JPH03104496A - テレメータ方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 長提廷亙 本発明は、テレメータ方式に関し、より詳細には、通信
におけるＴ　Ｄ　Ｍ　Ａ　（　Ｔｉｍｅ　Ｄｉｖｉｓｉ
ｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）、また、（医療
用）心電図モニター、心拍モニター、血圧モニター、体
温モニター、呼吸数モニター、運動量（体動）モニター
に適用されるものである。

丈来挟檄 本発明に係る従来技術を記載した文献としては以下のも
のがある。

■Ｔｏｂａｇｉ，Ｆ．Ａ．，ｒＭｕｌｔｉａｃｃｅｓｓ
　Ｌｉｎｋ　Ｃｏｎｔｒｏｌ．Ｊｉｎ　ｒｃｏｍｐｕｔ
ａｒ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ　
ａｎｄＰｒｏｔｏｃｏｌｓ．Ｊ（Ｅｄｉｔｅｄ　ｂｙ　
Ｇｒｅｅｎ，Ｐ．Ｅ．，Ｊｒ．，ＰｌｅｎｕｍＰｒｅｓ
ｓ，　Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ，　１９８２，ｐｐｌ４５−１
８９．Ｊ該文献は、Ｒａｎｄｏａ＋　Ａｃｃａｓｓ　Ｔ
ｅｃｈｎｉｑｕｅｓについて解説しているもので、本発
明は同文献中のＰｕｒｅ　ＡＬＯＨＡ方式に属する。

■Ｋｌｅｉｎｒｏｃｋ，　Ｌ．　＆　Ｔｏｂａｇｉ，Ｆ
．Ａ．　ｒＰａｃｋｅｔＳｗｉｔｃｈｉｎｇ　ｉｎ　Ｒ
ａｄｉｏ　Ｃｈａｎｎｅｌｓ　：　Ｐａｒｔ　　Ｉ−Ｃ
ａｒｒｉｅｒ　Ｓｅｎｓｅ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ａｃｃ
ａｓｓ　Ｍｏｄｅｓ　ａｎｄＴｈｅｉｒ　Ｔｈｒｏｕｇ
ｈｐｕｔ−Ｄｅｌａｙ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ
ｓ．」（ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ．　ｏｎ　Ｃｏｍｍｕｎ
．，　ｖｏｌ．　ＣＯＭ−２３，　Ｎｏ．１２，Ｄｅｃ
．１９７５．　ｐｐ１４００−１４１６．）該文献はＡ
ＬＯＨＡおよび主としてＣＳＭＡ　（ＣａｒｒｉｅｒＳ
ｅｎｓｅ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）のＴｈｒ
ｏｕｇｈｐｕｔ−Ｄｅｌａｙ特性について解析している
。

■Ａｂｒａｍｓｏｎ．Ｎ．，ｒＴｈｅ　　ＡＬＯＨＡ　
　Ｓｙｓｔｅｍ　　−　　Ａｎｏｔｈｅｒａｌｔｅｒｎ
ａｔｉｖｅ　ｆｏｒ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｃｏｍｍｕｎ
ｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｊ（ｉｎ１９７０　Ｆａｌｌ　Ｊｏ
ｉｎｔ　Ｃｏｍｐｕｔ．　Ｃｏｎｆ．，　ＡＦＩＰＳ　
Ｃｏｎｆ．Ｐｒｏｃ．，ｖｏｌ．３７．Ｍｏｎｔｖａｌ
ｅ，Ｎ．Ｊ．：ＡＦＩＰＳ　Ｐｒｅｓｓ，１９７０，ｐ
ｐ．２８１−２８５．） 該文献はＡＬＯＨＡ方式について解説されていて、特に
（　Ｏｆｆｅｒｅｄ　）　Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｔｒａｆｆ
ｉｃとＣｈａｎｎｅｌＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　（　Ｔ
ｈｒｏｕｇｈｐｕｔ　）について解析されている． ■西野博二，　ａｔ　ａ’Ｊ−，ｒローカルエリアネッ
トワーク（ＬＡＮ）に関する調査」　（社団法人　日本
電子工業振興協会，５８−Ａ−２０３，昭和５８年３月
，　ｐｐ４７−４８．） 該文献には以下のことが記載されている。すなわち，歴
史的には．１９７０年にハワイ大学において開発された
ものであり．　Ｐｕｒｅ　ＡＬＯＨＡプロトコルは、Ｓ
ｉｎｇｌｅ　ｈｏｐのＡＬＯＨＡシステムのアクセス方
式として最初に用いられた。

ＡＬＯＨＡネットワークは、無線回線によるパケット交
換方式を採用しており、最も簡単な部類といえる。Ｐｕ
ｒｅ　ＡＬＯＨＡでは、データ伝送をしたい時にいつで
も送信でき，データを送信した端末は相手端末から，あ
らかじめ定められた適切なタイムアウト時間周期以内に
応答信号（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）を受信し
てデータの送信フェーズを終了する。

一方、衝突が起る場合には、それを制御することが必要
である。連続的な衝突を避けるためには，再送の時間的
遅延を各端末に対Ｌ７てランダムに割り付けることとし
ている。

以上の文献からわかるように、ＡＬＯＩ｛Ａネットワー
クのようなランダムアクセス方式は，コンピュータ通信
に適している。このような通信では、多くのデータトラ
フィックはバースト的である。即ち，送受信したいデー
タメッセージの発生は、その発生時点や量ともランダム
性が非常に高いものであり、かつ、相対的な遅延時間も
小さいことが各端末から求められる。

従って、テレメトリ・データのようにデータトラフィッ
クが定常的に発生するものに対しては従来のＡＬＯＨＡ
方式は適していない。

また、ＡＬＯＨＡ方式ではパケットの衝突が原理的に避
けられないため（確率的）、衝突が起こった場合の対策
として、応答信号（Ａｃｋｎｏｖｌｅｄｇｓｍｅｎｔ）
が受信局から返らなかった時にその同一のパケットを再
送する手順が必要とされている。即ちデータ送信局にお
いても、この応答信号（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ−ｍｅ
ｎｔ　）を受信するための制御用受信器が必要となる。

先に述べたように、簡単なデータ送信局に制御用受信器
を設置することは避けたい。また、再送の手順は複雑で
、一般にあらゆる場合の伝送エラーを想定しておかない
とデッドロックすることが良く知られている。簡易なデ
ータ送信，例えばテレメータ，において，このような複
雑な再送手順のためのハードウェアおよびソフトウエア
を用いるのは、装置の大きさ及び価格の点から極めて不
適切であった。

例えば、多数の重病患者のいる病院において、同時に多
人数の心電図あるいは心拍数を常時モニターしようとす
ると、一人につきｌ台の心電図あるいは心拍モニター装
置を必要とした。またモニターされている患者は、その
患者に取り付けるプローブとその装置とを接続するケー
ブル（電線）の長さ以上には動けない、動けても動きに
くいという欠点があった。このケーブルに代って無線を
用いたものではこのような欠点はないが，各患者ごとに
別々の無線周波数を割当てる方式（ＦＤＭＡ）では，各
患者ごとに（無Ｂ）受信器を必要とし、全体のシステム
として大規模かつ高価なものにならざるを得す、現実に
は小規模のものだけが実用化されている。

このようにモニターを集中して行なう限り、ＴＤＭＡ方
式を用いることでモニター側の無線受信器（以後データ
受信局と呼ぶ）を１台で行なうことが出来、全体のシス
テムの小型化かつ低価格が出来るように思える。しかし
，通常のＴＤＭＡでは、データ送出側の装置でも送出タ
イミングを制御する為の受信器を必要とする。この例の
ようなテレメータの分野ではデータ送信局（無線受信器
を含む装置全体）は本来受信の必要性はないものであり
、制御の為の受信器を付加することは、いたずらに装置
の複雑化、大型化，高価格化を招く結果となる。一般に
，微弱ないし小電力出力の無線送信器は、受信器よりも
かなり簡略な装置であるので，データ送信局に制御用受
信器を置かないことは重要な視点である。

且一一姓 本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、
データ受信局における（無，ｌ）受信器はただ１台で、
制御用受信器を持たない多数のデータ送信局からのテレ
メータリング・データを、受信可能とし、また、僅か１
台の（無線）受信器を持つデータ受信局を複数局設ける
ことで、データ送信局の移動可能範囲を大幅に拡大し、
かつ、全体のデータ送信局数を大幅に増大させるテレメ
ータ方式を提供することを目的としてなされたものであ
る。

構一一」又 本発明は、上記目的を達成するために、（１）２個以上
のデータ送信局と１個のデータ受信局があって、各デー
タ送信局は過去に送信済のサンプルデータの一部を含む
形で送信サンプルデータをパケット化し、該パケットに
は各データ送信局固有のＩＤ番号と送信データの順序番
号とを含み，各データ送信局は、予め定められた確率（
ａ）の、互に独立なランダムなタイミングで前記パケッ
トを送信し、データ受信局では、該パケットを受信し，
該パケット中のＩＤ番号と順序番号から各データ送信局
別にデータを時系列に復元し、もし時系列に復元できな
いサンプルデータがある場合は、その時間のサンプルデ
ータを棄却するか前後の復元されているサンプルデータ
から補間すること、（２）或いは、２個以上のデータ送
信局と２個以上のデータ受信局と１個のデータ収集局が
あって，各データ送信局は過去に送信済のサンプルデー
タの一部を含む形で送信サンプルデータをパケット化し
、該パケットには各データ送信局固有のＩＤ番号と送信
データの順序番号とを含み、各データ送信局は、予め定
められた確率（ａ）の、互に独立なランダムなタイミン
グで前記パケットを送信し、データ受信局では、該パケ
ットを受信し、該パケット中のＩＤ番号と順序番号から
各データ送信局別にデータを時系列に復元し、もし時系
列に復元できないサンプルデータがある場合は、そのサ
ンプル時点のサンプルデータが復元できていないことを
示すフラッグを立て、これらのサンプルデータをデータ
収集局に送信し、データ収集局は、各データ送信局別に
各データ受信局から送信されてきたサンプルデータを時
系列に突き合せ，各サンプル時点において、何れか上記
フラノグの立っていないサンプルデータを選択すること
で，サンプルデータの復元を行なうこと、（３）更には
、前記データ収集局は，各データ受信局の，復元できな
かったサンプルデータを、隣接する誤りの無いデータか
ら補間すること、（４）更には、前記１個のデータ受信
局の受信範囲内のデータ送信局数をｎｔ・ｔｐ／ｔｔ≦
１／２（ここでａ　＝　ｔ　ｐ／　ｔ　Ｌ）としたこと
，（５）更には、前記データ送信局におけるサンプルデ
ータのサンプリング間隔をｔｓ、同一パケットの送信繰
返し回数をｎｐ．（ｎｐは正の整数）、パケット中のサ
ンプルデータ数をｎ，（ｎａは正の整数）とする時、即
ちｔｓ：ｉｌｐ”　ｔｔである時、ｎＰ”　ｎｉ≧２で
あること、更には、（６）前記各送信器および各受信器
の方式は周波数拡散方式であって，同一の拡散コードを
全てのデータ送信局で使用すること、更には．（７）！
９急的なサンプルデータが発生したデータ送信局は，予
め定められた確率（ａ）よりも大きな確率で緊急的なサ
ンプルデータを含むパケットを送信することを特徴とし
たものである。以下、本発明の実施例に基づいて説明す
る。

Ｏｆｆｅｒｅｄ　Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｔｒａｆｆｉｃ　を
Ｇ（ここで，０≦Ｇ）、Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ　ｔＩ：
Ｓとすると、Ｐｕｒｅ　ＡＬＯＨＡでは、 Ｓ（Ｇ）＝Ｇ−ｅ−２６（１） となる。Ｓの最大値ＳｍａｘはＧ＝１／２の時であり， Ｓｍａｘ＝Ｓ（１／２）＝１／２ｅ４０．１８　　　　
（２）である。

ここでパケットが損傷を受けず（衝突を起こさず）に伝
送される確率Ｐは ｐ　（Ｇ）＝　Ｓ　／　Ｇ　＝　ｅ−２６（３）である
６従って，パケットが損傷を受ける（衝突を起こす）確
率ｒは ｒ（Ｇ）＝１−ｐ＝１−ｅ−２Ｇ（４）である。これら
の関係については前述の文献■、より古くは文献■に詳
しい。

ここで，Ｏ≦Ｇ〈〈１であるとすると，ｒ　（Ｇ）＝１
−　（１＋　（−２Ｇ）＋　（−２Ｇ）”　／　２！＋
　（−２Ｇ）’　／３　！＋　−　−　）＝２Ｇ　−　
２Ｇ２＋　４Ｇ３／３−・・・・・・ヨ２Ｇ　　　　　
　　　　　　　　　　　（５）が得られる。これはＧが
多少小さくなった位では、パケット損傷確率ｒが十分小
さくならないことを意味している。これに対しては、Ａ
ＬＯＨＡ方式ではデータを送信した端末は相手端末から
、あらかじめ定められた適切なタイムアウト時間周期以
内に応答信号（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）を受
信してデータの送信フェーズを終了し、タイムアウト時
間周期以内に応答信号を受信しなかった場合は、先のパ
ケットを再送信することで解決している。また、連続的
な衝突を避けるために、再送の時間的遅延を各端末に対
してランダムに割り付けることとしている。この方式で
は、伝送誤りをゼロにすることが原理的に可能であるが
，伝送遅延が異常に太きくなることが起こり得て，リア
ルタイム性を要求されるテレメータの分野には向いてい
ない。

本発明では、複雑な応答信号の返送と再送手続を採用す
る代りに、一種のＴｉｍｅ　Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ　を採
用している。エラーをゼロにはできないが、誤り確率を
十分小さくでき、リアルタイム性を維持できる。心拍モ
ニターを例にとれば、ＩＯ秒程度の遅延時間以内という
ようなリアルタイム性は絶対に必要だが、全てのサンプ
ルデータ（ＳａｍｐｌｅｄＤａｔａ）が完全に受信され
る必要は必ずしもない。

この種のテレメートリ・データには一種の連続性があり
、途中の僅かなサンプルデータの欠如は問題にはならな
いことが多い。またそのような欠如したサンプルデータ
は前後の完全なサンプルデータから補間できる。

第ｌ図，第２図、第３図は、本発明によるテレメータ方
式の一実施例を説明するための説明図で、第１図はデー
タ送信局の構成図，第２図はデータ送信局とデータ受信
局の概念図、第３図はデータ送信局より送信されるパケ
ット構造を示す図である。図中、１はクロック信号発生
器，２は分周器、３はセンサー、４はサンプラー　５は
パケット情報組立器、６はＦＩＦＯバッファ，７はパケ
ット組立器、８はランダム数発生器、９は比較器，１０
は送信器、１１はアンテナ、ＴＸＳｉ　（１≦ｉ≦ｎｔ
）はデータ送信局、ＲＸＳはデータ受信局である。

以下、心電図モニターあるいは筋電図モニターの例で説
明する。第ｌ図に示すセンサー３は心電あるいは訪電を
入力する電極と増幅回路およびローバスフィルタより成
る．ここでは少なくとも５　０　Ｈ　ｚ以上の周波数或
分は完全に取除かれているものとする．サンプラー４は
サンプルアンドホールドとＡ／Ｄコンバータより成る。

ここでのサンプリング周波数ｆ．は ｆ　．　＝　１　０　０　Ｈ　ｚ　（　１　０　０　Ｓ
ａｍｐｌｅ／Ｓｅｅ）　　（６）即ちサンプリング周期
ｔ，は ｔ　Ｂ＝　１　０ｍＳｅｃ　　　　　　　　　　　　　
（７）とする．またＡ／Ｄコンバータの変換精度を８ｂ
ｉｔとする。パケット情報組立器５によって第３？中の
ＩＤからＳＸ−＜までがパケット化される。

第３図において．ＩＤはデータ送信局固有の番号で８　
ｂｉｔで表わされるものとする。またＮｏはｋ番目のサ
ンプルデータを示す番号（ここではｋ）である。ＮＯを
表現するためのビット数については後述する。ＳＸ，　
Ｓｘ一■、・・・・・・　Ｓ　Ｘ−４はｎ，個のサンプ
ルデータであり（ここではｎ＝＝５）、それぞれ現在、
ｔ，時間過去の、・・・・・・、４ｔ．時間過去のサン
プルデータである。ｋは連続的にデータをサンプルする
限り、際限なく大きな値を取り得るが、一般的な手法と
してモジュロｊ　（ｍ。ｄｕｌｏ　ｊ）をとることでｋ
の値をＯからｊ−１に制限することができる。、ｊの値
としては通常計算の容易な２のべき乗が使用される（下
位１ｏｇａ　ｊビット加算だけで済む）。ここではｊ　
＝　２　Ｉ１とする。即ち、ＮＯは８ビットであるとす
る。

Ｃ　Ｒ　Ｃ　（Ｃｙｃｌｉｃ　Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ　
Ｃｈｅｃｋ）は一般に良く知られたもので、伝送された
パケット中の情報（ＩＤからＳκ一，まで）に誤りがな
かったかどうかを調べるために使用される。ここではＣ
ＲＣを１６ビットとする。Ｐｒｅａｍｂｌｓは受信器に
おけるビット周期を確立させるためのものであり、例え
ば，１０１０１０・・・・・・１０である。Ｓｙｎｃは
受信器におけるフレーム周期を確立させるものであり、
ここではＰｒｅａｍｂｌｅと明瞭に区別できるビットパ
ターンであれば良く，例えば．　１１００１１００であ
る。なお、本発明の実施例ではパケット長が固定（一定
）であるので、パケット情報中にＳｙｎｃと同一のビッ
１〜パターンが現れても良い。通常のパケット長可変の
通信では、データの透明性（　Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃ
ｙ）を実現するために特別のエスケープシーケンスを用
いたり，ＨＤＬＣのようにＯビット挿入を行なったりし
ている。またパケット長が固定であるから、ＣＲＣの最
後を示すビットパターンを不用としている。Ｐｏｓｔａ
ｍｂｌｅは必ずしも不可欠なものではないが、ここでは
ＣＲＣの最後部分の保護のために挿入している。ビット
パターンは特にこだわらないが、ここでは００００とす
る。上記Ｐｒｅａｍｂｌｅ、Ｓｙｎｃ，　Ｐｏｓｔａｍ
ｂｌｅのビット数はそれぞれ１６、８、４とする．　　
Ｐｒｅａｎ＋ｂｌｅ．　Ｓｙｎｃ、ＩＤ．　Ｎｏ．　Ｓ
ｘ．　Ｓｘ−ｔ、ＳＸ−Ｘ、ＳＸ−　Ｓ、ＳＸ−４、Ｃ
ＲＣ．　Ｐｏｓｔａｍｂｌｅの各々が１６，８，８，８
，８，８，８，８，８，１６，４　ビットであるから、
パケット全体では１００ビットとなる。この内、ＩＤか
らＳＫ−４のパケット情報は（７Ｘ８＝）５６ビットで
ある。

パケット情報組立器５でパケットに組立られた５６ビッ
トのパケット情報はＦＩＦ○バッファ６に送られる。該
ＦＩＦＯバッファ６からの出力（５６ビットのパケット
情報）はパケット組立器７によってＰｒｅａｍｂｌｅ，
　Ｓｙｎｃ．ＣＲＣ．　Ｐｏｓｔａｍｂｌｅが付加され
て第３図のような完全な１００ビットのパケットにされ
，送信器１０によって変調され、アンテナ１１より電波
として送信される．この送信器１０は実施例ではＦ　Ｓ
　Ｋ　（　ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ　ＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎ
ｇ）とし、伝送速度ｆｂは ｆｂ＝ｌＭｂ　ｓ　ｐ　　　　　　　　　　　　　（８
）とする。従って．１００ビットの完全なパケットは ｔｐ＝１００／ｆｂ　　　　　　　　　　　　　　　　
　（９）”１００μ　Ｓｅｃ． で送信し終わる。ここでｔＰを特にパケット長という。

パケットはｔ，時間ごとに発生するから、この送信局の
パケットが占める伝送時間の割合ａは ａ　＝　ｔｐ／　ｔｓ　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　（１０）＝　１　０　０　μ　Ｓｅｃ．／　１
　０　ｍ　　Ｓｅｅ．＝０．０１ である。

第１図のクｏ７ク（　ＣＬＯＣＫ）は周波数ｍ　’　ｆ
　ｓ、即ち、周期ｔ，／ｍのクロック信号発生器１であ
る６分周器２はクロック（　ＣＬＯＣＫ）の出力周波数
を１　／　ｍに分周し、周波数ｆ．即ち周期ｔ．の信号
を出力する。サンプラー４とパケット情報組立器５はこ
の分周器２の出力のタイミングで（例えば、出力信号の
立上がりで）それぞれ，センサー３の出力をサンプルし
Ａ／Ｄ変換し、そのサンプルデータをパケット化する。

一方，クロック（ＣＬＯＣＫ）はランダム数発生器８に
も周期ｔ，／ｍのクロック信号を出力している。ランダ
ム数発生器８はクロック（ＣＬＯＣＫ）からの信号のタ
イミングの度に（例えば、その信号の立上がりの度に）
Ｏからｌの一様分布の乱数を発生するものとする。比較
器９はこのランダム数発生器８から発生された乱数をあ
らかじめ与えられたスレッショルド１　７　ｍと比較し
、乱数が１　／　ｍより小さい時に出力パルスを発生し
，送信器ｌＯに対してパケットの送信を命じる．この比
較器９の出力パルスの周期はランダムであり，その平均
周期は入力信号のｍ倍となるから、送信器１０は平均周
期ｔ．のランダムなタイミングでパケットを送信する。

なお、送信器１０が比較器９の出力パルスのタイミング
でパケットを送信しようとした時に、まだＦＩＦ○バッ
ファ中に完全なパケット情報が用意されていない時は、
送信を取止めることとする．このような状況は電源を入
れて動作開始をした直後に良く起こるが，何度かこのよ
うなことが起こると．ＦＩＦＯバッファに十分なパケッ
ト情報が溜まるのでその後起こらなくなる。

この例では、 ｔ＋＝　ｔｓ　　　　　　　　　　　　　　　　（１１
）とする。即ち、センサーからのデータを工個サンプル
する度に、１個のパケッ１・が送信される勘定になる。

但し，そのパケットはあくまでランダムなタイミングで
送信される。パケットの内容が第３図のようになってい
るので、この例では同一のサンプルデータはｎ，回（こ
こでは５回）別々のパケットで送信される。

なお、式（　１０）は式（１１）が或立つ特殊な場合で
あり、一般的にはパケットの占める伝送時間の割合ａは
次の式（ｌｌａ）で示される。

ａ　＝　ｔ　ｐ／　ｔ　ｒ　　　　　　　　　　　　　
　（１０ａ．）第４図はデータ受信局の構成図で、図中
、２１はアンテナ、２２は受信器、２３はビット同期器
、２４はパケット分解器，２５はマイクロプロセッサで
あ゛る。アンテナ２１で受信された電波は受信器２２で
復調される。ここではＦＳＫ　Ｄｅｍｏｄｕｌａｔｏｒ
である。受侶′ａ２３で復調された受信信号はビット同
期器２３とパケット分解器２４に入力される。

ビット同期器２３では受信信号の１．０パターンの遷移
から受信信号をサンプルすべきタイミングを抽出する。

これに関しては、例えば一連の特許：　１，３３１，５
５５、１，３４７，９２６、１，３４７，９２７、１，
３４７，９２８、１，３４７，９３８、「タイミング情
報再生方式」に記載されている。ビット同期器２３で抽
出されたビット同期信号はパケット分解器２４に出力さ
れる。

パケット分解器２４はビット同期信号で示されるタイミ
ングで受信信号をサンプルし、第３図における、Ｓｙｎ
ｃビットパターンを検出してフレーム同期をとり、ＩＤ
からＳＫ−４までのパケット情報に分解し、ＣＲＣによ
る誤り検出を行なう。このパケット情報とＣＲＣによる
誤り検出結果はマイクロプロセッサ２５に渡される．こ
のパケット分解器２４は、ＨＤＬＣフォーマットを用い
た例では、ＭＯＴＯＲＯＬＡ社のＡｄｖａｎｃｅｄ　Ｄ
ａｔａ−Ｌｉｎｋ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ（ＭＣ６８５
４）が挙げられ、このＬＳＩに相当する機能を持つ。マ
イクロプロセッサ２５はＣＲＣによる誤りがないことが
パケット分解器２４によって示されている時だけその時
のパケット情報（ＩＤからＳえ−４）を使用する。もし
誤りが示されている時はそのパケット情報を棄却する．
マイクロプロセッサ２５はそのメモリー中に、各ＩＤ番
号毎に、Ｎｏとバッファを持ち、このバッファ中にサン
プルデータが置かれる。このマイクロプロセッサ２５が
どのようにしてサンプルデータを時系列に復元するかを
第６図で示す。Ｎｏはメモリ中に在り、復元された最終
のサンプルデータの場所を示すポインターである。ここ
ではＮｏが８ビットであるから，バッファは２８ワード
であり、リングバッファの形式で実現される。第６図に
このリングバッファの構造を示す。ＲＤはこのバッファ
から時系列に復元されたサンプルデータを読み出すため
のポインターである。マイクロプロセッサはこのＲＤが
示す場所のサンプルデータを必要に応じて読み出して、
表示したり，磁気ディスク等に記録したり，モニターし
たり、他の装置にそのサンプルデータを出力したりする
。

マイクロプロセッサ２５は正常な（ＣＲＣによって誤り
がないと判定された）パケット情報をパケット分解器２
４から受取ると、パケット情報中のサンプルデータＳ　
Ｋ−４、Ｓｘ−ａ．　Ｓｘ−ｘ、ＳＸ−ｔ、ＳｘとＮｏ
（この値をｋとする）をパケット情報のＩＤ番号に対応
するマイクロプロセッサ２５のメモリ中のバッファとＮ
ｏにコピーする。この際、ＮＯは最後にコピーされる。

また，サンプルデータの時間情報を示すインデックスｋ
−ｉ　（ｉ＝ｏ，１，２，３．４）はバッファ中のサン
プルデータの場所（アドレス）を示すインデックスｋ−
ｉに対応させる。

既に述べているようにＮＯは８ビットの符号なし整数で
あるから、ｋ−ｉもまた８ビットの符号なし整数であり
、ｍｏｄｕｌｏ　　２５６　　が取られている。例えば
パケット情報中のＮｏがｋ＝２ならば、ｋ−４，　ｋ−
３，　ｋ−２，　ｋ−１，　ｋ（ｎ＋ｏｄｕｌｏ　２５
６）はそれぞれ２５４，　２５５，　０，　１．　２と
なり、Ｓ！５４　９　Ｓ２＆Ｓ　＋　ｓ，　ＩＳ１，Ｓ
２　が第６図のようにバッファ中に格納される。

マイクロプロセッサ２５はＲＤとＮｏを含みその間に在
るサンプルデータ数が５以下の時はバッファに対して読
み出し操作をしない。６以上の時、ＲＤで示される場所
のサンプルデータを読み出すことができて、ここを読み
出した場合、読み出し後，その場所のデータを無効デー
タに書換える。

この無効データは正常なサンプルデータの取り得る値以
外の数値を使用する。例えば、データ送信局におけるサ
ンプルデータは８ビットであったから、正常なサンプル
データは（整数値で表せば）−１２８から＋１２７の範
囲である。従って、例えば、＋１２８のような値を無効
データとして使用する。これはバソファの各ワードが９
ビット以上であればよいことを示している。また、各ワ
ードの下位ビットがサンプルデータとして、上位１ビッ
トがそのサンプルデータが有効か無効かを示すフラッグ
として見做すことができる。この上位１ビットにｌを設
定することは、請求項２においてサンプルデータが復元
できていない時のフラッグを立てることに相当する。

無効データを書換えた後、ＲＤの値をｌだけ増加する（
ただしｍｏｄｕｌｏ２５６加算）。なお、バッファの初
期値は全ワード、無効データ（＋ｉ２８）であり、その
初期状態では、ＮＯ＝ＲＤ＝Ｏとする。′第６図では無
効データをＸで表記している。今あるＩＤについて，Ｒ
Ｄ＝ｋであるとする。この時．ＮＯがｋ，　ｋ＋１，　
ｋ＋２，　ｋ＋３，ｋ＋４，　（ｍｏｄｕｌｏ　２５６
）の何れでもなければ，バッファよりｋ番目（Ｏ　ｏｒ
ｇｉｎ　ｉｎｄｅｘｉｎｇ）のサンプノレデータＳκを
読み出すことができ，読み出し後ｋ番目のバッファ内容
を無効データＸに書換える。その後、Ｒ　Ｄ　４−　ｋ
　＋　１　（ｍｏｄｕｌｏ　２５６）、即ち、ＲＤを１
だけ増加する。

今あるＩＤについて、そのＩＤ番号を持ったパケットが
正常に受信されると、先に述べたように、そのパケット
情報中のＮｏの値をｋとして，パケット情報中のサンプ
ルデータＳ　Ｘ−４、ＳＸ−３．Ｓ　Ｘ−Ｘ、Ｓｘ−＋
．Ｓｘをパケット情報のＩＤ番号に対応するマイクロプ
ロセッサのメモリ中のバッファにコピーするが、マイク
ロプロセッサのメモリ中のＮＯとＲＤについては次のよ
うに扱う。Ｎｏ＝ＲＤ　（＝Ｏ）の場合は、これはバッ
ファが（そのＩＤに関して）初期状態にあることを示し
ているので、ＲＤの値を最も古いサンプルデータのイン
デックスに設定する。即ちＮＯ＝ｋ，ＲＤ＝ｋー４を設
定する。もし，マイクロプロセッサ内のプログラムがマ
ルチタスクによって、ＮｏとＲＤに対するアクセスが同
時進行可能ならば、このＮｏとＲＤは同時に設定されな
ければならない。

少なくとも、このＮｏとＲＤの値を書換えている間は，
他のタスクによってこのＮＯとＲＤをアクセスできない
ようにされているべきである。マイクロプロセッサでよ
く使われる単純な手法は、このＮｏとＲＤを書換える間
だけ、割込みを禁止することである．一方，ＮＯ≠ＲＤ
の場合は、バッファは初期状態にない。過去に何等かの
正常なサンプルデータをバッファしている。この場合、
パケット情報中のサンプルデータＳ　Ｘ−４、ＳＫ−３
、ｓｘ−ｚ．　ｓｘ−ｔ、ＳｘとＮｏ（この値をｋとす
る）をパケット情報のＩＤ番号に対応するマイクロプロ
セッサのメモリ中のバッファとＮｏにコピーする。この
結果、マイクロプロセッサのメモリ中のＮｏ　（＝ｋ）
とＲＤの値の関係がＲＤ＝ｋ，　ｋ＋ｌ，ｋ＋２，　ｋ
◆３の何れにもならなかった場合は正常でありそれ以上
の操作は行なわれないが、その何れ？になった場合は異
常である．この異常は，今対象としているＩＤ番号のパ
ケットが、長時間に渡って正常に受信されなかった場合
、あるいはバッファに対する読み出し操作が異常に遅く
なった場合に起こる。この異常が発見されたら、プロセ
ッサは、このＩＤ番号に関して異常が起こったことを他
のプログラム、または外部の装置に通知する。

この時、プロセッサは、ｋ−４，　ｋ−３，　ｋ−２，
　ｋ−１，　ｋ以外のバッファを初期状態とし、メモリ
中のＲＤをｋ−４に設定する。

いま対象としているＩＤのパケットで、正常に受信され
た過去４個のパケットのＮｏ番号が，２４５，２４８，
　２５２．　２であったとする。するとバッファ内容は
第６図のようになる。Ｎ　Ｏ　＝　２４５のパケットに
よって、サンプルデータＳ■．〜Ｓ２．，が書込まれた
。ＮＯ＝２４６，２４７のパケットは衝突によって紛失
し、対応する最新のサンプルデータＳ２４いＳ２４７　
はその時点ではまだ無効である。しかし、ＮＯ＝２４８
のパケットによって、サンプルデータ　Ｓ　２４４−　
５２４８が書込まれた段階で５２４Ｇ−Ｓｚ４７は有効
となる。その後、Ｎ　Ｏ　＝　２４９，２５０、２５１
と連続してパケットが紛失したが、Ｎ　Ｏ　＝　２５２
が正常に受信された段階で、Ｓ２４、〜ＳＺＳ２　が有
効となった。またさらにその後、Ｎ　Ｏ　＝　２５３、
２５４、２５５、０、■と（５個）連続してパケットが
紛失した後にＮＯ＝２が正常に受信された時、ＮＯ＝２
のパケットによって５１１５４〜Ｓ２　が有効となった
が、５２５３　が有効とならなかった（復元できなかっ
た）場合を第６図に示す。

サンプルデータを読み出した時、そのデータが無効であ
った時、その前後の有効なデータを用いて補間すること
ができる。例えば、直前直後の２つのデータの平均値で
補間する（１次補間）。ｎ＋１個の有効なデータを使用
すればｎ次補間ができる。サンプルデータに周期性等が
あれば、それらに適した補間方法を使用できる。これら
の補間操作はこのバッファからデータを読み出した後、
マイクロプロセッサ内の別のプログラムによって実行さ
れる， 第１図のようなデータ送信局ＴＸＳ　ｉは第２図に示す
ようにｎ，個あり、これらが互いに独立なランダムなタ
イミングでパケットを送信する。当然、パケット送信が
２局以上で同時に行なわれる（少なくともパケットの一
部が互に重なり合う）ことが起こる。これをパケット衝
突と呼ぶ。パケット衝突が起こる確率ｒ　（Ｇ）は、式
（４）で示される。

ここでＯｆｆｅｒｅｄ　Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｔｒａｆｆｉ
ｃ　Ｇ　は，各データ送信局のパケットの占める伝送時
間の割合は平均ａであるから、また式（１０ａ）を用い
て、Ｇ＝ｎｔ＋ａ ＝　ｎ　ｔ−ｔ　ｐ／　ｔ　ｔ　　　　　　　　　　　
（１２）と表せる。

パケット長ｔ，＝１００μＳｅｅ．、パケットの平均送
信間隔　ｔ　１　＝　１０ｍＳｅｃ．、データ送信局数
ｎｃ＝５ｏならば．ａ＝ｔｐ／ｔｔ＝０．１となって、
Ｇ＝０．５となる。この時のパケット衝突の起こる確率
ｒ　（Ｇ）は ｒ　（Ｇ）＝　ｒ　（ｎ　．　・ａ）＝　ｒ　（５０Ｘ
Ｏ．Ｏｌ）＝　ｒ　（０．５）−２・０．５　　　　　
−１ ＝１−ｅ＝１−ｅ ＝０．６３２１２　　　　　　　　　　　　　　　　　
（１３）であり、大半のパケットは衝突による損傷を受
けることがわかる。本発明においては、同一サンプルデ
ータをｎｄ回（ここでは５回）パケットとして送信する
ことでそのサンプルデータを含むパケットがｎ，回（全
てのパケットが）衝突してそのサンプルデータが失われ
る確率をｒ　（Ｇ）　　　に減少させる。Ｇ＝０．５．
ｎ，＝５ならばｒ　（０．５）Ｓ＝　０．６３２１２’
＝　０．１０　　　　　　　　　　　（１４）である。

大半のサンプルデータは失われずに、デ一夕受信局で受
信されることになる。データの約失確率ｒ　（Ｇ）　　
はＧとｎ，の設定の仕方で必要な値を得ることができる
．本発明の実施例のようなテレメトリデータの場合は、
データに時間的連続性や周期的な相関性が強いものが多
く、多少のサンプルデータの紛失は前後の正常なサンプ
ルデータから一般的に良く知られた方法で推定・補間で
きる。パケット情報には、サンプルデータの順序番号Ｎ
ｏが入っているので、どのサンプルデータが紛失で、ど
のサンプルデータが正常かがデータ受信局で判定できる
． 一般に、データの紛失確率ｒ　（Ｇ）を小さくするには
Ｇを小さくすれば良い。一方衝突の起こらない（単位時
間当りの）パケット数（即ちＴｒｏｕｇｈｐｕｔＳ）を
最大にするのはＧ＝０．５の時である。従って，Ｇは０
．５以下に選ばれるべきである。Ｓを大きく、即ちデー
タ送信局数ｎイを大きく取るためにＧをなるべく０．５
に近づけるか，データの紛失確率ｒ　（Ｇ）を小さく取
るためにＧを０．５よりもずっと小さくするかは用途に
よって決定すべき問題である。何れにしても Ｇ＝ｎ．・ｔｐ／ｔ，≦１　／　２　　　　　　　（１
５）である。

データの紛失確率は、実際には、式（１４）における値
よりも小さなものになるのが普通である。

それは無線通信においては、別々の送信源からの２つ（
以上）の信号電波を同時に受信した時、信号レベルの高
い方が低い方を押えて打ち勝つというキャプチャー効果
があるからである。即ち、パケット衝突が起こっても、
どれか１つのパケットが破壊されずにデータ受信局で（
そのパケットに関して）正常に受信される現象が起こる
ためである。このキャプチャー効果は、例えば、周波数
変調（ＦＭ）方式で顕著である。キャプチャー効果とい
う観点からは，データ受信局に近いデータ送信局のパケ
ットが衝突を起こした特に勝ちやすく、遠いデータ送信
局のパケットは負けやすい。ちなみに、電波の伝播損失
（ｆＩｓ力値）は、典型的には，距離の４乗（平面大地
上）に比例する。

従って、第５図のように、データ受信局を複数設けるこ
とで．バケツ１〜衝突を起こした時でも双方のパケット
が同時には紛失せずに、どちらかのより近いデータ受信
局でそれぞれ受信される可能性が飛躍的に高まる。この
方法ではデータ受信ハを複数，なるべく広範囲に、互い
に遠く配置することで、全体としてのデータの紛失確率
を激減できる。

心電図モニターや訪電図モニターのような応用例では、
病院であれば患者の多くは病室で、スポーツのトレーニ
ングセンターであればトレーニング生の多くは各練習器
具や練習場所で、それぞれ多くの時間を費やすことにな
る。従って５各データ受信局の受持つ受信範囲をあらか
じめ設定することが容易であり、この受信範囲内に入る
データ送信局数ｎ，をＧ≦０．５となるように設定すれ
ば良い（式（１２）を参照）。このことは、データ受信
局数を０１とする時、全体のデータ送信局数ｎ　，　Ｊ
　がおおよそ ｎｔ　　＝ｎ，’ｆｉ，　　　　　　　　　　　　　（
１６）となることを示している。実際にはＷＪ接するデ
ータ受信局の受信範囲は互いにオーバーラップしている
必要があるから，ｎ，′はｎ，・ｎ，よりも小さくなる
が、おおよその傾向は式（ｌ６）となる。即ちデータ受
信局を複数設置することは、データの約失確率の低減に
役立つばかりでなく、全体のデータ送信局数を増大させ
る手段として使用できる。

さらに、−ａにサイトダイバーシティ（ＳｉｔθＤ１ν
ｅｒｓｉｔｙ）として良く知られた効果が同時に発揮さ
れる。即ち、マルチパスのような現象によって、あるい
は障害物によって，どこかのデータ受信局への電波伝播
特性が悪化したような場合でも、別？データ受信局では
良好に受信できる確率が高い。

またさらに人がこのデータ送信局を持って移動してもど
こかで受信できる可能性があるため、移動範囲の大幅な
拡大が可能となる。

第５図の実施例では、データ受（”６局ＲＳＸ■とＲＳ
Ｘ２の各々では、紛失したサンプルデータを補間するこ
とはせず、図示していないコンピュータに（ＬＡＮのよ
うな通信手段によって）時系列に復元された各データ送
信局からのサンプルデータを送信し、このコンピュータ
で、２つのデータ受信局からのサンプルデータから各デ
ータ送｛ｊｒ局のサンプルデータのより欠損の少ないサ
ンプルデータ時系列を得ることができる。もちろん、こ
のようなより欠損の少ないサンプルデータ時系列から、
僅かな欠損を補即することは有効であることは容易に分
かる。

なお，データ収集局の機能があるデータ受信局で行なわ
れるような形態は当然可能である。データ受信局には通
常マイクロプロセッサのようなコンピュータが使用され
ており、データ収集局を兼ねることは容易であるから。

またこの例のようにデータ受信局を複数設けることで、
データ送信局の移動範囲を大幅に拡大できる。なぜなら
、何れかのデータ受信局で受信されれば良いからである
。これは従来の技術ではがなり複雑な手順を要求された
。従来技術では、各データ受信局毎に、隣接するゾーン
で使用する無線周波数を互いに異なるものに割当てる必
要があった。従って，あるゾーンから隣のゾーンに移動
する際には、周波数の切替操作が必要とされていた。こ
のためには、データ送信局とデータ受信局の間で周波数
切替のための制御信号のやりとりをする必要があり、デ
ータ送信局に無線受信器の搭載を要し、装置の複雑化、
大型化，高価格化を招く結果となる。本発明によれば、
移動するデータ送信局はどのゾーンに居てもまったく同
一の周波数を使用でき、ゾーン移動に伴う一切の制御が
必要とされない。

本発明の要点の一つとして，パケット送出をランダム化
することでパケット衝突現象を確率的に捉えられるよう
にし、パケット衝突が起った際のサンプルデータの損失
を同一のサンプルデータを複数回送信することで、その
サンプルデータが一度も正常に受信されない確率を必要
な値まで引下げることができる点が挙げられる。前述の
方法では、同一のサンプルデータを複数回送信する為に
、一つのパケット内にｎｄ個のサンプルデータを収納し
た。ｎ，≧２とし、新しいサンプルデータが発生する度
に最新のｎ，個のサンプルデータを新しいバケツ１〜内
に組立て，そのバケツ１−を一度だけ送信すれば、同一
のサンプルデータがｎ，回送信することになる。ここで
その同一のバケツ１−をｎＰ回送信すると，同一のサン
プルデータはｒｌｐ・０６回送信されることになる。即
ち、 ｎｐ”　ｎｄ≧２　　　　　　　　　　　　　　（１６
）であることが同一のサンプルデータを複数回（２回以
上）送信する為に必要である。式（１６）の場合、ｎ４
は正の整数（ｎｄ≧工）であれば良い。またこの場合．
パケットの平均送信間隔し，は，サンプルデータのサン
プリング間隔セ、を、同一パケノトの送信繰返し回数ｎ
Ｐで割った値、即ち、ｔ　ｃ＝　ｔ　ｓ／　ｎｐ　　　
　　　　　　　　　　（１７ａ）となる。これはまた、 ｔｓ”　ｎｐ　’　ｔ　ｔ　　　　　　　　　　　　　
（１７ｂ）と書換えられる。

さきに、パケット衝突が起った時、受信４３ｕレベルの
高いほうのパケットが破壊されずに受信される、キャプ
チャー効果という現象について述べた。類似の現象は周
波拡散方式で変復調した場合にも起る。周波数拡散方式
では、同一の周波数帯域内で、同時に複数の送信が行わ
れても、拡散コードが異なれば、あるいは同一拡散コー
ドであっても互いのコードの位相が異なっていると、互
い独立の通信が行える。これは周波数拡散における多重
アクセス（Ｍｕｌｔｉｐｌ．ｅ　Ａｃｃｅｓｓ）として
良く知られている。本発明の他の実施例としては，全て
の送信機、全ての受信機の拡散コードを同一とした周波
数拡散方式を使用した物がある。同一の拡散コードを使
用するという思想は、ＦＭ変調方式において同一のチャ
ネル（即ち、同一の搬送周波数）を使用するというのと
同しである。即ち、（各）データ受信局にはたった１台
の（無線）受信機しか必要とされない。ただパケット衝
突が起った時の、パケッ１・の生残り方が異なる．ＦＭ
のような通１イ′の変調方式では、より受信信号レベル
の高いほうのバケツ１〜が生残る（正常に受信される）
ことができた。この場合，受信信号レベルの差は、ある
程度以上に十分なければならなかった。しかるに、周波
数拡散方式では、一度あるバケツ１〜の受信信号に同期
が掛かると、それ以後は、周波数拡散のプロセスゲイン
によって、そのバケツ１〜以外の受信信サは排除される
。もっともこの際、拡散コードが同一であるから，２つ
の受信信し・の拡敗コードの位相が一致すると、受信信
号を分離できないが、その確率は十分小さい。今，拡散
コードを周期１２７のＭ系列であるとする。また周波数
拡散に直接拡散方式を使用したとする。すると２つの受
信信号は互に２チップ以上離れれば十分に分離して受信
される（理論上は１チノプ離れれば良いが，同期の揺ら
ぎを考慮すると１チップ＋αが必要とされる）。従って
，２つの受信信号の拡散コードの位相が十分離れていな
い為に混信が起る確率は，２／１２７以下であると言え
る。一般に拡散コードの周期が長いほど，多重度を上げ
られやすく，プロセスゲインも上げられやすいが、同期
に要する時間は拡散コードの周期が短いものほど短くで
きる。またＤ　Ｄ　Ｌ　（Ｄｅｌａｙ　Ｌｏｃｋｅｄ　
Ｌｏｏｐ）の様な同期メカニズムを使用しない、マッチ
ドフィルタ（Ｍａｔｃｈｅｄ　ｆｉｌｔｅｒ）やＳＡＷ
コンボルバを用いたものでは，拡散コードの周期が短い
ほうが製作しやすいという面がある。

周波数拡散方式を使用した時の利点は，２つの衝突した
パケットの受信ｆ３号レベル差よりも，よりどちらが先
にパケットが送信され始めたかによって、生残りが決る
点にある。つまり、ＦＭ変調方式のように受信信号レベ
ルの低い方（即ち、データ受信局から、より遠い方のデ
ータ送信局のバケツ１−）は常にＮ突に際して、生残れ
ない可能性が高く、ある特定のデータ送信局からのデー
タの紛失率が異常に高くなる可能性がある（これについ
ては，先に述べたように、データ受信局を複数設ける方
法で解決できるが，データ受信局上局では解決できない
）。一方、周波数拡散方式では、受イａ信号レベルには
（遅れて来たパケットが、プロセスゲインによっても抑
制できないほどその信号レベルが強い時を除いて）さほ
ど影響されないから、各データ送信局からのデータの紛
失率をほぼ一定に保つことが可能となる。即ち、衝突時
の生残り確率の公平さがある。勿論、極端に信号レベル
が異なるような場合に対しては、先に述人たような複数
のデータ受信局を設ける方法の適用が効果的である。

周波数拡散方式は，ＦＭ変調方式よりその構成が複雑で
あるといわれている。これは主として受信機側の特に同
期回路周辺の話であり、送信機については（特に直接拡
散方式においては）同程度の構成である。受信機につい
ては、拡散コードの周期が短くて良ければかなりｆｆｆ
ｒｌｌ！８な手法が使用でき、ＦＭ変調方式よりも少し
複雑にむるに過ぎない。特にマッチドフィルタやＳＡＷ
コンボルバを使用する場合は，ＦＭ変調方式とその構或
の複雑さは大差ない。特に拡散コードの周期が短いもの
は、これらマッチドフィルタやＳＡＷコンボルバは、Ｆ
Ｍ変調方式で用いられる遮断特性が良くかつ位相特性に
優れたＳＡＷフィルタと大差ない為，受信機の製造価格
も大差ない． 本発明では、データはデータ送信局から送信しっぱなし
で、サンプルデータの紛失が確率的に起る。通常はその
紛失確率を予め十分小さく設定しておくことで良いが、
ある種の緊急的な状態ではその緊急的なデータの紛失確
率をさらに小さくする必要が起ることがある．例えば，
医療における心電図、心拍数，あるいは呼吸数のモニタ
ーのようなものを考えると、患者が平常であるような通
常の場合は、少々のサンプルデータの紛失はまったく問
題にならない。しかし，心臓や呼吸が停止しそうになっ
た（心拍数や呼吸数が異常に低下した）ような緊急時に
は，サンプルデータはできる限り損失を減らす必要があ
る。本発明ではこれに対して、緊急時に、予め定められ
たパケットの平均送出確率ａよりも高めることで実現す
る。具体的な一例としては、一次的に同一パケットの送
信繰返し回数ｎｐの値を（ｎ，゜に）増加する。これし
こよって、同一サンプルデータがより回数多く送信され
る結果、そのサンプルデータの紛失確率が減少する。実
際にはある特定のデータ送信局のパケットの平均送出確
率ａが一次的に高まる為，Ｏｆｆｅｒｅｄ　Ｃｈａｎｎ
ａｌ　Ｔｒａｆｆｉｃ　Ｇ　も大きくなるがそれは僅か
に過ぎない。なぜなら，多数あるデータ送信局の内の１
局に過ぎないからである。従って、同一パケットの送信
繰返し回数がｎＰからｎＰ′　に変ったときのサンプル
データの損失確率になる。

各々のサンプルデータの損失確率ｒ，、ｒ３′はｒ５＝
ｒ　（Ｇ）ｎＰ’　” および ，，＋　＝ｒ　（Ｇ）”　”゜ である。ここで０＜　ｒ　（Ｇ　）＜ｌ，　ｎ　ｄ≧ｌ
．　ｎ　ｐ＞　ｎ　１）０であるから ｒｓ＞ｒｓ となる。

今．Ｇ＝０．５、ｎ，＝５、ｎｐ＝１．ｎ，’　＝３と
すると ｒｓ　”０．６３２１２　”゜５ ＝０・１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（
１４’　）ｒ　ｓ’　”０．６３２１２　３゜５ ＝　０．００１　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　（１８）が得られる。

なお，同一パケットを複数回送信するのは、第２図から
極めて容易なことである。ランダム数発生器への夕ロッ
ク周波数をｎＰまたはｎ１倍し、送信器がパケット組立
て器の同一出力をｎｐ回またはｎ，′回使用してから、
パケット組立て器がＦＩＦ○からパケット情報を引出す
ようにすれば良い。

処−一果 以上の説明から明らかなように、本発明は原理的にはＡ
ＬＯＩＩＡ方式に属するが、これを改良することで、デ
ータトラフィックが定常的に発生する場合に、即ちバー
スト的ではなく、かつ、ランダム性がないにもかかわら
ず，テレメトリ・データを効率良く、極めて簡単に伝送
するものであり、装置の小型化・低価格化にも役立つも
のである。

また、データ受信局における（無線）受信器はただｌ台
で、制御用受信器を持たない多数のデータ送信局からの
テレメータリング・データを、受信可能とし、また、僅
か上台の（ｗ．線）受信器を持つデータ受信器を複数設
けることで，データ受信局の移動範囲を大幅に拡大し、
かつ，全体のデータ送信局数を大幅に増大させる。

【図面の簡単な説明】

第工図は、本発明によるテレメータ方式に用いられるデ
ータ送信局の構成図，第２図はデータ送信局とデータ受
信局の概念図，第３図はデータ送信局より送信されるパ
ケット構造を示す図、第４図は、データ受信局の構或図
、第５図はデータ受信局を複数設けた場合を示す図、第
６図は、バッファ内容を示す図である。 工・・・クロック信号発生器，２・・・分周器．３・・
・センサー、４・・・サンプラー，５・・・パケット情
報組立器，６・・・ＦＩＦ○バッファ、７・・・パケッ
ト組立器、８・・・ランダム数発生器、 ↓１・・・アンテナ。 ９・・・比較器、 １０・・・送信器、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２個以上のデータ送信局と１個のデータ受信局があ
   って、各データ送信局は過去に送信済のサンプルデータ
   の一部を含む形で送信サンプルデータをパケット化し、
   該パケットには各データ送信局固有のＩＤ番号と送信デ
   ータの順序番号とを含み、各データ送信局は、予め定め
   られた確率（ａ）の、互に独立なランダムなタイミング
   で前記パケットを送信し、データ受信局では、該パケッ
   トを受信し、該パケット中のＩＤ番号と順序番号から各
   データ送信局別にデータを時系列に復元し、もし時系列
   に復元できないサンプルデータがある場合は、その時間
   のサンプルデータを棄却するか前後の復元されているサ
   ンプルデータから補間することを特徴とするテレメータ
   方式。 ２、２個以上のデータ送信局と２個以上のデータ受信局
   と１個のデータ収集局があって、各データ送信局は過去
   に送信済のサンプルデータの一部を含む形で送信サンプ
   ルデータをパケット化し、該パケットには各データ送信
   局固有のＩＤ番号と送信データの順序番号とを含み、各
   データ送信局は、予め定められた確率（ａ）の、互に独
   立なランダムなタイミングで前記パケットを送信し、デ
   ータ受信局では、該パケットを受信し、該パケット中の
   ＩＤ番号と順序番号から各データ送信局別にデータを時
   系列に復元し、もし時系列に復元できないサンプルデー
   タがある場合は、そのサンプル時点のサンプルデータが
   復元できていないことを示すフラッグを立て、これらの
   サンプルデータをデータ収集局に送信し、データ収集局
   は、各データ送信局別に各データ受信局から送信されて
   きたサンプルデータを時系列に突き合せ、各サンプル時
   点において、何れか上記フラッグの立っていないサンプ
   ルデータを選択することで、サンプルデータの復元を行
   なうことを特徴とするテレメータ方式。 ３、前記データ収集局は、各データ受信局の、復元でき
   なかったサンプルデータを、隣接する誤りの無いデータ
   から補間することを特徴とする請求項２記載のテレメー
   タ方式。 ４、前記１個のデータ受信局の受信範囲内のデータ送信
   局数をｎ＿ｔ、パケット長をｔ＿ｐ、各データ送信局に
   おけるパケットの平均送信間隔をｔ＿ｉ、とする時 ｎ＿ｔ・ｔ＿ｐ／ｔ＿ｉ≦１／２ ａ＝ｔ＿ｐ／ｔ＿ｉ としたことを特徴とする請求項１又は２記載のテレメー
   タ方式。 ５、前記データ送信局におけるサンプルデータのサンプ
   リング間隔をｔ＿ｓ、同一パケットの送信繰返し回数を
   ｎ＿ｐ（ｎ＿ｐは正の整数）、パケット中のサンプルデ
   ータ数をｎ＿ｄ（ｎ＿ｄは正の整数）とする時、即ち ｔ＿ｓ＝ｎ＿ｐ・ｔ＿ｉ である時、 ｎ＿ｐ・ｎ＿ｄ≧２ であることを特徴とする請求項１又は２記載のテレメー
   タ方式。 ６、前記各送信器および各受信器の方式は周波数拡散方
   式であって、同一の拡散コードを全てのデータ送信局で
   使用することを特徴とする請求項１又は２記載のテレメ
   ータ方式。７、緊急的なサンプルデータが発生したデー
   タ送信局は、予め定められた確率（ａ）よりも大きな確
   率で緊急的なサンプルデータを含むパケットを送信する
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のテレメータ方式
   。