．５Ｍｂｐｓに切り換えられるときは、８．２５Ｍｂｐｓ，１６．５Ｍｂｐｓ，３３Ｍｂｐｓの速度で送信する。
【００１６】
クロック切換システムにおいて、２つのベースバンド信号は下記により発生される。
【００１７】
0003829085.tif 000004
【００１８】
ここで、ｘ1(t)は最初の送信（例えばプリアンブル）を表し、ｘ2(t)はそれに続く送信を表す。送信されるベースバンド信号はその合計で下記のようになる。
【００１９】
0003829085.tif 000005
【００２０】
ここで第２の信号は第１の信号の終端に整合するためτ＝(n−1)T1＋T2遅延される。
【００２１】
図３Ａ，３Ｂは固定の２０ＭＨｚ帯域幅を用いて１１Ｍｓｐｓから１６．５Ｍｓｐｓにクロック切換することによる波形結果を説明する図面である。特に、図３Ｂは合成信号ｘ（ｔ）を示し、一方図３Ａは２つの要素信号ｘ1(t)とｘ2(t-τ) を示す。各信号はランダムデータを含む。クロック速度の変化により起こるシンボル内干渉（inter-symbol interference）は図３Ｂに容易に見られる。この歪みは第１の信号の終端と第２の信号の開始端の両方に影響する。受信器（図８で３０２、３０４、３０６と番号の付けられた）における誤動作を避けるため、本発明の方法の１実施例においては第１の信号の終端（テール）を固定列に限定し、更に第２の信号の開始端（ヘッド）も固定列に限定する。この技術は、ヘッド長２とテール長３をもった保護帯域を用いて１１Ｍｓｐｓから１６．５Ｍｓｐｓにクロック切換することによる波形結果を説明する図面である図４Ａ，４Ｂに示される。図５Ａ，５Ｂも１１Ｍｓｐｓから１６．５Ｍｓｐｓにクロック切換することによる波形結果を示す図面であるが、ヘッド長４とテール長６の保護帯域を用いたものである。これら２つの場合において、ヘッドは定数（＋１）の列に選ばれ、テールは前記ヘッドの１８０°回転の定数（−１）に選ばれる。この選択は単一ウエル画定の転移（single well defined transition）がクロック変更の境界で起こるという好ましい性質をもつ。
【００２２】
図６はクロック切換の無いパケット構造１００を示す図面である。パケット構造１００はプリアンブル１０２と符号化されたデータ部分１０４をもつことが分かる。プリアンブル１０２は関連するネットワーク（図８で３００と番号の付された）の全ての使用者が検出できる共通のフォーマットを使用しており、一方符号化されたデータ部分は意図する受信器（３０２、３０４、３０６）によってのみ復号可能であることが必要である。
【００２３】
図７は本発明の１実施例によるクロック切換をもったクロック切換パケット構造２００を示す図面である。クロック切換パケット構造２００はプリアンブル１０２と符号化されたデータ１０４の間に「シフト」ブロック２０２を挿入して得られる。クロック速度の切換はシフトブロック２０２内のテール列２０４とヘッド列２０６の間で起こる。好ましくは、リシンク列（ReSync sequence）２０８が再修正追跡ループ（re-calibrating tracking loops）における受信器（３０２、３０４、３０６）及び適応フィルタ等のような他の受信要素を助けるために使用される。
【００２４】
本発明の方法はイーサネットのような無線データ通信の技術における重要な進歩を示す。等化器（equalizer）の分野における当業者に新規な原理を適用したり、要求される専門化された要素を組立て使用するのに必要な情報を与えるように相当に詳細に本発明を説明した。前述の説明から見て、本発明は構造及び動作において従来技術から非常に離れていることが明らかであるに違いない。しかしながら、本発明の特定の実施例を詳細に説明したが、添付の請求項に画定される本発明の精神、範囲から逸脱することなく各種の変更、修正、組替えがなされることは理解されるべきである。例えば、特定の通信プロトコールに関して各種の具体例が提示されたが、本発明の方法はそこで使用されている特定の通信プロトコールに限定されるものでない。
【００２５】
以上の説明に関して更に以下の項を開示する。
（１）無線データ通信ネットワークにおけるデータ速度を増加する方法において、
データパケットに関連するプリアンブルの終端部分を第１の固定列に限定すること；
前記データパケットに関連する符号化されたデータの開始部分を第２の固定列に限定すること；
前記データパケットのプリアンブルを第１クロック速度で送信すること；
前記第１の固定列と前記第２の固定列の間で前記第１クロック速度を第２クロック速度に変更すること；及び
前記符号化されたデータを前記第２クロック速度で送信すること；
の各ステップを含む前記方法。
（２）前記データパケットに関連するプリアンブルの終端部分を第１の固定列に限定するステップが、前記レアンブルの終端部分を一定値プラス１の列に限定するステップを含む、第１項記載の方法。
（３）前記データパケットに関連する符号化されたデータの開始部分を第２の固定列に限定するステップが、前記符号化されたデータの開始部分を前記一定値プラス１の列の１８０度回転の一定値に限定するステップを含む、第２項記載の方法。
（４）前記第１の固定列と前記第２の固定列の間で前記第１クロック速度を第２クロック速度に変更するステップが、前記第１クロック速度を１１ＭＨｚからクロック速度１６．５ＭＨｚに変更するステップを含む、第１項記載の方法。
（５）前記第１の固定列と前記第２の固定列の間で前記第１クロック速度を第２クロック速度に変更するステップが、前記第１クロック速度をより速いクロック速度に増加するステップを含む、第１項記載の方法。
（６）前記符号化されたデータの開始部分の送信に続いて直ちに、前記符号化されたデータの残りの部分の送信の前に再同期列を送信するステップを更に含む、第１項記載の方法。
（７）無線通信ネットワークにおけるデータ送信速度を増加する方法にして、
データパケットに関連し、第１の固定列を含む終端部分をもったデータパケットプリアンブルを第１クロック速度で送信すること；及び
前記データパケットに関連し、第２の固定列を含む開始部分をもった符号化されたデータを第２クロック速度で送信すること；
の各ステップを含む、前記方法。
（８）前記終端部分と前記開始部分の間で前記第１クロック速度を第２クロック速度に変更するステップを更に含む、第７項記載の方法。
（９）前記第１クロック速度を第２クロック速度に変更するステップが、前記第１クロック速度をより速いクロック速度に変化するステップを含む、第８項記載の方法。
（１０）前記第１クロック速度を第２クロック速度に変更するステップが、前記第１クロック速度を１１ＭＨｚから１６．５ＭＨｚに変更するステップを含む、第８項記載の方法。
（１１）前記データパケットに関連し、第１の固定列を含む終端部分をもったデータパケットプリアンブルを第１クロック速度で送信するステップが、終端部分を定数プラス１の列に限定された終端部分を送信するステップを含む、第７項記載の方法。
（１２）前記データパケットに関連し、第２の固定列を含む開始部分をもった符号化されたデータを第２クロック速度で送信するステップが、前記定数プラス１の列の１８０度回転の定数に限定された開始部分を送信することを含む、第１１項記載の方法。
（１３）前記データパケットに関連し、第２の固定列を含む開始部分をもった符号化されたデータを第２クロック速度で送信するステップが、前記第１の固定列の１８０度回転の一定値に限定された開始部分を送信することを含む、第７項記載の方法。
（１４）前記符号化されたデータの開始部分の送信に続いて直ちに、かつ前記符号化されたデータの残りの部分の送信の前に再同期列を送信するステップを更に含む、第７項記載の方法。
（１５）無線イーサネットにおいてデータ速度を増加する方法にしてパケット構造２００のプリアンブル１０２と符号化されたデータ部分１０４の間でクロック切換が用いられる。シフトブロック２０２はテール列２０４とヘッド列２０６を含み、前記プリアンブル１０２と符号化された部分１０４の間に挿入される。前記クロック切換は前記テール列２０４とヘッド列２０６の間の前記シフトブロック２０２内で起こる。前記テール列２０４とヘッド列２０６はそれぞれ固定列に限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】自乗余弦パルスを示す図面。
【図２】２Ａ、２Ｂを含み共に２０ＭＨｚの信号の視覚図面で、特に２Ａは前記信号が１６．５Ｍｓｐｓのシンボル速度の場合、２Ｂは前記信号が１１Ｍｓｐｓのシンボル速度の場合を示す。
【図３】３Ａ、３Ｂを含み，共に固定の２０ＭＨｚの帯域幅を用いて１１Ｍｓｐｓから１６．５Ｍｓｐｓにクロック切換することによる波形結果を示す図面。
【図４】４Ａ、４Ｂを含み，共にヘッド長２とテール長３をもった保護帯域を用いて１１Ｍｓｐｓから１６．５Ｍｓｐｓにクロック切換することによる波形結果を示す図面。
【図５】５Ａ、５Ｂを含み，共にヘッド長４とテール長６をもった保護帯域を用いて１１Ｍｓｐｓから１６．５Ｍｓｐｓにクロック切換することによる波形結果を示す図面。
【図６】クロック切換の無いパケット構造を示す図面。
【図７】クロック切換をもったパケット構造を示す図面。
【図８】無線データ通信ネットワークの１実施例を示す図面。
【符号の説明】
１００  パケット構造
２００  クロック切換パケット構造
３００  ネットワーク
【図１】
0003829085.tif 000006
【図２】
0003829085.tif 000007
【図３】
0003829085.tif 000008
【図４】
0003829085.tif 000009
【図５】
0003829085.tif 000010
【図６】
0003829085.tif 000011
【図７】
0003829085.tif 000012
【図８】
0003829085.tif 000013