发明名称 可起动多模式无线光通讯之高可靠性方法及装置
摘要 本发明揭露了一种可起动在数个共存的发射站与接收站间通讯之光通讯系统。为了可在共存的各通讯站之间进行通讯,采用了一种高可靠性实体层表头(RPLH;50),且所有参与的通讯站都可了解该高可靠性实体层表头。此高可靠性表头(50)至少包含一前同步码(52),该前同步码(52)包含若干讯框,这些讯框形成一周期性之脉波序列,且所有参与的通讯站都知道每一讯框之时槽数、及讯框内容。此前同步码(52)系用来执行各接收站之相对同步及载波侦测。此高可靠性表头(50)又包含一特有同步字组(53),该特有同步字组(53)系用来执行各接收站之绝对同步。此同步字组(53)之后接续有一具有固定长度及已知结构之控制栏位(59)。各接收站经由此控制栏位(59)得知将使用何种调变方法来传送资料。在某些情况下,在该控制栏位(59)中提供其他的控制资讯以供通讯连结及网路控制,这也是有用的。此外,可交换资讯,而得以协商及(或)调整用于传输之资料传送速率。此种方式可根据频道上的状况(品质)而使传输率最佳化。
申请公布号 TW288235 申请公布日期 1996.10.11
申请号 TW085102411 申请日期 1996.02.29
申请人 万国商业机器公司 发明人 瓦特.何特;马丁.得.蓝吉;菲兹.吉菲勒
分类号 H04B10/10;H04L1/22 主分类号 H04B10/10
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1. 一种起动一发射站与一接收站间之无线光通讯 之方法 ,其中: (a) 该发射站提供一前同步码(52),该前同步码(52)包 含 若干讯框,用以形成一具有指定周期之周期性脉波 序列, 且该接收站已知每一讯框之时槽数(L),及讯框内容 : (b) 该发射站以光学方式发射该脉波序列; (c) 该接收站根据所接收之该脉波序列而执行载波 侦测; (d) 该接收站决定脉波序列之该周期,以便得到相 对同步 ; (e) 该接收站将其时脉调整为所接收脉波序列之时 槽相位 ,并经由一移位暂存器而提供该输入脉波序列之时 脉; (f) 该发射站发射一对准该周期之特有同步字组(53 ),且 该接收站已知该特有同步字组(53); (g) 该接收站使该移位暂存器中之该脉波序列与该 接收站 已知之该特有同步字组相关,以便在辨识到该同步 字组( 53)时获得与该发射站之绝对同步; (h) 该发射站现在于一具有预定长度及结构的控制 栏位( 59)中指示将用于传输资料/子系统栏位(51)中资料 之调 变方法,使可支援该各别调变方法的该等所有接收 站等候 该资料。2. 根据申请专利范围第1项之方法,其中 一接收站可支援 不同的调变方法,而该接收站将其接收机切换到该 控制栏 位(59)中所指示的该各别调变方法。3. 根据申请专 利范围第1项之方法,其中该控制栏位(59) 或该资料/子系统栏位(51)包含该资料之一位址清 单。4. 根据申请专利范围第1项之方法,其中脉波 位置调变( Pulse-Position Modulation;简称PPM)系用来作为传输 之调变方法。5. 根据申请专利范围第4项之方法, 其中该控制栏位(59) 包含一速率降低栏位(RR)(54),用以将该资料/子系统 栏 位(51)的每一脉波位置调变(PPM)符号将被重复的频 度指 示给该接收站。6. 根据申请专利范围第1项之方法 ,其中该控制栏位(59) 包含一建议速率降低栏位(RR@su*)(55),用以传输一被 采 用来协商一最适于通讯的资料传送速率之建议速 率降低因 数(RR@su*)。7. 根据申请专利范围第6项之方法,其中 系根据一些预定 规则决定该建议速率降低因数(RR@su*),而这些预定 规则 考虑到在发射站与接收站之间通讯时所发生的实 际错误率 。8. 根据申请专利范围第1项之方法,其中该控制 栏位(59) 包含一区段大小栏位(BS)(56),用以指示将在该资料/ 子 系统栏位(51)中传送的资料单位数。9. 根据申请专 利范围第1项之方法,其中该控制栏位(59) 包含一模式栏位(57),该模式栏位(57)载送用来对该 接收 站指示将使用何种调变方法(亦即形成一子系统的 何组通 讯站将被定址)之资讯。10. 根据申请专利范围第9 项之方法,其中该调变方法为 下列各项其中之一: 4时槽之脉波位置调变(4-PPM); 16时槽之脉波位置调变(16-PPM);或 在IrDA标准中所定义的各种调变方法。11. 根据 申请专利范围第1项之方法,其中该控制栏位(59 )包含将该接收站是否应前传该资料(即中继器功 能)通 知该接收站之资讯。12. 根据申请专利范围第1项 之方法,其中该控制栏位(59 )包含可让任何接收站不被定址或无法支援该控制 栏位(59 )中所指示调变架构之资讯,以便决定传输该资料 所耗用 之时间,以确保这些接收站于此次传输时保持不发 送资料 之状态。13. 根据申请专利范围第1或4项之方法,其 中该接收站使 用一演算法,用以即使在因光通讯不良而引发的潜 在错误 发生时亦可辨识该同步字组(53)。14. 根据申请专 利范围第13项之方法,其中该同步字组( 53)包含两个同步字组,使在接收站的辨识可被分割 成两 个阶段。15. 根据申请专利范围第1项之方法,其中 该接收站及(或 )发射站决定将以何种资料传送速率来传送该资料 。16. 根据申请专利范围第1项之方法,其中该接收 站考虑 发射站与接收站间通讯频道之现有品质,而决定将 用于传 输该资料之建议资料传送速率,且系根据控制栏位 (59)结 束及该资料/子系统栏位(51)开始的正确时间讯息 而决定 该建议资料传送速率。17. 根据申请专利范围第15 或16项之方法,其中可将该资 料传送速率及(或)建议资料传送速率资讯提供给 一应用程 式或一最终使用者。18. 根据申请专利范围第1项 之方法,其中该控制栏位(59 )包含可让至少两个通讯子细胞(即微细胞)并存在 于通 讯细胞(40)之近接优先顺序资料。19. 根据申请专 利范围第1项之方法,其中该控制栏位(59 )包含可支援对该资料加密之资讯。20. 一种用于 一发射站与一接收站间之无线光通讯之多模 式封包(50.51),该多模式封包(50.51)包含: 一脉波位置调变(PPM)之资料/子系统栏位(51),用 以 载送待传送之资料;以及 一采用之前置之高可靠性实体层表头(Robust Physical Layer Header;简称RPLH)(50),该高可靠性实 体层表头(RPLH)(50)包含 (a) 一具有若干讯框之前同步码(52),这些讯框形成 一具 有指定周期之周期性脉波序列,且该接收站已知每 一讯框 之时槽数、及讯框内容; (b) 一该接收站已知的特有同步字组(53);以及 (c) 一具有预定长度及结构之控制栏位(59),该控制 栏位 (59)包含:模式资讯,用以指示将使用何种调变方法 传输 该资料;以及一速率降低栏位(RR)(54),用以将该资料 / 子系统栏位(51)的每一脉波位置调变(PPM)符号将被 重复 的频度指示给该接收站。21. 根据申请专利范围第 20项之多模式封包(50.51),其 中该控制栏位(59)或该资料/子系统栏位(51)包含该 资料 之一位址清单。22. 根据申请专利范围第20项之多 模式封包(50.51),其 中该控制栏位(59)包含一建议速率降低栏位(RR@su*)( 55) ,用以传输一被采用来协商一最适于通讯的资料传 送速率 之建议速率降低因收(RR@su*)资讯。23. 根据申请专 利范围第20项之多模式封包(50.51),其 中该控制栏位(59)包含一区段大小栏位(BS)(56),用以 指 示将在该资料/子系统栏位(51)中传送的资料单位 数。24. 根据申请专利范围第20项之多模式封包(50. 51),其 中该控制栏位(59)包含将该接收站是否应前传该资 料(即 中继器功能)通知该接收站之资讯。25. 根据申请 专利范围第20项之多模式封包(50.51),其 中该控制栏位(59)包含可让任何接收站不被定址或 无法支 援该控制栏位(59)中所指示调变架构之资讯,以便 决定传 输该资料所耗用之时间,以确保这些接收站于此次 传输时 保持不发送资料之状态。26. 根据申请专利范围第 20项之多模式封包(50.51),其 中该控制栏位(59)包含可支援对该资料加密之资讯 。27. 一种用于与一接收站进行无线光通讯之发射 机,包含 : (a) 一表头产生器,用以提供一具有若干讯框之前 同步码 (52),这些讯框形成一具有指定周期之周期性脉波 序列, 且该接收站已知每一讯框之时槽数、及讯框内容: (b) 提供一特有同步字组(53)之装置,用以提供一该 接收 站已知之特有同步字组(53); (c) 提供一具有固定长度及已知结构的控制栏位(59 )之装 置,该控制栏位(59)指示将被用来传送资料之各别 调变方 法; (d) 调变待传送的该资料之装置,以及 (e) 传送装置,用以传送该脉波序列及后续的该特 有同步 字组(53),该特有同步字组(53)系对准该脉波序列、 该控 制栏位(59)、及该调变后资料。28. 根据申请专利 范围第27项之发射机,又包含一提供该 待传送资料的位址清单之装置,且系在该控制栏位 (59)或 该资料/子系统栏位(51)内提供该位址清单。29. 根 据申请专利范围第27项之发射机,又包含一使用先 前接收的资料传输建议速率降低因数(RR@su*)而产 生一资 料栏位(DSF)之装置,该装置系在该控制栏位(59)中传 输 一被采用来协商一最适于通讯的资料传送速率之 其自己的 建议速率降低因数(RR@su*)。30. 根据申请专利范围 第27项之发射机,又包含一指示该 待传送资料的数目/大小之装置。31. 根据申请专 利范围第27项之发射机,又包含一通知装 置,用以将该接收站是否应前传该资料(即中继器 功能) 通知该接收站。32. 一种与一发射站进行无线光通 讯之接收机,该发射站 发射: 一具有若干讯框之前同步码(52),这些讯框形成 一具 有指定周期之周期性脉波序列,且该接收站已知每 一讯框 之时槽数、及讯框内容; 一该接收站已知的特有同步字组(53);以及 一具有固定长度及已知结构之控制栏位(59),用 以指 示将用来传送资料的各别调变方法; 该接收机包含: (a) 决定脉波序列之该周期以便获得相对同步之装 置,且 决定时系根据该接收机已知的每一讯框之时槽数 、及讯框 内容; (b) 根据该脉波序列而执行载波侦测之装置; (c) 调整装置,用以将该接收机之时脉调整至所接 收的该 脉波序列之时槽相位; (d) 定时装置,用以设定经由一移位暂存器接收的 该脉波 序列之时间长度为该特有同步字组(53)所界定之长 度; (e) 相关装置,用以使该移位暂存器中之该脉波序 列与该 接收机已知的该特有同步字组相关,以便在辨识该 特有同 步字组(53)时即可获得与该发射站的绝对同步; (f) 决定装置,用以自该控制栏位(59)决定该接收机 是否 能够支援将被用来传送该资料的各别调变方法; (g) 自所接收之资讯决定该接收机是否为该资料的 正确接 收者之装置;以及 (h) 起动装置,用以在该控制栏位结束之后起动该 接收机 以接收该资料。33. 根据申请专利范围第32项之接 收机,又包含在一种、 两种、或更多种调变方法之间切换之装置。34. 根 据申请专利范围第32项之接收机,其中该获致绝对 同步之装置包含一第一及一第二相关器,可用以在 两个阶 段中辨识一个利用两个同步字组产生的同步字组( 53)。35. 根据申请专利范围第32项之接收机,又包含 一用来决 定建议速率降低因数(RR@su*)之装置,该建议速率降 低因 数(RR@su*)系衍生自频道品质估计,且该建议速率降 低因 数(RR@su*)系用来协商一个最适于传送该资料之资 料传送 速率。36. 根据申请专利范围第32项之接收机,又包 含一决定装 置,用以分析该控制栏位(59)中所传送之资讯而决 定预期 的该资料之数目/大小。37. 根据申请专利范围第32 项之接收机,又包含一重新传 输装置,用以在所接收之资讯指示需要该重新传输 (中继 器功能)时即重新传输该资料。38. 一种多模式无 线光通讯系统,包含根据申请专利范围 第27-31项中任一项的至少一个发射机、以及根据 申请专 利范围第32-37项中任一项的一个接收机。图示简 单说明: 图1示出并存的不同红外线子系统(S1-S4)及典型应 用选择 之对照表。 图2示出一根据本发明的接收站之例示接收机,该 接收机 系在子系统S1.S2.及S3之内作业。 图3是根据本发明而在一通讯细胞内通讯的各多模 式通讯 站实施例之示意图(Sx=子系统、SxR=子系统Sx之中继 器 )。 图4A示出一根据本发明而具有高可靠性实体层表 头之封包 结构。 图4B示出一根据本发明的高可靠性实体层表头之 例示控制 栏位、及一根据本发明的资料/子系统栏位中之例 示调变 方法(一S1系统中之4-PPM)。 图5是一根据本发明的单模式无线光通讯系统之示 意方块 图。 图6是一根据本发明的适应性资料传送速率(可变 资料传 送速率)系统之示意方块图,图中特别示出用于频 道品质 估计及讯框/符号同步(同步辨识)之功能单元。 图7是一采用速率降低(Rate Reduction;简称RR)等于1 、2.4.及8的系统之图6所示主状态机之简化状态变 迁图 。 图8示出一根据本发明且配合一标准CSMA/CA(具有碰 撞避 免之载波感测多向近接)协定之速率协商机制。 图9示出一组根据本发明的例示速率连接对照表。 图10示出衍生自图9所示速率连接对照表之用户网 路资讯 。 图11示出根据本发明的接收站中用于讯框/符号同 步这一 部分(即图12中(123)的一部分)之示意方块图。 图12是根据本发明的一接收机中一部分之示意方 块图。 图13是一接收机之简化状态变迁图,该接收机包含 一采用 RR=1.2.4.8到RRmax的系统的图12所示之功能。 图14是根据本发明而用于4-PPM的一同步字组之示意 图
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