JPH047860B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 周波数ホツピング通信ネツトワークにおける
１つ、またはそれ以上の第１周波数ホツピング通
信デバイス２５，３０，３５を、第２ネツトワー
クデバイス２０によつて維持されたネツトワーク
タイムに同期させるために、各第１周波数ホツピ
ング通信デバイスに第１デバイスタイムを維持す
るクロツク１２５を設け、この第１デバイスタイ
ムをネツトワークタイムのＮ個のインターバル
Tiに相当する時間（Ｎ Ti秒）以内に正確に一
致させる方法において、 (a) 第１周波数ホツピング通信デバイス２５を
Ti秒毎に更新される同期コードによつて決定
される一組の受信周波数および受信ホツプレー
トでrf送信を受信するようにアイドル状態で作
動させるステツプと； (b) 送信ホツプレートの送信周波数で一連の同期
メツセージを送信するように第２ネツトワーク
デバイス２０を作動させる際に、この送信周波
数が不確実な時間内においてすべてのアイドル
状態受信周波数の送信組を含むように選択さ
れ、同期メツセージの各々に、第２ネツトワー
クデバイスがネツトワークタイムメツセージを
送信する時間および周波数を表わす情報を設け
るステツプと； (c) 前記第１周波数ホツピング通信デバイス２５
によつて、それぞれの送信および受信周波数の
一致の結果としての同期メツセージを受信した
時に、この同期メツセージを処理して、前記ネ
ツトワークタイムメツセージの時間および周波
数を予測するステツプと； (d) 第２ネツトワークデバイス２０によつてネツ
トワークタイムを規定する前記ネツトワークタ
イムメツセージを、予め決められたネツトワー
クタイムの精度で送信するステツプと、 (e) 第１周波数ホツピング通信デバイス２５によ
つて前記予測した時間および周波数で前記ネツ
トワークタイムメツセージを受信すると共に、
そのクロツクを前記ネツトワークタイムメツセ
ージに従つて調整するステツプとを有したこと
を特徴とする高速周波数ホツピング時間同期化
方法。

２ 最大受信ホツプレートを、（4N＋１）で割算
した送信ホツプレートより大きくならないように
選択したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の方法。

３ 更に、同期化要求モードを設け、このモード
のステツプは； (f) 前記第２ネツトワークデバイス２０を前記ア
イドル状態で作動させるステツプと； (g) 第１周波数ホツピング通信デバイス２５によ
つて前記送信周波数および送信ホツプレートで
ネツトワークタイムメツセージが要求される時
間および周波数を表示する情報を有する一連の
同期化リクエストメツセージを送信するように
作動させるステツプと； (h) 前記第２ネツトワークデバイス２０によつ
て、送信および受信周波数のそれぞれが一致し
た結果として同期リクエストメツセージが受信
された時に、このリクエストメツセージを処理
して要求されたネツトワークメツセージの時間
と周波数とを予測すると共に、この要求された
ネツトワークタイムメツセージを送信するステ
ツプと； (i) 第１周波数ホツピング通信デバイス２５によ
つて、前記予測された時間および周波数で前記
ネツトワークタイムメツセージを受信すると共
に、そのクロツクをこのネツトワークタイムメ
ツセージに従つて調整するように作動させるス
テツプとを設けたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の方法。

４ 更に、第３ネツトワークデバイス３０を同期
化するパツシブモードを設け、このパツシブモー
ドのステツプは、： (j) 前記第３ネツトワークデバイス３０を前記ア
イドル状態で作動させるステツプと； (k) 前記第１周波数ホツピング通信デバイス２５
からの同期リクエストメツセージの受信時にお
いて、この同期リクエストメツセージを処理し
て前記第２ネツトワークデバイス２０によつて
送信されるネツトワークタイムメツセージの時
間と周波数を予測するステツプと； (l) 前記第３ネツトワークデバイス３０を作動さ
せて前記予測した時間および周波数で前記ネツ
トワークタイムメツセージを受信すると共に、
それのクロツクを前記ネツトワークタイムメツ
セージに従つて調整するステツプとを設けたこ
とを特徴とする請求の範囲第３項記載の方法。

５ 更に、前記同期コードをTi秒毎に発生させ
るステツプを設け、この同期コード中に、前記受
信および送信周波数の組を規定する一連のデイジ
タルビツトを設けたことを特徴とするステツプと
を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の方法。

６ 前記同期コード発生ステツプ時に、演算処理
によつて乱数ビツトシーケンスの演算を行ない、
この演算における１つのパラメータを時間値とし
たことを特徴とする請求の範囲第５項記載の方
法。

７ 前記ステツプ(c)中に、更に、第２ネツトワー
クデバイス２０を作動させて同期メツセージの冗
長シーケンスを送信するステツプを設けたことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。

８ 更に、通信モードを設け、このモードのステ
ツプには： (f) 第１周波数ホツピングデバイスのクロツク１
２５が前記ネツトワークタイムに同期されてい
る場合に、前記第１周波数ホツピング通信デバ
イスの１つを作動させるステツプと、これによ
つて、それぞれ第１周波数ホツピング通信およ
び第２ネツトワークデバイスと、前記送信ホツ
プレートで知られている通信コードによつて規
定された各々の通信周波数で通信メツセージの
シーケンスを送信するようにし； (g) 前記第１周波数ホツピングデバイス２５，３
０の他のデバイスを作動させるステツプとが設
けられ、前記同期コードによつて規定された通
信周波数で受信すると共に、送信ホツプレート
で前記通信メツセージを受信するようにしたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方
法。

９ 前記同期メツセージの各々に、プロトコール
デイジタルワードを設け、このプロトコールワー
ドによつて前記シーケンスで同期メツセージの位
置を規定し、更に、それぞれのコードでこのメツ
セージが送信されるアイドル状態周波数を規定す
るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の方法。

１０ 前記ステツプ(c)で実行される同期化メツセ
ージの処理に時間の予測を採用し、この予測時間
において、前記メツセージシーケンスが終了し、
更に、各同期コード情報から、前記ネツトワーク
タイムメツセージの周波数を規定するコードを決
定するようにしたことを特徴とする特許請求の範
囲第９項記載の方法。

１１ 第１周波数ホツピングデバイス２５を第２
周波数ホツピングデバイス２０に同期させる方法
において、 (a) インターバルクロツク手段１２５を有するデ
バイスを設けて、開始時間から期間Tiのイン
ターバルの数Ｎを計数し、更に、サブインター
バルクロツク手段を設けて、所定インターバル
Ti以内で期間Taのサブインターバルの数Ｍを
計数するステツプと； (b) 同期コードを発生させ、この同期コードに
は、各デバイス用のインターバルカウンタの最
新状態に依存して一連のデイジタルビツトが包
含され、この同期コードによつて時間相関ワー
ド、一組のアイドル状態周波数と一組の送信周
波数を規定するステツプと； (c) 第１周波数ホツピングデバイス２５をアイド
ル状態で作動させて、受信ホツプレートで前記
アイドル状態周波数で交互に受信し、更に、受
信した信号と、インターバルタイマの現在のＮ
値用のコードによつて規定された相関ワードと
の間で相関機能を実行するステツプと； (d) 第２周波数ホツピングデバイス２０を作動さ
せ、これによつてすべてのアイドル状態周波数
のすべての送信セツトで同期メツセージのシー
ケンスを送信し、これら周波数を各デバイス用
のクロツクの最新インターバル状態間の最大相
対時間の不確実性以内で、これらコードにより
規定し、この同期メツセージに、時間および周
波数を表示する各コードと情報とによつて規定
された各相関性ワードを設け、これら時間およ
び周波数で第２周波数ホツピングデバイスによ
つてネツトワークタイムメツセージを送信する
ようにし、 (e) 前記第１周波数ホツピングデバイス２５によ
つて受信された信号と相関ワードとの間で相関
が達成された時に、第１周波数ホツピングデバ
イスを作動させて前記ネツトワークタイムの時
間と周波数とを予測するステツプと； (f) 前記第２周波数ホツピングデバイス２０によ
つて、ネツトワークタイムを表わすＭとＮ値を
規定するネツトワークタイムメツセージを送信
するステツプと； (g) 第１周波数ホツピングデバイス２５を作動さ
せて、前記ネツトワークタイムメツセージを受
信すると共に、前記ネツトワークタイムメツセ
ージに依存してそのＮおよびＭカウンタを調整
して、第２周波数ホツピングデバイスによつて
維持された時間に同期するステツプとを設けた
ことを特徴とする同期方法。

１２ 前記コードによつて通信相関性ワードを規
定すると共に、更に通信モードを設け、このモー
ドは： (h) 同期が一旦達成されると、前記第１周波数ホ
ツピングデバイス２５の１つを前記アイドル状
態で動作させるステツプと； (i) 前記他方の第１周波数ホツピングデバイス３
０を動作させるステツプと、これによつてネツ
トワークホツプレートで通信初期化メツセージ
のシーケンスと、対応のアイドル状態周波数で
このメツセージの１つとを発生し、この初期化
メツセージに前記通信相関ワードと、通信メツ
セージを送信する時間を表わす情報を設けるよ
うにし、 (j) 前記同期コードで規定される周波数ホツピン
グ周波数で、インターバルおよびサブインター
バルカウンタの状態に依存してデバイス（２５
と３０）を動作させて、通信メツセージを送信
ホツプレートでそれぞれ送信および受信するス
テツプとを具えたことを特徴とする特許請求の
範囲第１１項記載の方法。

１３ デイジタルデータで変調させたrf信号を周
波数受信コントロール信号によつて決定した受信
周波数で受信するようにしたトランシーバ１５５
であつて、デイジタルデータで変調した入力信号
を、送信コントロール信号によつて決めたrf送信
周波数で送信するためのトランシーバ１５５と； このトランシーバ１５５に結合され、受信した
信号をデイジタルビツト列に復調する復調器１４
０と； このトランシーバ１５５に結合され、前記入力
信号をこのトランシーバに供給するように構成し
た変調器１４５と； このトランシーバに結合され、前記送信および
受信周波数コントロールワードを周波数発生器コ
ントロールワードに依存してこのトランシーバに
供給する周波数発生器１５０と； デイジタルプロセツサ１１０とを具え、このプ
ロセツサには； タイム信号を供給するクロツクエレメント１２
５と； 前記復調器１４０に結合され、前記デイジタル
ビツト列と相関ワードとを相関させると共に、ネ
ツトワークタイムの時間と周波数を予測する相関
結果を表わすデコーダ信号を供給する相関器エレ
メント１１５と； 前記クロツクエレメントに結合され、前記タイ
ム信号の状態に応じて、独特なデイジタルコード
シーケンスを発生させるコード発生器１３０と； このコード発生器１３０に結合された入力を有
して、前記コードシーケンスを順次発生させたも
のの１つを記憶し、前記周波数発生器１５０、前
記変調器１４５と相関器１１５とに結合された出
力を有して、メモリコントロール信号の状態に応
じて前記コードの特定の１つを前記出力に供給す
るデイジタルメモリエレメント１３５と：更に、 前記相関器１１５、クロツク１２５、メモリエ
レメント１３５に結合されたシンクロナイザプロ
セツサ１２０とを具え、このシンクロナイザプロ
セツサ１２０は前記デコーダ信号に応答して、ク
ロツクコントロール信号を発生し、これによつて
前記クロツク状態を進ませたり、遅らせ更に、前
記メモリコントロール信号を発生して、予測した
時間と周波数で受信したネツトワークタイムメツ
セージに応じて前記メモリデバイスの出力として
供給される特定コードを決定したことを特徴とす
る周波数ホツピング通信デバイス。

１４ 第１周波数ホツピング通信デバイス２５を
第２周波数ホツピング通信デバイス２０に同期さ
せるに当り、これら第１、第２周波数ホツピング
通信デバイス２５，２０を時間期間Ｔに亘つて周
波数ホツピング通信するようにして同期させる方
法において、 ａ 時間ＴをＮ個の大雑把なタイムインターバル
に分割し、ここでタイムインターバルの時間
TiをＴ／Ｎとし； ｂ このタイムインバルTiを、Ｍ＝Ti／Taの関
係で接続期間TaのＭ個のサブインターバルに
分割し、 ｃ 各第１周波数ホツピングデバイスに、デバイ
ス時間を維持するためのクロツク手段１２５を
設け、ここで、この各クロツク手段１２５によ
つて維持される時間を、第２周波数ホツピング
通信デバイスによつて維持されたタイムインタ
ーバルの時間のTi秒に正確に合せ、 ｄ 各タイムインターバル中に利用する同期コー
ドを設けこのコードによつて、相関ワード、一
組の受信周波数および時間送信周波数を規定
し、これらを各タイムインターバル中で使用
し、 ｅ 第１周波数ホツピング通信デバイス２５をア
イドル状態で動作させることにより、受信留保
時間を規定する受信ホツプレートで複数の受信
周波数を交互に受信すると共に、特定のタイム
インターバルTiに相当する同期コードを有す
る相関ワードと、受信メツセージとの間の相関
機能を実行し、 ｆ 第２周波数ホツピング通信デバイス２０を動
作させることにより、このデバイスによつて維
持される時間に関連して過去、現在および将来
のタイムインターバル用の各コードによつて規
定された受信周波数で同期メツセージのシーケ
ンスを送信し、これらメツセージの各々に、前
記各コードおよび情報によつて規定された相関
ワードを設け、これらコードおよび情報を、メ
ツセージのシーケンス内のそれ自身の相対位置
および最新の第２デバイスコードに対する各コ
ードの相関性を表示し、これらメツセージは受
信ホツプレートより大きな送信ホツプレートで
発生され、 ｇ 第１周波数ホツピング通信デバイス２５を、
受信メツセージと相関ワードとの間で相関性が
達成されるまで、前記アイドル状態で作動さ
せ、 ｈ 第１周波数ホツピングデバイス２５によつ
て、前記相対位置情報を処理することによつて
予測した時間および周波数で時間メツセージを
受信するように設定し、 ｉ 第２周波数ホツピング通信デバイス２０を動
作させて、前記シーケンスを前記時間送信周波
数で送信した後で、タイムメツセージを送信
し、このタイムメツセージにタイムインターバ
ルTiとサブインターバルTaを規定するデータ
を設け、これらインターバルに第１周波数ホツ
ピング通信デバイスによつて維持された時間を
セツトするようにし、更に、 ｊ 第１周波数ホツピング通信デバイス２５によ
つて、前記メツセージを受信すると共に、それ
のクロツク１２５をタイムメツセージで表わさ
れたタイムインターバルTiおよびサブインタ
ーバルTaに調整するように作動させるステツ
プを具えたことを特徴とする高速周波数ホツピ
ング時間同期化方法。

１５ 最大受信ホツプレートを、値（4N＋１）
によつて分割した送信ホツプレートより大きくな
い値に選択したことを特徴とする特許請求の範囲
第１４項記載の方法。

発明の背景 本発明は、２台またはそれ以上の台数の通信機
器間で行なうスペクトル拡散通信に関するもの
で、特に、このような通信機器間の時間同期化に
関するものである。

スペクトル拡散通信（Spread Spectrum
Communication）は、通信手段の１つとして知
られており、信号が、情報を送信するのに必要な
最小バンド幅より大きなバンド幅を占有している
通信である。信号をその帯域幅に亘つて拡散する
ためには、通信情報とは無関係なコードによつて
実現できると共に、受信機におけるコードによつ
て同期化された受信状態を利用して収集させると
共に、継続する情報の回復を行なつている。文献
として、IEEE Trans.Communication，1982年，
５月Vol.COM−30，第855−884頁“Theory of
Spread Spectrum Communications−Ａ
Tutorial（R.L.Pickholtz，D.L.SchillingおよびL.
R.Milstein著）がある。

周波数ホツピングを採用したスペクトル拡散通
信ユニツトのネツトワークを、ジヤム防止および
安全性のために利用する。このようなユニツト間
（２つまたはそれ以上のユニツト）で通信を行な
うために、各ユニツトの動作を他の通信ユニツト
の動作に対して時間的に同期化する必要がある。

従来、このような時間同期化は、数種類の技術
の１つを利用して実現されている。例えば、１つ
の技術によれば、同期化されたユニツトによつ
て、同期信号を送信する。この同期信号は、同期
化されていない受信器がそれ自身の内部時間を進
ませると共に、受信した信号と、その内部で発生
させた同期信号とを比較するのに十分な長さを有
している。これら信号に相関性が存在する場合
に、同期されていない受信器の内部時間が同期化
された送信器の内部時間とマツチングされてくる
ので、同期化が達成される。

第２の従来技術によれば、送信された同期信号
を非同期のユニツトによつて受信し、このユニツ
トによつて同時に多数の周波数をモニタして、時
間間隔をカバーしている。このようにモニタ（監
視）すべき周波数の数は、時間の不正確度に依存
し、この不正確度は解決する必要がある。周波数
をモニタする側で受信した信号を、内部で発生さ
せた同期信号と比較し、送信信号と、その信号間
で適当な相関性が達成されるモニタされた周波数
は正しい時間を有するようになる。

また、他の技術によれば、ネツトワークは、ネ
ツトワークエントリー（参加）のために使用され
る低性能モードを有している。或る条件、例えば
強いジヤミングが発生するような場合、ネツトワ
ークエントリー波形が多数回繰返えされ、これに
よつて非同期ユニツトネツトワークエントリーを
確保している。

また、他の技術によれば、同期化波形がネツト
ワーク通信以内に隠れている。非同期化ユニツト
によつてネツトワーク通信をモニタすると共に、
これら隠れている伝送の十分な数が受信された後
で同期化が達成される。

スペクトル拡散用の時間同期化技術を提供する
ための従来技術を超えるためには、非同期のユニ
ツトによつてネツトワークエントリーが要求でき
る周波数ホツピング通信デバイスにより、以下の
事項が実現される。即ち、比較的長い時間的不確
定性をカバーするため、比較的短かい同期伝送を
行ない、マルチネツトワークエントリー方法をサ
ポートする１つの標準同期伝送法を採用し、更
に、代表的なネツトワーク通信伝送と同一視可能
な同期化波形が得られることである。

また、周波数ホツピング通信デバイスのネツト
ワーク用の時間同期技術を提供することによつ
て、特別なネツトワークエントリー受信および送
信設備が不要となる利点がある。

発明の概要 本発明は、ネツトワーク内の周波数ホツピング
通信デバイスの動作を同期化する方法および装置
を有し、各デバイスにはそれぞれ自身のためのク
ロツクを有している。本発明によれば、１つのネ
ツトワークデバイス、“ネツトワークタイムユニ
ツト（NTU）”を、ネツトワークタイムを維持
するものと見なす。この時間に対して、ネツトワ
ーク中のすべてのデバイスを同期させる必要があ
り、これによつて、このネツトワーク全体に亘つ
て通信することができる。ネツトワークが動作す
べき通信時間をタイムインターバルに分割すると
共に、各デバイスにはコード発生器が設けられて
いる。この発生器によつて、全体周期中の各イン
ターバルに対して、独特な同期化コードを発生さ
せる。次に、この各コードワードによつて数種類
のネツトワークパラメータを規定する。これらパ
ラメータには、アイドル状態受信周波数、相関ワ
ードおよび送信周波数が包含されており、これら
を用いて、各タイムインターバル中に、ネツトワ
ークタイム情報を送るようにする。各ネツトワー
クタイムによつて維持される相関時間をネツトワ
ークタイムのインターバルの予め決められた数値
以内とし、これによつて相対時間不確実度を規定
する。

本発明の放送モードにおいては、それ自身の相
対時間を維持している非同期のネツトワークユニ
ツト、即ち“相対時間ユニツト（RTU）”はアイ
ドル状態で動作して、独特なコードで規定された
受信周波数の個々の組を周波数ホツピングで受信
する。このアイドル状態中に、このRTU動作は、
ホツプレートで決められる停止（留保）時間の
間、各受信周波数で留るようになる。このNTU
によつて、受信ホツプレートよりかなり高い送信
ホツプレートで同期メツセージのシーケンスを送
信する。本発明によれば、RTU相対時間を、ネ
ツトワークタイムの現在のインターバルのタイム
インターバルの予め決められた数値以内とするこ
とができる。送信されたメツセージのシーケンス
には、可能な受信周波数で送信することが含まれ
ている。これは、現在のネツトワークタイムイン
ターバル用の同期化コードならびに過去および将
来のタイムインターバルの数用のコードで規定さ
れており、これら過去と将来のタイムインターバ
ルによつて、現在のネツトワークタイムインター
バルを時間不確実度をカバーするのに必要な範囲
まで一括して扱うようにする。このシーケンスを
二度送信して、すべての可能なホツプ転移状態を
カバーする。このような状態は、時間の不確実性
の範囲内で発生する。

同期化メツセージの各々には、時間相関ワード
および、プロトコールメツセージが含まれてお
り、このプロトコールメツセージによつて特定の
メツセージが、第１または第２シーケンス中に発
生するかどうかを確認し、更に、現在のネツトワ
ークタイムインターバルに採用した特定の同期化
コードの関係を確認する。第２のシーケンス送信
の終期の直後に、NTUによつて一対のネツトワ
ークタイムメツセージを送信して、これらメツセ
ージによつて最新のネツトワークタイムインター
バルおよびサブインターバルを規定する。

ネツトワークデバイスの各々には、相関性デバ
イスが設けられ、あらゆる受信した信号を、それ
ぞれの時間および通信相関ワードで相関させ、こ
れらワードを現在の同期コードで規定する。相関
性が時間相関ワードで実現されると、RTUによ
つてプロトコールワードをデコードして、ネツト
ワークタイムメツセージの送信時間および送信周
波数を予測する。次に、このRTUによつてネツ
トワークタイムメツセージを受信すると共にデコ
ードすることによつて、それのクロツクをネツト
ワークタイムと同期するように調整する。相関性
がネツトワークユニツトによつて通信相関ワード
によつて達成されると（このユニツトはネツトワ
ークタイム“NU”と同期されている）、NUは周
波数ホツピング通信を開始する。

命令モードにおいて、同期化メツセージのシー
ケンスをRTUによつて送信することができ、更
に、アイドル状態で作動しているNTUによつ
て、メツセージを受信し、これを解釈して、時間
および周波数を決定する。この時間および周波数
で、RTUはネツトワーク時間送信を受信すると
共に、このような送信を期待した時間および周波
数で得ることができる。パツシーブ（受動）モー
ドでは、１台のRTUによつて、他のRTU（命令
モードで作動中の）から同期送信を受けて、その
後、NTUからネツトワークタイム情報を受信す
る。

【図面の簡単な説明】

本発明のこれら特徴および他の特徴を以下の実
施例の詳細な記載より明らかにするために、添付
の図面を参照し乍ら説明する。

第１図は、本発明による周波数ホツピング通信
デバイスのネツトワークを線図的に表わした図； 第２図は、同様に、アイドル状態のネツトワー
クユニツトの動作を表わす周波数−時間チヤー
ト； 第３図は、送信ホツプレートのネツトワークユ
ニツトの動作を表わす周波数−時間チヤート； 第４図は、同期化メツセージの順序の伝送を表
わす周波数−時間チヤート； 第５ａ図〜第５ｂ図は、実施例で採用した同期
コードワード、同期メツセージおよびそれぞれの
ネツトワーク時間メツセージを表わす表示； 第６図は、周波数ホツピングネツトワークユニ
ツトのブロツクダイヤグラム； 第７ａ図〜第７ｄ図は、本発明のネツトワーク
デバイスの動作によつてネツトワーク時間同期化
を達成するためのフローチヤート； 第８図はネツトワーク例の数値パラメータを表
わす例の周波数−時間チヤート； 第９図は、命令エントリモードで動作する
RTUからの同期化リクエスト、および第８図の
実施例用のNTUによる時間同期レスポンスを表
わす周波数−時間チヤートである。

開示の詳細な説明 本発明による急速周波数ホツピング時間同期化
技術には固定の時間間隔（インターバル）が採用
されている。この時間インターバルの各々によつ
て、すべての周波数ホツピングシーケンス（順
序）のための開始点が確立される。各インターバ
ルにおいて、新規な同期化コードC_kがこのイン
ターバルで使用するために発生される。例えば、
合計の時間期間がＴ時間として規定されると、こ
のインターバルの数Ｎは、3600T秒を、このイン
ターバルの持続時間T_iで割つた値となる。即ち、
Ｎ＝3600T／T_iとなる。従つて、Ｎは時間期間Ｔ
中のインターバルの合計数となる。各インターバ
ル中に同期化コードC_kを発生させるので、各時
間期間に対してＮコード存在するようになる。

本発明によれば、この時間インターバルを更に
任意の小さなサブインターバル（T_a）に分割で
きる。このT_aのサイズを周波数ホツピングネツ
トワークの時間精度要求によつて決定する。この
サブインターバルT_aはT_i／Ｍに等価なもので、
ここでＭは時間インターバル期間T_iを満すのに必
要なサブインタバルの数である。各周波数におけ
る送信ホツプレート（H_t）によつてジヤミング
に対する周波数ホツピングネツトワークを規定す
る。周波数ホツピングネツトワークのこれら規定
されたパラメータを利用することによつて、非同
期ユニツトをネツトワークタイムに同期させるこ
とができ、これは、監視またはジヤミングのよう
な妨害に対するネツトワーク性能を維持させるこ
とができる。

また、本発明によれば、周波数ホツピングネツ
トワーク通信ユニツト間での時間同期化を数種類
のモードで実現できる。第１のモードは“放送モ
ード”として以下説明すると、正確なネツトワー
クタイムを維持できるものと仮定されたネツトワ
ークユニツト（ネツトワークタイムユニツト、ま
たは“NTU”と称す）によつて同期化リクエス
トを、それ自身の相対時間を維持する非同期のネ
ツトワークユニツト（“相対時間ユニツト”、
“RTU”と称す）に送信するモードである。代表
的な周波数ホツピングデバイスのネツトワークを
第１図に示す。ここでは、NTU２０およびRTU
２５，３０，３５が採用されている。本発明の第
１目的は、NTUのクロツクによつて維持される
ネツトワークタイムに対する、RTUの各クロツ
クによつて維持される相対タイムの急速（迅速）
な時間同期化のための技術を提供することであ
る。

本発明によれば、以下の方法によつて特定の
RTUおよびNTU間に同期化が実現される。各時
間インターバルにおいて、同期化コードC_kが発
生されると共に、NTUおよび各RTUに記憶され
る。応用例に応じて、コードC_kには、例えば
2000ビツトのシーケンスから成るデイジタルビツ
トの長いシーケンスが包含される。このコードに
よつて周波数および相関性ワードの特定の組合せ
が規定され、これはこのインターバル中において
有効なものとなる。例えば、コードC_kを有する
ビツトのシーケンスを予め決められたスキームに
よつて領域に分割し、ここでは、最初の領域のビ
ツトによつて時間相関ワードを規定し、第２の領
域ビツトによつて周波数F_x(K)を規定し、第３領
域のビツトによつて周波数F_y(K)を規定し、第４
領域のビツトによつて周波数F_t1を規定し、第５
領域のビツトによつて周波数F_t2、更に第６領域
のビツトによつて通信相関ワードを規定する。こ
のようなスキームが第５ａ図に表わされている。

当業者によれば、NTUおよびRTUのすべてを
利用して、予め決められた演算プロセス、例えば
擬似乱数の発生によつてコードC_kを発生でき、
ここで、時間値にはパラメータが包含されてい
る。即ち、同期化コードは、周波数ホツピングネ
ツトワークのプロセスを有する各NTUおよび
RTUにおいて演繹的に知られている。コードC_k
の各々はそれぞれユニーク（独特な）ものであ
る。これは、擬似乱数発生器はインターバル値Ｎ
によつて規定される異なつた初期状態を有するか
らである。これらのコードは各時間インターバル
の関数として変化するので、各デバイス間での信
頼できる情報通信が、各ユニツトの動作が時間同
期されるまで実現されない。本発明によれば、こ
のような時間同期化を実現できる技術を提供でき
る利点がある。

“放送モード”では、RTUは“アイドル”状
態で動作しているものと仮定する。２つの受信周
波数F_x(K)およびF_y(K)の一組が、Ｋ番目の時間イ
ンターバル期間中に、RTUによつて採用され、
このRTUによつて周波数F_x(K)およびF_y(K)を受信
用ホツプレート（H_r）で交互に受信する。

第２図は、アイドル状態中のRTUの動作を表
わすものである。従つて、（Ｋ−１）番目のイン
ターバルにおいてRTUは周波数F_x（Ｋ−１）およ
びF_y（Ｋ−１）で交互に受信する。（Ｋ＋１）番
目のインターバルにおいて、RTUは、周波数F_x
（Ｋ＋１）およびF_y（Ｋ＋１）で交互に受信する。
このようなプロセスは、RTUがアイドル状態で
ある限りにおいて維持される。T_i秒毎に、RTU
によつて新しい同期化コードC_kが発生され、こ
れはその相対時間によつて確立されたＮ値に従つ
て発生され、これによつてF_x(K)およびF_y(K)用の
新しい周波数が規定される。

このアイドル状態中では、RTUによつてあら
ゆる受信信号をデイジタルデータシーケンスに復
調すると共に、この復調された信号を、コード
C_kを有する記憶された、または演算された一対
の相関ワードに対して比較する。時間相関ワード
を確認できる場合には、後述するように同期化プ
ロセスが開始される。RTU同期化開始のために
必要な情報をF_x(K)またはF_y(K)で送信する必要が
ある。この理由は、RTUがこれら２つの周波数
を交互に受信するからである。

開示された本発明の実施例を同期化ユニツトに
適用し、これらユニツトは本願発明はこれに限定
されないが、１タイムインターバルをプラスまた
はマイナスした最大時間不確実性を有することが
できる。従つて、RTUによつて維持された相対
時間が最新のネツトワークタイムインターバルの
１タイムインターバル以内であれば、同期化が実
現する。RTUによつて維持された相対時間を、
最新のネツトワークタイムインターバルに対する
過去、現在または将来のインターバルであるよう
に、大雑把なセンスで特徴付けることができる。
直前のインターバルを“過去のインターバル”と
し、最新のインターバルを“現在のインターバ
ル”とし、更に次に続くタイムインターバルを
“将来のインターバル”とする。

アイドル状態のRTUは各Ｋ番目のタイムイン
ターバルで２つの周波数を交互に受信すると共
に、最大時間不確実性は現在のネツトワークイン
ターバルに１タイムインターバルをプラスまたは
マイナスした値以内であるので、瞬時のRTU受
信周波数はNTUによつて６個の周波数の内の１
つであることが明らかとなる。Ｋ番目のインター
バル（ネツトワークタイム）に対して、これら６
周波数を、第２図に、F_x（Ｋ−１），F_y（Ｋ−１），
F_x(K)，F_y(K)，F_x（Ｋ＋１），F_y（Ｋ＋１）として表
わし、これらは３個のタイムインターバル（Ｋ−
１），Ｋおよび（Ｋ＋１）に対するものである。

第３図は、本発明によるネツトワークで採用さ
れた送信ホツプレート（H_t）を表わす周波数時
間グラフである。図示されているように、ネツト
ワークユニツトによつて、メツセージのシーケン
スが複数の予め決められた周波数で送信され、こ
れは、一周波数から次の周波数へこの送信ホツプ
レートで周波数ホツピングを行ない乍ら行われ
る。

本発明によれば、ネツトワークユニツトによる
すべての送信動作は送信ホツプレートで起る。

同期化を放送モードで開始するために、NTU
はRTUに対して同期化メツセージの２つのシー
ケンスを送信する。これは、各周波数が採用さ
れ、この周波数でRTUは３つの関連したタイム
インターバル、過去（Ｋ−１）インターバル、現
在(K)インターバルおよび将来（Ｋ＋１）インター
バルで、アイドル状態中に動作するものとして既
知である。このNTUの送信動作を第４図に示
し、ここで、周波数F_x（Ｋ−１），F_y（Ｋ−１）は
過去インターバルのRTU受信周波数に対応し、
周波数F_x(K)，F_y(K)は、現在のインターバル用の
RTU受信周波数に対応し、更に周波数F_x（Ｋ＋
１），F_y（Ｋ＋１）は将来のインターバルのRTU
受信周波数に対応するものである。

同期化メツセージの各々の時間期間は１／H_t
である。本発明によれば、送信ホツプレート
（H_t）を、同期化パラメータ、例えば、データレ
ート、同期化伝送長、受信の確率、同期化失敗の
確率およびネツトワークインターバル精度等にお
ける相殺条件によつて決定する。この送信ホツプ
レート（H_t）を用いてネツトワーク通信を行な
う。

第４図に示したように、６個の周波数で送信し
た６個の同期化メツセージのシーケンスを繰返え
すことによつて、RTUによる１周波数の相関性
を確保する。受信ホツプレートは、後述するよう
に式１によつて規定されるように、送信ホツプレ
ートの関数である。

RTUが１受信周波数から次の周波数へ同期送
信シーケンス中にポツプするために、固有のあい
まい性が存在するために、冗長性シーケンスを採
用して１つのメツセージを受信するようにする。

第５ｂ図には、NTUによつて送信された同期
化メツセージの内容が表わされている。各メツセ
ージはデイジタルビツトのシーケンスであると共
に、相関ワード、およびプロトコールワードが包
含されている。このプロトコールワードによつ
て、特定のメツセージが送信の第１または第２シ
ーケンスかどうか、および送信周波数および時間
相関ワードを、ネツトワーク時間に関連して過
去、現在または将来のインターバル用の同期化コ
ードによつて規定する。

各アイドル状態周波数での各RTU受信デユエ
ルタイム中に、最新受信周波数で受信したあらゆ
る信号をデイジタルビツトストリームに復調し、
これを特定のRTUインターバルに対応する同期
化コードを有する相関時間ワードに対して比較す
る。相関性が達成されると、同期化メツセージを
有するプロトコールワードをRTUによつて利用
でき、これによつて、その時間クロツクの同期化
をネツトワークタイムに初期化する。

本発明の特定実施例によれば、RTUが同期化
を開始する前に、２つの条件が行われる必要があ
る。NTUによつて、RTUが最近長く動作してい
る周波数で放送する必要があると共に、これが行
われると放送情報は同期化メツセージを包含する
必要があり、このメツセージはRTUにおいて記
憶された、または演算されたワードに時間相関す
る。本発明によれば、これら２つの条件は満され
る。この理由は、特定のＫ番目の時間インターバ
ルに対して、可能なRTU受信周波数および対応
して記憶された相関ワードの組が、NTUにおい
て演繹法によつて既知となると共に、送信ホツプ
レートはRTU受信ホツプレートより高くなるの
で、受信デユエル（持続）時間は送信デユエルタ
イム（持続時間）より長くなる。従つて、送信さ
れた同期化メツセージのシーケンス期間の或る時
間において、受信および送信周波数におけるコレ
スポンデンス（対応性）が発生する。

NTUによつて、各周波数によつて送信された
各メツセージには、RTUにおいて相関用に使用
される相関ワードに加えて、プロトコールワード
が包含されている。このプロトコールワードによ
つて、送信周波数および相関ワードがネツトワー
クタイムの過去、現在、または将来の時間期間用
の同期化コードC_kによつて規定される。RTUに
よつて受信したメツセージおよびプロトコールワ
ードをデコード（解読）してこれの相対時間がネ
ツトワークタイムに関して過去、現在または将来
のインターバルのいずれかであるかどうかを決定
する。このプロトコールワードには、各周波数に
おいて送信された同期化メツセージのシーケンス
における特定の受信情報の相対位置を規定するデ
ータが包含されている。この情報によつて、第３
図で図示したように第１または第２シーケンスに
受信情報が存在しているかどうかを簡単に固定す
るものである。これは、６個の周波数のシーケン
スオーダ（順位）がRTU受信器側で演繹法によ
つて既知となる。第５ｂ図は代表的な同期化メツ
セージの内容を表わすものである。

同期化メツセージのシーケンスの直後に、
NTUによつてネツトワークタイムメツセージが
２つの追加周波数F_t1，F_t2で送信される。第１周
波数F_t1での第１メツセージには、前の同期化メ
ツセージでのように、RTUによつて相関された
相関ワードが包含されている。第１メツセージに
は、周波数F_t1がネツトワークタイムの現在のイ
ンターバル用の同期化コードによつて規定される
情報が含まれている。第２周波数F_t2の第２メツ
セージ（同一の同期化コードワードによつて規定
された）には、Ｍの値を規定するデータが含まれ
ており、これに、RTUサブインターバルタイマ
がセツトされて、ネツトワークタイムに対して同
期化される。第１およびネツトワークタイムメツ
セージの内容を第５ｃ図および第５ｄ図に図示す
る。

RTUによつて受信されると共に相関していた
同期化メツセージには、プロトコールワードが前
述した情報と一緒に包含されているので、この
RTUに十分な情報が設けられ、これによつて第
１ネツトワークメツセージを送信する時間および
周波数F_t1を予測できる。RTUによつてプロトコ
ールワードがデコードすることによつて、ネツト
ワークタイム送信が放送されると共に、この送信
を受信する時間および周波数を予測する。

周波数F_t1およびF_t2で送信された情報を受信す
ると、RTUによつてその時間をNTUの現在のイ
ンターバルに調整すると共に、ネツトワークタイ
ムの現在のサブインターナシヨナルを規定するＭ
の適当な値に調整する。代表的には、このＭの送
信した値を、予め決められた時間経過後、或る将
来のサブインターバルに基準化して、RTUに時
間を設定して、情報を処理すると共に、その時間
を更新する。例えば、Ｍのために送信した値を
600とするが、RTUによつてそのＭタイマを700
にセツトして処理時間遅延の原因となる。この遅
延時間は、NTU Ｍタイマが読取られる時間と、
RTU Ｍタイマが更新される時間との間の遅延で
ある。このような処理は当業者によつて容易に理
解し得るものである。次に、このRTUをネツト
ワークタイムと同期化すると共に、ネツトワーク
を有する他の同期化ユニツトと通信するようにな
る。

第２の動作モードは“命令”モードであり、こ
れによつて、RTUはネツトワーク時間情報を
NTUによつて送信するようにリクエストでき
る。このモードにおいてRTUは、同期化リクエ
ストメツセージのシーケンスを送信して、NTU
によつて受信する。このNTUは、アイドル状態
において、前述したように、最新のインターバル
同期化コードによつて規定されたアイドル状態の
周波数F_x(K)，F_y(K)を選択的に受信するものと仮
定する。

RTUによつて維持された相対時間は十分に正
確なものでなく、現在のネツトワークタイムイン
ターバルを決定すると共に、この結果、NTUの
瞬時の受信周波数を規定する正しい同期化コード
Ｃを決定するので、RTUによつて過去、現在お
よび将来の時間インターバル、即ち、（Ｋ−１），
(K)および（Ｋ＋１）インターバル用のコードC_k
を発生すると共に、各インターバルに対して適当
なアイドル状態周波数を決定する。RTUによつ
て、３つのインターバルの各周波数F_x(K)および
F_y(K)で同期メツセージを、前述した放送モード
用のNTU送信シーケンスと同様な方法で送信す
る（第４図）。

各、同期化リクエストメツセージには、各時間
相関ワードおよびプロトコールワードが設けら
れ、このプロトコールワードによつて特定の送信
が第１または第２送信シーケンス状態であるかど
うか、およびこの送信用に採用したコードC_kが
過去、現在、または将来のタイムインターバルの
いずれかであるかを決定する。従つて、相対時間
とネツトワーク時間との間の時間の不確実性をカ
バーするために、RTUによつて、ネツトワーク
時間インターバル用のコードC_kに相当する同期
送信が実行される。これは、同期送信の１シーケ
ンスにおいて、同期コードの３つの可能な組合せ
をカバーし、更に、対応するアイドル状態周波数
F_x(K)，F_y(K)に対応するものである。この情報を
すべて、RTUによつて維持された相対時間に対
して基準化するものである。

同期化リクエスト送信の１つによつて、NTU
に警報を送り、同期化送信が行われていたことを
知らせる。マルチ同期送信の１つのみが正しい周
波数F_x(K)またはF_y(K)で行われた場合に、このこ
とによつて警報が発生できる。この周波数で
NTUは受信されるようになる。各シーケンスの
各送信によつて、過去、現在または将来の相対時
間インターバルに対する送信を確認するので、
NTUは、リクエストしているRTUの現在時間イ
ンターバルに相当するこの同期化コードC_kを決
定するための十分な情報を有する。

NTUはRTUリクエストに応答し、このリクエ
ストは、周波数F_t1，F_t2での２つのネツトワーク
時間メツセージの送信によるRTUの送信シーケ
ンスの直後のものである。同一タイプの情報を
NTUによつて第５ｃ図および第５ｄ図に関連し
た放送モードに対する前述した方法で送信する。
RTUによつてこの情報をデコードすると共に、
その時間を調整してNTU時間インターバルT_iお
よびサブインターバルT_aに対応させる。第１メ
ツセージをRTUの相対的な現在時間インターバ
ルに対する同期化コードによつて規定された送信
周波数F_t1で送信する。しかし乍ら、第２メツセ
ージを現在のネツトワーク時間インターバル用の
コードで規定された周波数F_t2で送信する。これ
は、第１メツセージがRTU用の情報を供給して、
それの相対インターバルを現在のネツトワークイ
ンターバルに調整したからである。

第３の動作モードは“受動（パツシブ）”モー
ドである。このモードにおいて、アイドル状態で
作動するパツシブRTUによつて同期リクエスト
を受信すると共に相関処理する。このリクエスト
は他のRTUによつて命令モードを介して送信さ
れる。次に、このパツシブRTUによつて、NTU
によつて送信されたネツトワーク時間応答の受入
準備をすると共に、この時間を、命令モードに対
して上述したようにネツトワーク時間に同期化す
る。実際上、このパツシブモードは放送および命
令モードの組合せである。このパツシブRTUは、
命令モードの他の同期化リクエストまたは、放送
モードのNTUの同期化シーケンス間で識別する
必要がない。

RTUとNTUとの間の最大時間不確実性は１タ
イムインターバルを加算または減算する値の特別
な実施例について説明してきたが、本発明はこれ
のみに限定されるものでない。本発明の方法を、
２つまたはそれ以上のインターバルをカバー（包
含）する任意の長い時間不確実性に拡大でき、こ
れは、アイドル状態の受信周波数の数を、すべて
の時間インターバルに対するアイドル状態の周波
数の数まで増大させることによつて行われる。こ
の結果としてトレードオフ（相殺）が同期化が得
られるまで必要な時間に増加するようになる。

本発明の一般的な場合では、受信ホツプレート
は以下の方程式１によつて送信ホツプレートに関
連付けられる。

H_rH_t／（4I＋１） (1) ここでＩは現在のネツトワークタイムインター
バルからの最大相対タイムインターバルのオフセ
ツトを表わす。

上述した実施例では、Ｉ＝１であると共に、最
大ホツプレートは、式１によればH_t／５である。

RTUの同期化に必要な送信の長さS_tは以下の
式２によつて規定される。

S_t（8I＋６）／H_t (2) 本発明によれば、インターバルの最短持続時間
（T_j）をS_t／２にする必要があるが、任意に長く
することができる。同期化メツセージを送信すべ
き周波数の数N_fを式(3)によつて記述すると、 N_f＝4I＋２ (3) 一例によれば、最大のタイマの不確実度が２つ
のタイムインターバルのプラス（加算）またはマ
イナス（減算）である場合に、同期化メツセージ
の各シーケンスに10個のアイドル状態の周波数の
送信が包含されている。送信ホツプレートが前述
した例から変化しない場合には、同期化に必要な
時間がこれに対応して増大する。

ネツトワークに入力された多数のネツトワーク
ユニツト（NU）による通信能力は、アイドル状
態を利用することによつて維持されるが、通信相
関ワードを１つのネツトワークユニツトによつて
送信した時に、このワードを、ネツトワークに入
力されたすべてのユニツトによつて相関させるこ
とができる。このワードを受信する場合に、この
ネツトワークユニツトは、送信しているネツトワ
ークによるメツセージの受信準備が行われる。同
一の送信ホツプレート（H_t）を同期中、および
NUからNUへの通信中に維持するようにする。
受信ネツトワークホツプレート（H_r）を送信ネ
ツトワークホツプレート（H_t）よりかなり遅く
設定できるが、送信ホツプレート（H_t）は常に
ネツトワークホツプレートで維持される。更に、
同期化送信および通信送信を同一に見えるように
できるので、従つてネツトワークのエントリ（入
力）が進行中である事実を隠されている。更に、
このようにネツトワークのエントリを隠すことが
要求されていない場合には、ネツトワークエント
リ方法を利用して、更に速いレートでホツプする
ネツトワークにエントリできるようにサポートす
る。すべてのNUの相対時間が受信されたＭ値と
正確であるために、この速いホツプレートがサブ
インターバル値Ｍのみに存在するようになる。

通信を開始するために、同期化されたデバイス
によつて一対の送信シーケンスを送信する。この
シーケンスにおける各送信は適当なアイドル状態
周波数であると共に、通信相関ワードおよび特定
の送信が第１または第２シーケンスであるかを規
定する通信プロトコールワードを包含している。
このことによつて、受信ユニツトが通信伝送を開
始する時間を予測することができる。即ち、この
時間は、第２シーケンスの終期の直後である。冗
長シーケンスを送信することによつて受信確率を
増大でき、これはフエージングがジヤミングのよ
うな現象によつて悪影響を受けるようになる。し
かし乍ら、このネツトワークを短かな通信同期プ
リアンブルで動作させることができる。この理由
は、時間不確実性をネツトワークエントリプロセ
スによつて減少させられるからである。通信伝送
が、すべてのネツトワークユニツトで演繹的に知
られている周波数で行われる。これは、PNシー
ケンス初期値をインターバル値Ｎおよびサブイン
ターバル値Ｍによつて決定するからである。各通
信メツセージは“エンド オブ メツセージ”認
識器またはコードと共に終了し、これは受信ユニ
ツトおよびメツセージが完了した信号によつてデ
コードされる。

本発明によつて採用されたネツトワークユニツ
ト（NU）のブロツクダイヤグラムを第６図に図
示する。このネツトワークユニツト（NU）１０
０にはトランシーバ１５５、周波数発生器１５
０、変調器１４５および復調器１４０が設けられ
ており、これらはすべて従来のデバイスであり、
従来の周波数ホツピング通信デバイス中に設けら
れると共に、当業者にとつては既知のものであ
る。簡単に説明すれば、トランシーバ１５５は周
波数トランスレータとして作動し、発生器１５０
によつて供給された受信周波数制御信号によつて
規定されたrf周波数で受信した信号周波数を、復
調器１４０によつて処理されるベースバンドレベ
ルに低下させる。このトランシーバ１５５によつ
て、変調器１４５によつて供給された変調信号の
周波数をrf周波数までトランスレートし、このrf
周波数は発生器１５０によつて供給された送信周
波数コントロール信号によつて規定される。

復調器１４０によつてトランシーバ１５５から
のベースバンド信号を受信すると共に、このアナ
ログ信号を二進値信号のシーケンスに復調する。
この復調器１４を利用してアナログ信号をトラン
シーバ１５５に供給し、これをデイジタルプロセ
ツサ１１０または通信デバイス１４２から供給さ
れたデジタル信号に従つて変調する。

周波数発生器１５０を利用してプロセツサ１１
０から受信した周波数信号C_kを送信周波数およ
び受信周波数コントロール信号に処理する。これ
ら信号をトランシーバ１５５に供給して、受信／
送信モードを決定すると共に、このトランシーバ
１５５を動作させる周波数を決定する。

通信デバイス１４２によつて、変調器１４５に
よつて処理すべき情報データを発生するか、また
はネツトワークユニツト１００を通信モードで作
動させた場合、復調器１４０からの情報データを
受信するような通信デバイスを表わす。アナログ
またはデイジタルデバイスのどちらにおいても、
利用デバイスの特定のタイプによつて本発明の部
分を構成するものでないので、これ以上詳述しな
い。

デイジタルプロセツサ１１０にはコントローラ
１１２、相関器／デコーダ１１５、シンクロナイ
ザ１２０、クロツク１２５、PN発生器１３０、
コードインターバル記憶エレメント１３５および
プロトローラ１１２が設けられている。

相関器／デコーダエレメント１１５によつて次
のような従来の比較機能を実行する。即ち、復調
器１４０から受信したデイジタル信号のシーケン
スをコードインターバル記憶エレメント１３５に
よつて供給されたデイジタル値の記憶されたシー
ケンスに対して比較を行なう。このエレメント１
１５を用いて受信したデータシーケンスと時間相
関ワードとの間の第１相関と、受信したデータシ
ーケンスと通信ワードとの間の第２相関を同時に
実行する。公知のように、この相関は高速処理で
あり、これによつて受信したデータのビツトとそ
れぞれの相関ワードとの間のマツチング（整合
性）を決定する。開示した実施例においては各相
関プロセツサが各ビツト毎に２回導入される。即
ち、この相関器はデータレートの２倍で動作す
る。この相関性が達成されると、相関器／デコー
ダ１１５によつて、相関信号をシンクロナイザエ
レメント１２０およびコントローラ１１２に供給
して、時間または通信ワード相関性が達成された
ことを表示する。

時間相関ワード用の相関性が達成されるイベン
トにおいて続くデータには同期送信の場合にプロ
トコールワードが含まれているか、またはネツト
ワーク時間送信の場合において、適当なサブイン
ターバルT_aを規定する数Ｍおよび時間インター
バルが含まれている。このデータを相関器／デコ
ーダ１１５によつてシンクロナイザ１２０に時間
相関信号を供給する。シンクロナイザ１２０によ
つてこのデータを処理して、クロツク１２５がラ
イン１２１上のコントロール信号を介して制御で
きるように決定され、同期化を実現する。例え
ば、このシンクロナイザ１２０によつてクロツク
１２５を命令して、その初期状態を１タイムイン
ターバルだけ進ませるか、または遅らせる。また
は予じめ決められた時間インターバル以内で特定
のサブインターバルに調整する。

クロツクエレメント１２５はネツトワークユニ
ツトタイムを維持する。このクロツクエレメント
の特定形状はネツトワークユニツトへの特定の応
用に依存するものである。多くの応用例に対して
クロツクエレメントを設けることは有効なことで
あり、これはリアルタイムクロツクとして機能
し、これによつてリアルタイム情報が得られるよ
うになる。このクロツクエレメントに各インター
バルおよびサブインターバルリセツト可能なタイ
マを設け、これによつて経過インターバルＮおよ
び各インターバル内のＭ個のサブインターバルを
計数する。クロツクデバイスによつて、初期状態
信号がPN発生器１３０に与えられ、この発生器
はインターバル値Ｎを表わすものである。このよ
うなクロツクの動作を第７ｄ図を参照し乍ら以下
詳述する。

リアルタイムが不必要な場合の応用例につい
て、このクロツク１２５に、例えば、デイジタル
カウンタを設け、開始時間から、T_a以内での経
過インターバルの数を計数する。クロツク１２５
の機能を実行する他の実施例は、当業者によつて
容易に明白となる。

PN発生器１３０は、乱数発生器デバイスであ
り、これによつて同期コードC_kを規定する数ま
たはビツトのシーケンスを発生し、この目的に対
して十分にランダムである予め決められた演算プ
ロセスによつて決定される。同様なプロセスがネ
ツトワーク中のすべてのNUによつて採用され
る。演算プロセスの１つのパラメータは、NUに
よつて維持された相対時間インターバル状態であ
り、換言すれば、クロツク１２５によつて維持さ
れた初期状態値Ｎである。従つて、同期化に当つ
て、Ｎ初期状態値によつてPN発生器１３０によ
つて発生させたコードを決定する。通信に対し
て、このクロツク１２５によつてＭ値をPN発生
器１３０に供給して、この発生器によつて通信ビ
ツトシーケンスを発生させ、これがNUに対する
最新のＭとＮ値の関数となる。このシーケンスを
周波数発生器１５０（ライン１３１上の）に設け
ると共に、通信ホツピング周波数を決定する。従
つて、PN発生器は、各インターバルの初期にお
いて、ＭおよびＮの値によつて初期化される。通
信がインターバル以内で開始すると、PN発生器
の初期状態がこの時間において、ＭおよびＮ値に
基くようになる。PN発生器が一旦、初期化され
ると、実際のPN発生器動作は従来の通りとな
る。

コードインターバル記憶エレメント１３５をラ
イン１３２を介して発生器１３に結合し、これに
はランダムアクセスメモリユニツトが設けられて
おり、これによつて過去、現在および将来のタイ
ムインターバル用に発生させた各同期コードを記
憶する。このメモリ１３５の出力アドレスをシン
クロナイザエレメント１２０によつて制御し、こ
のエレメントによつて記憶されたコードのどれを
記憶エレメント１２０による出力として周波数発
生器１５０へ供給すべきかを決定する。また、こ
の出力を変調器１４５、相関器／デコーダ１１５
にも供給する。

コントローラ１１２には、デイジタルプロセツ
サ１１０用のセントラルコントロールユニツトが
設けられている。このコントローラ１１２は通信
デバイス１４２とインターフエイスすると共に、
通信信号をPN発生器１３０に供給して、最新の
Ｍ，Ｎ値を有するPN発生器を選択して同期化が
一旦達成されると、周波数ホツピング通信が行わ
れるようになる。相関器およびデコーダ１１５に
よつて通信相関信号をコントローラ１１２に供給
する。これは、相関関係が受信した信号および通
信相関ワードと一緒に達成された時に供給され
る。次にこのコントローラ１１２によつて通信デ
バイス１４２を指令して、続いて通信データのバ
ーストが受信され、デバイス１４２によつてこの
データをモニタすると共に処理するようにする。
このデバイス１４２によつて通信データを送信し
たい場合には、コントローラ１１２にそのように
指令を与えれば良い。通信メツセージを受信また
は送信するために、コントローラ１１２によつて
通信信号をPN発生器１３０に与えて、これによ
つて、PN発生器が最新のＭおよびＮ値によつて
規定された開始点で動作を開始するようにする。
通信周波数を規定するPNシーケンスをライン１
３１の周波数発生器１５０に直接供給する。

以上から明らかなように周波数発生器を利用し
て、メモリ１３５またはPN発生器１３０によつ
て供給された個々の同期化および通信コードをデ
コードすると共に、適当な受信および／または送
信コントロール信号をトランシーバ１５５に供給
する。このような信号によつてトランシーバ周波
数をコントロールする。

デイジタルプロセツサ１１０を有するエレメン
トの各々は独立のエレメントとして説明されてい
るが、このプロセツサ１１０を複数個のデイスク
リートデイジタルデバイスとして実現でき、これ
には例えば、マイクロプロセツサ、コンピユー
タ、RAM等が含まれるか、またはこれら各エレ
メントの機能を実行するように形成された単一プ
ロセツサデバイスが含まれる。

第７ａ−７ｃ図には、一般フローチヤートが図
示されており、本発明によるネツトワークユニツ
トの動作を図示している。このフローチヤートに
よつて前述した３つの動作モードのすべてを図示
されている。ステツプ205において（第７ａ図）、
ネツトワークユニツトのクロツクを読取つて相対
ユニツト時間を決定する。決定ポイント２１０に
おいて、このユニツトによつてユニツトタイムに
基いて、インターバル転移が、最後の時間から経
過した場合に、このクロツクを読取つたかどうか
を決定する。即ち、１インターバルから次のイン
ターバルへの転移が起つたかどうかを決定する。
この決定がイエスならば、次にステツプ215で
PN発生器を作動させて新しいインターバル用の
コードC_kを発生させる。

ステツプ220において、ユニツトトランシーバ
を同調させてこのコードＣｋで規定された第１受
信アイドル状態周波数で受信動作させる。ステツ
プ225で相関性がアイドル状態周波数で受信した
あらゆるメツセージとコードC_kを有する各タイ
ムおよび通信相関ワードとの間で実現する。

決定ポイント２３０において相関性が時間相関
性ワードで実現されたかどうかを決定する。この
相関性決定を単一の同期メツセージでの相関性に
基いて行われる一方、決定の信頼性を、複数のメ
ツセージに相関性を得ることにより向上できる。
例えば、相関性がメツセージに一旦実現される
と、RTUによつてシーケンス上の次のメツセー
ジの周波数を予測すると共に、この周波数で送信
ホツプレート条件の下で受信できる。即ち送信シ
ーケンスをトラツキングできる。相関性が後続の
メツセージで達成されると、RTUがノイズで相
関性を有するようになる確率は極めて低くなる。
このプロセスを拡張してあらゆる数のデコーデイ
ングシーケンスをカバーできるようになる。

決定ポイント２３０がyesであれば、このフロ
ー動作は決定ポイント２３５へブランチされて、
ネツトワークユニツトがネツトワークタイムを維
持するユニツトであるかどうかを決定する。この
決定がyesであれば、次に動作はポイントＡ（第７
ｂ図）で開始するサブルーチンにブランチして、
ネツトワークタイムメツセージを送信する。ポイ
ント２３５での決定がNoならば、ポイントＢ（７
ｃ図）にブランチ（分岐）してネツトワークタイ
ムメツセージを受信するようになる。

ステツプ230での相関性決定がNoであれば、決
定ポイント２３５での決定を行なつて、相関性が
通信相関ワードと共に成立したかどうかを決定す
る。この決定がyesならば、ステツプ232でネツト
ワークユニツトは送信ホツプレートで通信信号を
受信する。この信号の周波数はPN発生器１３０
によつて発生させた通信コードによつて規定され
た周波数である。“エンドオブメツセージ（メツ
セージ終了）”の確認が受信されるまで受信が行
われる。

ポイント２３１の決定がNoならば、ステツプ
245で送信したかどうかの決定を行なう。もしNo
ならば、ステツプ250へブランチされる。決定が
yesならば、決定ポイント２４６で、タイムリク
エストが送信されるかどうか、即ち、“命令モー
ド”を採用するかどうかを決定する。この決定が
Noならば次にステツプ247でユニツトによつて送
信ホツプレートH_tで、且つ、PN発生器で発生さ
れた通信コードによつて確立された周波数で通信
メツセージを送信する。メツセージが一旦送信さ
れると、ポイント２５０へブランチされる。

決定ポイント２５０においてアイドル周波数を
変更すべきかどうか、即ち、受信留保時間が、第
１受信周波数で受信が開始されて以来、経過した
かどうかを決定する。yesならば、このアイドル
状態周波数をステツプ251で変化させると共に動
作がステツプ205に戻る。ポイント２４６での決
定がネツトワークタイム送信をリクエストしてい
る場合には、次に、ステツプ255でユニツトによ
つて同期メツセージの２つのシーケンスを送信す
る。前述したように（例えば第４図）各シーケン
スには各アイドル状態周波数で送信した６個のメ
ツセージが含まれている。タイムリクエストメツ
セージの送信完了後、ポイントＢ（第７ｃ図）に
ブランチして、ネツトワークタイム送信を受信す
るようになる。

第７ｂ図においてネツトワークタイムを送信す
るサブルーチンが図示されている。ステツプ265
において同期リクエストメツセージをデコードし
て相対タイムインターバルを決定し、ここでリク
エストが行われたことになる。決定ポイント２７
０において、デコード結果が相関時間が現在のネ
ツトワークインターバル内である場合にステツプ
290でNUは以下のように応答する。即ち、現在
のインターバルコードを採用した第１ネツトワー
クタイムメツセージ（第５ｃ図）を送信し、要求
しているユニツトに対してそれの相対時間インタ
ーバルが正しいものであることをアドバイスする
ことである。ポイント２７０での決定がNoなら
ば、ポイント２７５で過去のインターバルに対し
てもう１つの決定がなされる。リクエストを出し
ているユニツトの相関時間がネツトワークタイム
（時間）に対して過去の状態ならば、ステツプ280
でNUによつて第１タイム情報メツセージを過去
（Ｋ−１）インターバル用の同期コードを利用し
て送信する。ポイント２７５での決定がNoなら
ば、残りの状態のみが、リクエストしているユニ
ツトの時間が将来（Ｋ＋１）のネツトワークイン
ターバルであると共に、将来のタイムインターバ
ル用の同期コードを利用して第１タイムメツセー
ジをNUから送信する。

ステツプ292でNUによつてそのタイマを読取
り、Ｍカウントを決定する。このタイマーカウン
トがステツプ300で80ビツトメツセージにエンコ
ードされると共に、ステツプ385で第２ネツトワ
ークタイムメツセージ（第５ｄ図）を、ネツトワ
ークタイムの現在のインターバルに対して特定し
たコード（および送信周波数）を用いて送信す
る。次にネツトワークタイムユニツト用の動作が
ステツプ205に戻る（第７ａ図）。

第７ｃ図において、ネツトワークタイムメツセ
ージを受信する動作について説明する。この動作
はステツプ255からステツプ315へブランチされる
（第７ａ図）。ステツプ315において、このユニツ
トによつて前述したように、予期した周波数およ
び時間で第１タイムメツセージを受信する。ステ
ツプ320においてタイムメツセージをデコードし
て受信しているユニツトの相対タイムインターバ
ルがネツトワークタイムインターバルに対応する
かどうかを決定する。この決定がyesならば、ス
テツプ340へ直接移る。相対時間インターバルが
ネツトワークタイムインターバルに対応しない場
合には、決定ポイント３２５においてこのユニツ
トによつてそのインターバルをインクレメントし
てネツトワークインターバルに対応させる。この
場合、このユニツトによつてステツプ300でイン
ターバルクロツクをインクレメントし、次に、ス
テツプ34に移る。さもなければ、このユニツトの
インターバルクロツクをステツプ335でデクレメ
ント（減少）させて、ステツプ340に移る。

ステツプ340において、このユニツトによつて
第２ネツトワークタイム送信を、現在のインター
バル用のコードで特定された適当な周波数で受信
すると共に、Ｍ値をデコードする。ステツプ345
において、このユニツトによつてこのＭ値を採用
してそのクロツクを更新する。ステツプ350にお
いて、このユニツトは同期化が達成されると共
に、ネツトワークをエントリーする。

第７ｄ図において、クロツクデバイス１２５の
動作が説明されており、ここではリアルタイムク
ロツクと、インターバルカウントＮを与えるイン
ターバルカウンタと、サブインターバルカウント
Ｍを与えるサブインターバルタイマを設ける。こ
のクロツクデバイスはステツプ360で動作を開始
する。ステツプ362でリアルタイムクロツクを読
取つて、相関リアルタイムを決定する。

ステツプ364で、リアルタイムを処理して対応
するＮ値を決定する。例えば、T_iが１秒である
と、或る開始時刻、例えば12：00AMからの経過
秒数を単に決定する処理を行なうことができる。
ステツプ366でＭカウンタがゼロカウントから開
始される。

ステツプ368でＭカウンタの状態が読取られる。
決定ポイント３６０で最近のＭが、各インターバ
ル中のサブインターバルの数、T_i／T_aと比較さ
れる。この比較結果が肯定であれば、完全なイン
ターバルが経過すると共に、ステツプ374でリア
ルタイムクロツクを調整するので、リアルタイム
がインターバル転移と一致し、ステツプ376でＭ
カウンタがゼロにリセツトされる。

ステツプ370での比較結果が否定であれば、ス
テツプ378で決定が行われ、第１ネツトワークタ
イムメツセージがネツトワークユニツトによつて
受信されたかどうかを決定する。この決定がNo
であれば、ステツプ368に戻るようになる。ステ
ツプ378での決定が肯定的であれば、決定が行わ
れ（ステツプ380）、ユニツトのメツセージによ
り、インターバルがネツトワークタイムインター
バルと一致するようアドバイスするかどうかをチ
エツクする。Noであれば、このメツセージをス
テツプ382でテストしてインターバルをインクレ
メントすべきであると決定する。そのように決定
されると、インターバルカウンタはステツプ386
でインクレメントされる。さもなければ、インタ
ーバルカウンタをステツプ384でデイクレメント
する。

ステツプ388で第２ネツトワークタイムメツセ
ージを受信すると、Ｍ値をデコードする。ステツ
プ390でＭカウンタを更新する。次にクロツク動
作をステツプ368にブランチする。

本発明を更に図示するために、以下に一実施例
を示す。この例によつてネツトワークタイムに対
して１秒多い（プラス）か、または少ない（マイ
ナス）かの相対時間を有する非同期のネツトワー
クユニツトを、ネツトワークタイムの１マイクロ
セコンド（μsec）多いか、または少ない時間に同
期させることができる。これによつて同期時間を
140ミリ秒にセツトすると共に、式１で規定され
たように、20HPSの最大受信ホツプレートをセ
ツトする。例えば、以下のパラメータを仮定す
る。即ち１秒の時間インターバル期間（T_i）およ
び毎秒100ホツプ（HPS）の送信ホツプレート
（H_t）である。100HPSの送信ホツプレート（H_t）
によつて特定の周波数における各同期信号を10ミ
リ秒期間で送信することが要求される。ネツトワ
ークのインターバル精度（T_c）を１マイクロセ
カンド（μsec）にセツトする。8kbits／second
（KBPS）のデータレートを仮定する。これらパ
ラメータのあるものを第８図の周波数およびタイ
ムチヤートに図示する。

Ｍを10⁶となるまで演算する（Ｍは、サブイン
ターバル精度T_aで割つたインターバル期間T_iで
ある）。バイナリフオーマツトを利用して、この
Ｍを20ビツトで完全に表わすことができる。

10ミリ秒の同期送信期間を利用して、8KBPS
のデータレートを有する８ビツトのインフオメー
シヨンを送ることができる。64ビツトを各々の相
関ワード用に利用する場合に、残余の16ビツトを
用いてプロトコールワードを送信する。１ビツト
を用いて第１または第２の送信シーケンスセツト
を確認する（冗長送信セツトを用いて、すべての
転移状態（これは１秒の不確実性で起る可能性が
ある）をカバーする必要がある）。相対時間の不
確実性は±１秒をカバーするが、送信すべき相対
時間情報だけが、使用された同期化コードC_kが
過去、現在または将来のタイムインターバルであ
るかどうか、および２ビツトによつてこのデータ
を送信できるかを決定する。16ビツトの情報を利
用してこの情報を送信できるので、３ビツトを伝
送用の16ビツトにコード化できる。

命令コード用に、RTUがネツトワークにエン
トリーをリクエストしている送信シーケンスが第
９図に示されている。RTUにはその現在の相対
時間インターバルが採用されており、これによつ
てＫ番目のインターバル用のコードC_kを発生す
る。従つて、Ｋ−１番目のインターバル用のコー
ドは相対的な“過去”のインターバルコードであ
ると共に、Ｋ＋１番目のインターバル用のコード
は将来のインターバルコードである。シーケンス
番号を規定するデータおよび過去、現在または将
来のインターバルの適当な確認を、各同期リクエ
ストメツセージ内のプロトコールワード中に包含
させる。２組の同期伝送シーケンスが120ミリ秒
で発生し、これは12個の10ミリ秒の伝送に相当す
る。

NTUがRTU同期伝送に相関関係を持つと、プ
ロトコールワードがデコードされると共に、次に
NTUがRTUリクエストシーケンスの終りにおい
て適当なネツトワークタイムメツセージに応答す
るようになる。このNTUによつて相関処理され
た送信信号の終りとRTUによる送信の２つのシ
ーケンスの終りとの間の時間遅延T_wを演算する。

第９図において、３つの可能性のある時間遅延
T_wがT_w（０），T_w（−１），T_w（＋１）として図示
されている。遅延T_w（０）を図示するために、
NTUは周波数F_y(K)で相関関係を有し、RTUの相
対タイムインターバルT_iがNTUの現在のタイム
インターバルに相当することを決定する。この
NTUは演繹法によつて、16個の送信の２つのシ
ーケンスが存在し、各々が10ミリ秒の持続時間で
あることが知られている。このNTUによつてプ
ロトコールワードをデコードして、第２シーケン
スの終りが更に８個のメツセージ即ち、T_w（０）
が80ミリ秒である後に、発生する。

時間遅延T_w（−１）の第２の表示のために、
NTUは第２シーケンスで周波数F_y（Ｋ−１）で
相関するようになる。このNTUによつて、周波
数F_y（Ｋ−１）が過去の相対インターバル用のも
のであると決定すると共に、第２シーケンスが後
の４つの伝送で終了する、即ちT_w（−１）が40ミ
リ秒であることを決定する。

この遅延T_w（＋１）の第３の表示に対して、
NTUは周波数F_y（Ｋ＋１）に相関するようにな
る。伝送が第２シーケンスである情報と、将来の
インターバル（RTU時間）に対する周波数によ
つてこのNTUは第２シーケンスは相関した送
信、即ち、T_w（＋１）＝０の後に終了することを
決定する。

このNTUは適当な時間（T_w）を待機し、次に
RTUによつて受信された２つのネツトワークメ
ツセージに応答する。送信周波数F_t1をRTU時間
基準を利用して選択する。この時間基準はRTU
送信によつて確立されたものである。この第１メ
ツセージは、80ビツト情報のデイジタルワード、
64ビツトの時間相関ワード、16ビツトは適当なプ
ロトコールワード、即ち現在または将来のタイム
インターバル用のプロトコールワードを確認する
ために用いられるものである。これら16ビツトに
よつてRTUがその最新のタイムインターバル状
態を進行、戻り、または維持するかを知らせる。

第２ネツトワークタイムメツセージを、現在の
ネツトワークタイムインターバル用のコードC_jに
よつて決定したような周波数F_t2とする。第２メ
ツセージを80ビツトワードとしこれによつてＭの
値を決定し、この結果RTUに正しいサブインタ
ーバルタイムを与える。このRTUによつてこの
データをデコードすると共に、このクロツクを更
新して、それ自身のネツトワーク同期化を確立す
る。

本例において、RTUがそのクロツク精度を±
１秒から±1μsecに、僅か140ミリ秒の同期期間に
よつて変化させることができる。本例は命令モー
ドを表わしたものであり、RTUによつて前述し
た放送またはパツシイーブ方法による同一情報を
受信することができる。

本発明を利用することによつて、一般的な周波
数ホツピングネツトワークとして利用でき、これ
によつて急速なネツトワークのエントリーが実現
できる。また、本発明の技術を変更することによ
つて、種々の伝送データレート、時間の不確実
度、およびネツトワークの制限に対して適応でき
る。

前述した本発明の方法および装置は、周波数ホ
ツピング通信デバイス間での急速な時間同期化を
達成するためのものであつた。同期化が、同期化
のための初期値が長くならず実現できると共に、
ネツトワークのジヤミング阻止性能を低下させず
に実現できる。この技術を利用することによつて
非同期のユニツトからの伝送を必要とせずに同期
化を達成できる。更に、１組の送信器および受信
器のみを代表的なネツトワークユニツトに採用し
てこれによつて複数の送信器および受信器の必要
性が無くなる。これら複数の機器は従来の技術を
駆使して、等価的な急速同期化が達成される。

RTUが一旦ネツトワークにエントリー（参加）
されると、前述した同期化技術によつてそれ自身
の相対時間が巡環的に再調整される。これによつ
て、デバイスタイムがネツトワークタイムと同期
されたままとなる。

本発明についての特定の応用例、即ち、時間お
よび通信相関ワードを用いた例について説明して
きたがこのような相関ワードや相関器を用いずに
実施できるものである。このような特徴を利用す
ることによつて、ジヤミングや妨害に対する通信
ネツトワークの完全性ならびにノイズ耐力が強化
できる。更にまた、従来のビツト同期化用に用い
た相関ワードによつて伝搬遅延のために、タイミ
ングエラーを追跡できる。他の応用例では、同期
化コードによつて、アイドル状態周波数およびネ
ツトワークタイム送信周波数のみを特定化できる
ので、同期化を開始するための相関性のイニシヤ
ルステツプを回避できる。この代りに、同期化の
初期化用基本的条件を送信および受信周波数に一
致させる。

本発明は、上述した実施例のみに限定されず、
種種の変更、追加等の処理が加えられ、当業者に
よつて他の構成を容易に創作できるようになる。