JP2000501581A - 無線の電磁伝送区間を介して１つの端末とポータブルデータ担体との間でデータを伝送する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 無線の電磁伝送区間を介して１つの端末とポータブルデータ担体との間でデータを伝送する方法であって、データを用いて１００％−ＡＳＫ−変調された搬送波信号がデータ担体にてタイミング信号として使用され、１つのデータの重みが、１つのタイムスロット内での搬送波信号における１つのシフティングポイント変化点の位置ポジションにより定まるようにした当該のデータ伝送方法において、１つのシフティングポイント変化点の情報内容がＮビットの数に相応し、但し、Ｎは、２に等しいか、又は、それより大であり、そして、前記Ｎビットの重みが、１つのタイムスロット中での２^Nの可能なポジション内でのシフティングポイント変化点の位置ポジションにより規定され、そして、１つのタイムスロットの始め、又は終わりにてゼロ零−時間インターバルが設けられるようにし、該ゼロ零−時間インターバル中では伝送されるべきデータに割り当てられるべきシフティングポイント変化点は現れないようにし、それにより、クロック信号の許容されない障害欠損を回避するものである。

Description

【発明の詳細な説明】 無線の電磁伝送区間を介して１つの端末とポータブルデータ担体との間でデータ を伝送する方法 益々普及している伝送方式ではポータブルデータ担体がコンタクトなしで、即 ち、誘導的又は容量的結合を用いて又は一般的に無線の電磁伝送区間を介して端 末と情報を交換する。ここで、ポータブルデータ担体は規則的に端末から同様に コンタクトなしで、エネルギの供給を受け、そして、高周波の搬送波信号が使用 され、該搬送波信号には更に一方ではデータが変調重畳され、他方では、搬送波 信号は、直接的にデータ担体中でクロック信号として用いられる。 データ伝送のため搬送波信号は、大抵の場合、たんにオン、オフされる、要す るに、１００％のＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ−Ｋｅｙｉｎｇ）変 調が行われる。搬送波信号は、ロジック“１”又は“０”を伝送するため、常に １つの“電気的”ビット持続時間により定まる全ビット窓ー、以下、タイムスロ ットと称される−の全期間中オフ遮断ないしＯＦＦ−Ｋｅｙｉｎｇせしめられ、 又は、変わらない状態におかれるのではなく、単にそれにより、遥かに短い時間 中のみ伝送されるのである。オフ遮断期間、ないし、ＯＦＦ−Ｋｅｙｉｎｇ時間 間隔は、例えば、１つのビ ット時間窓又は１つのタイムスロットの１／４又は１／３である。これにより、 搬送波信号が、オフ遮断ないしＯＦＦ−Ｋｅｙｉｎｇを生じさせる２つの状態の 間でエネルギ及びクロック供給を保証するのに十分な長さになる。 或１つのコード化は、ミラーコード（ＭｉｌｌｅｒーＣｏｄｅ）により与えら れる。この ミラーコード（Ｍｉｌｌｅｒ−Ｃｏｄｅ）ではロジック“１”が１ つのタイムスロットの中央における１つのオフ遮断期間、ないし、ＯＦＦ−Ｋｅ ｙｉｎｇ時間間隔により伝送され、そして、ロジック“０”は、１つのタイムス ロットの始めにおける１つのオフ遮断期間、ないし、ＯＦＦ−Ｋｅｙｉｎｇ時間 間隔間により伝送され、ここで、ロジック“１”の後で伝送されるロジック“０ ”は、オフ遮断期間、ないし、ＯＦＦ−Ｋｅｙｉｎｇ時間間隔間の過度にわずか な間隔を回避するため、タイムスロットにおけるオフ遮断期間、ないし、ＯＦＦ −Ｋｅｙｉｎｇ時間間隔によって表されない。 図６ａには搬送波信号を、それにより、振幅変調すべきミラーコードが示して ある。この信号は、１つのビット列１０１０００１１０を表す。垂直の点状の線 によりタイムスロットが示されている。１つのオフ遮断期間、ないし、ＯＦＦ− Ｋｅｙｉｎｇ時間間隔は、１つのタイムスロットの持続時間のほぼ１／４である 。図６ｂにはそれに所属の、計算により求められた周 波数スペクトルが示してあり、ここで、図６ａの信号は、１０ＭＨｚの周波数の 搬送波信号に変調重畳されている。明らかなように、（ｓｉｎｘ／ｘ）の形態を 有するサイドローブ側帯波のエンベローブが生じており、ここで、サイドローブ 側帯波の最大振幅の搬送波に対する間隔、ほぼ１８．２ｄＢを求めることができ る。 図７ａに示すように”１”の列１１１１１１１１１での変調のワースト、最悪 ケースを仮定する場合、図７ｂに示すような周波数スペクトルが生じる。ここで は、搬送波信号に対するサイドローブ側帯波の間隔は、ほぼ１０．５ｄＢに過ぎ ない。 無線認可の規定及びこれの基礎となっているＩｎｔｅｒｉｍ−Ｓｔａｎｄａｒ ｄ ＥＴＳ ３００３３０（ＥＴＳＩ， Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １９９４）によ れば搬送波に対して、たとえば、１３．５６ＭＨｚのＩＳＭ−周波数が、４２ｄ ＢμＡ／ｍ＠１０ｍ．のレベルの限界を以て設けられている。搬送波に対する帯 域幅は＋／−７ＫＨｚであり、その結果ミラーコードによる前述の変調及びビッ トコード化においてスペクトルは全く、外側に、ないし、外れて、現れる。前記 の標準、 Ｓｔａｎｄａｒｄでは、レベルは、２０ｄＢμＡ／＠を以て外側に、 ないし、外れた状態で制限されており、要するに搬送波より２２ｄＢ下回り、こ こで、測定帯域幅１０ＫＨｚであり、ミラーコード化 の場合における１００％−ＡＳＫ−変調での前述のシステムは、前述のように当 該の限界を超えており、次のようにしなければ無線の認可が得られない、即ち、 非連続的に、ないし、非全面的に変調し、平均値を使用することをしなければ無 線の認可が得られないのであり、このことは、これまでのドイツ連邦共和国規定 では認可されているが、但し、準ビーク評価を規定する米国におけるＥＴＳ３０ ０３３０及びＦＣＣでは許容されない。 刊行物 “Ｉｎｆｒａｒｏｔ−Ｄａｔｅｎｕｅｂｅｒｔｒａｇｕｎｇ ｗｉｒ ｄ ｓｃｈｎｅｌｌｅｒ” 著述Ｈｅｌｍｕｔｈ Ｌｅｍｍｅ 掲載誌 Ｅｌｅｌｔｒｏｎｉｋ ３／１９ ９６，第３８〜４４頁からは、赤外線伝送の際データレート増大のためパルス位 置ポジション変調を使用することが公知であり、ここで、各パルスに２つのビッ トが割り当てられる。その際、そのパルス位置ポジション変調は、単位時間当た り伝送されるパルスの数が等しい場合、比較的高い伝送レートを得るため用いら れ、その結果周波数スペクトルのサイドローブ側帯波の振幅が変化せないが、こ のことは大したことではない。そこでは最高の可能なパルスレートを図るべきで あるので、パルス間の間隙が無くなり、その結果ビット列１１及び００の順次シ ーケンスにて、搬送波信号は、２つのパルスの持続時間に亘ってオフ遮断ないし 、ＯＦＦ−Ｋｅｙｉｎｇさ れる。このことは、赤外線伝送の場合、さして、悪くない、それというのは、そ の場合受信機中に常にクロック発生のための発振器が設けられているからである 。 搬送波信号が直接クロック信号として作用する、本発明が基礎とするような方 法では、そのことは、クロック信号の許容されない障害欠損を来すこととなる。 従って、本発明の課題とするところは、ほぼ等しいビットレートのもとで、搬 送波振幅に対するサイドローブサイドローブ側帯波振幅の比較的大きな間隔が達 成され、ここで、クロック信号として作用する搬送波信号を許容されない程長く オフ遮断ないしＯＦＦ−Ｋｅｙｉｎｇさせないようにした、無線の電磁伝送区間 を介して１つの端末とポータブルデータ担体との間でデータを伝送する方法を提 供することにある。 本発明は、請求項１及び２の方法により解決される。有利な発展形態がサブク レームに示されている。 本発明の伝送方法ではシフティングポイント変化点ごとに搬送波信号中に少な くとも２つのビット、有利には３ビットが伝送される。ここで、１つのシフティ ングポイント変化点は、そこにて搬送波信号の振幅が変化される個所である。１ ００％−ＡＳＫ変調の場合、オフ遮断ないしＯＦＦ−Ｋｅｙｉｎｇが行われるこ ととなり、その結果オフ遮断期間、ないしＯＦＦ−Ｋｅｙｉｎｇ時間間隔が生じ ることとなる。当該のビッ トがどの重みを有するかは、所定の長さ、ないし持続時間の１つのタイムスロッ ト内でのシフティングポイント変化点の位置ポジションにより定まる。従って、 シフティングポイント変化点ごとのＮビットの場合、１つのシフティングポイン ト変化点に対して２Ｎの可能な位置ポジション、そして、１つのシフティングポ イント変化点ごとに３ビットの場合、要するに、８つの可能な位置ポジションが 、１つのタイムスロットの持続時間中検出可能でなければならない。それにより 、受信機中で、シフティングポイント変化点の検出には比較的大きなコストが必 要ではあるが、一定のビットレートのもとで、単位時間当たりの必要とされるシ フティングポイント変化点が比較的少なくなり、その結果比較的わずかなパルス レート、ひいては、それで変調される搬送波信号のサイドローブ側帯波の比較的 わずかな振幅が得られる。シフティングポイント変化点ごとのビットの選ばれた 数に依存して、同時にビットレートを高め、サイドローブ側帯波振幅を低減する ことも可能である。 ビットレートを一定にしようとする場合、例えば、、所定の伝送プロトコルを 維持しなければならないから、当該の一定のビットレートを得ようとする場合、 本発明により１つのタイムスロット内に設けられる時間インターバル−そこでは 伝送すべきデータに配属されたシフティングポイント変化点が現れない−そして 、以下ゼロ零時間インターバルないしガードタイム的ゼロ零時間間隔と称される −が、１つのシフティングポイント変化点の１つの可能な位置ポジションと同じ 持続時間又はそれの整数倍を有するようにすると好適である。これにより、シフ ティングポイント変化点の検出が任意の持続時間のゼロ零時間インターバルない しガードタイム的ゼロ零時間間隔に比して著しく簡単化される。 次に本発明を図を用いて実際値に即して詳述する。 図１ａ及び図１ｂは、本発明の方法における時間的関係及びそれにより生じる １００％−ＡＳＫ−変調された搬送波信号を略示する。 図２は、１つのタイムスロットの形成の種々の方法を示す。 図３は、ゼロ零−時間インターバルの設けられない本発明の方法を略示する。 図４ａ及び図４ｂは、本発明により、ビット列００１０００１１０で変調され た搬送波信号の時間的経過及び所属の周波数スペクトルを示す。 図５ａ及び図５ｂは、本発明により、ビット列０００００００００で変調さ れた搬送波信号の時間的経過及び所属の周波数スペクトルを示す。 図６ａ及び図６ｂは、ビット列１０１０００１１０を以ての、ミラーコード化 された搬送波信号の時間的経過及び所属の周波数スペクトルを示す。 図７ａ及び図７ｂは、ビット列１１１１１１１１１を以ての、ミラーコード化 された搬送波信号及び所属の周波数スペクトルを示す。 図１ｂは、本発明により、１００％−ＡＳＫ−変調された搬送波信号を示し、 該搬送波信号は、図示の時間インターバルではビット列１００１１１０００を伝 送する。このために、図示の例では、たんに３つのシフティングポイント変化点 即ち、そこにて搬送波信号の存在しない時間インターバルが必要である、それと いうのは、各シフティングポイント変化点ごとに３つのビットが伝送されるから である。当該の３つのビットがどのような重みを有するかは、１つの時間インタ ーバルにおけるシフティングポイント変化点の位置ポジションにより定まる。図 １ａにはその１つの例を示す。 １つのタイムスロットは、本発明のゼロ零−時間インターバルで始まる、換言 すれば、そこにて伝送されるべきデータに所属のシフティングポイント変化点が 現れない時間インターバルを以て始まる。１つのタイムスロットの残りのセクシ ョンは、１つのシフティングポイント変化点の可能な位置ポジションのためとっ ておかれる。各シフティングポイント変化点ごと３つのビットの選択例に対して 、３つのビットの２３＝８の可能な組合せがあり、その結果１つのシフティング ポイント変化点の８つの可能な位置ポジションが設け られるべきである。図１ａでは、逓昇する順序で重みが可能な位置ポジションに 割り当てられるべきである。但し、任意の何れの割当も可能である。１つのシフ トポイントの１つの可能な位置ポジションから隣接するシフトポイントへは唯一 のビットのみが変化する割当が可能である、それというのは、その際時間的にず れた信号があれば、大きい確率で１つのビットの変化を惹起させ、このことは、 パリティチェックにより容易に識別できるからである。そのような割当例は次の ようなものである。 │０００│００１│０１１│０１０│１１０│１１１│１０１│１００│． 伝送されるべきビット列１００１１１０００に対する図示のタイムスロットに おけるシフティングポイント変化点の位置ポジションは、太線で囲んで示してあ る。 図１ａ及び図１ｂから明らかなように、タイムスロットにおける３つの最後の 可能な位置ポジションの順次シーケンスの場合−図示の例に対してビット列１１ １−そして、最初の可能な位置ポジションの順次シーケンスの場合−図示の例に 対してビット列０００−本発明によるゼロ零−時間インターバルが存在しない場 合には２つのシフティングポイント変化点が相次ぐこととなる。本発明の基礎を 成す伝送方式では−該伝送方式では搬送波信号が直接的にクロック信号として使 用される−そのことはクロックの許容されない長い欠落、障害を来すこととなる 。従って、本発明の手法では、ゼロ零−時間インターバルが設けられるのである 。 基本的に、最後及び最初の可能な位置ポジションが順次連続しない場合には、 ゼロ零−時間インターバル中に制御信号、符号に対応するシフティングポイント 変化点を設けることが可能である。但し、そのような制御信号、符号は、搬送波 信号が各シフテングポイント間で十分な長さに亘って存在する場合のみ“適当な ”データビット組合せ間に出現し得る。 図２には、１つのタイムスロットの有利な構成形態が示してある。上方ダイヤ グラムには、ロジック“０”状態を表す“電気的”ビットの時間シーケンスが示 してある。但し、他の構成形態も可能である。ビットレートは、本伝送方式では 高めるべきではなく、その結果、シフティングポイント変化点ごとに３つの被伝 送ビットの場合１つのタイムスロットは、３つの“電気的”ビットの持続時間を 有する。 シフティングポイント変化点ごとの３つの被伝送ビットの場合８つの可能な位 置ポジション及び１つのゼロ零−時間インターバルを１つのタイムスロット中に 設けるべきである。受信機中にて検出回路の簡単化のため、１つのゼロ零−時間 インターバルの持続時間が１つの可能な位置ポジションの持続時間又はその整数 倍に等しいようにすると著しく有利である。 ここで注記すべきことには、１つのシフティングポイント変化点は、必ずしも １つの可能な位置ポジションと等しい長さである必要がなく、遥かに一層より短 いものであってよい。当該のシフティングポイント変化点は、ビット重みの一義 的検出を可能にするには、当該の可能な位置ポジション内に出現しさえすれば良 いのである。 図２の中央部分には、ゼロ零−時間インターバルが１つの可能な位置ポジショ ンと同一の持続時間を有する場合が示されている。図２の下方部分には、１つの ゼロ零時間インターバルが１つの可能な位置ポジションの４倍の持続時間を有し 、従って１つの“電気的”ビットの持続時間に相応する場合が示されている。そ れらの場合には、特に簡単に検出できるものである。 図示の例では、ゼロ零−時間インターバルは、常に１つのタイムスロットの始 めに現れている。但し、それを１つの時間インターバルの終わりに配置したり、 設けることも全く同様に良好に可能である。 許容されない程長い間欠落している１つのクロック信号の回避のためのさらな る本発明の解決手段を図３に示してある。ここでは、ゼロ零−時間インターバル は設けられていないが、許容されない程長い間、欠落している１つのクロック信 号の回避のため、タイムスロット中での１つのシフティングポイント変化点の１ つの最後の、そして、最初の可能な位置ポジションの順次シーケンスにおいて、 本事例では、最初の可能な位置ポジションにてシフティングポイント変化点に代 わる伝送をするものであり、タイムスロットにてシフティングポイント変化点は 伝送されない。そのために或１つのタイムスロットにてシフティングポイント変 化点の欠除の際、先行時間インターバルにおける１つのタイムスロットにて、最 後の可能な位置ポジションにてシフティングポイント変化点が存在していたか否 か、又は伝送誤りが生じているか否かを検出し得るため、後続のタイムスロット 中１つのシフティングポイント変化点のそれぞれの位置ポジションを、一時記憶 することが必要である。勿論ここで、ゼロ零−時間インターバルの検出のための 回路を省き得る。 図４ａ及び図４ｂ並びに図５ａ、図５ｂには、本発明の方法により、伝送すべ き所定の仮定されたビット列に対する計算された周波数スペクトルを示す。各シ フティングポイント変化点当たり３ビットを用いて、そして、図２の下方部分に 示すような４つの可能な位置ポジションの、ゼロ零−時間インターバルの持続時 間を用いて方式が選択されることとなる。 従って、１つのタイムスロットは、３０μｓの持続時間を有し、１つの可能な 位置ポジションは、２．５μｓの長さであり、ここで１つのシフティングポイン ト変化点は、同じ長さに選定される。図４ａでは、０ ０１００００１０のビット列であり、図５ａでは、０００００００００のビット 列（これは周波数スペクトルに関してワーストケースを成す）が選ばれている。 周波数スペクトルから明らかなように図４ａによる擬似的に、ないし、ほぼ任 意のビット列の場合、搬送波に対するサイドローブ側帯波の間隔ほぼ２１．８ｄ Ｂが与えられる。図５ｂによるワーストケースの場合でも２０．９ｄＢの間隔が 存在し、その結果、上述の無線認可の条件が従来技術におけるよりも遥かに良好 に充足される。 無線の電磁伝送区間を介して１つの端末とポータブルデータ担体との間でデー タを伝送するための今日の方法に対する仕様設計は、１００％−ＡＳＫ−変調を 規定し、その結果、本発明の方法を特に良好に使用可能である。而も、将来的に 仕様設計が変わり、比較的わずかな変調の深さが許容されることが全く可能であ る。要するに、この場合純然たるオン、オフが行われるのでなく、２つのレベル 間の切換が行われることとなるのである。それにより、サイドローブ側帯波のさ らなる低下を生じさせることとなる。本発明の方法のプロトコルの利点とすると ころは、変調の深さに関して、今日の設計仕様に従って、動作するだけでなく、 当該の設計仕様の将来的変更の場合にも変更なしで使用できることである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 無線の電磁伝送区間を介して１つの端末とポータブルデータ担体との間でデ ータを伝送する方法であって、データを用いてＡＳＫ変調された搬送波信号がデ ータ担体にてタイミング信号として使用され、１つのデータの重みが、１つのタ イムスロット内での搬送波信号における１つのシフティングポイント変化点の位 置ポジションにより定まるようにした当該のデータ伝送方法において、 １つのシフティングポイント変化点の情報内容がＮビットの数に相応し、但し 、Ｎは、２に等しいか、又は、それより大であり、そして、前記Ｎビットの重み が、１つのタイムスロット中での２^Nの可能なポジション内でのシフティングポ イント変化点の位置ポジションにより規定され、そして、１つのタイムスロット の始め、又は終わりにてゼロ零−時間インターバルが設けられるようにし、該ゼ ロ零−時間インターバル中では伝送されるべきデータに割り当てられるべきシフ ティングポイント変化点は現れないようにしたことを特徴とする無線の電磁伝送 区間を介して１つの端末とポータブルデータ担体との間でデータを伝送する方法 。 2. データを用いて１００％−ＡＳＫ−変調された搬送波信号がデータ担体にて タイミング信号として使 用され、１つのデータの重みが、１つのタイムスロット内での搬送波信号におけ る１つのシフティングポイント変化点の位置ポジションにより定まるようにして 、無線の電磁伝送区間を介して１つの端末とポータブルデータ担体との間でデー タを伝送する方法であって、ここで、タイムスロット中で最後の可能な位置ポジ ションにより定まるデータ重みの出現した後、タイムスロット中で通常最初の可 能な位置ポジションにより定まるデータ重みが出現した場合には、通常最初の可 能な位置ポジションにより定まるデータ重みは次のようにして規定される、即ち 、タイムスロット中で何れの可能な位置ポジションにもシフティングポイント変 化点が出現しないようにして、当該のデータ重みは規定されるようにした当該の データ伝送方法において、 １つのシフティングポイント変化点の情報内容がＮビットの数に相応し、但し 、Ｎは、２に等しいか、又は、それより大であり、そして、前記Ｎビットの重み が、１つのタイムスロット中での２Ｎの可能なポジション内でのシフティングポ イント変化点の位置ポジションにより規定されるようにしたことを特徴とする無 線の電磁伝送区間を介して１つの端末とポータブルデータ担体との間でデータを 伝送する方法。 3. １つのタイムスロットがＮビットの持続時間を有 するようにしたことを特徴とする請求の範囲１記載の方法。 4. １００％−ＡＳＫ−変調を使用するようにしたことを特徴とする請求の範囲 １から３までのうちいずれか１項記載の方法。