【発明の詳細な説明】
無線方式のデスクトップ・エリア・ネットワーク・システム
発明の分野
本発明は、１つのオフィス内、或いは寄り集まった複数のオフィスから成るオ
フィス・グループ内のような、小規模なローカル・エリア内において、コンピュ
ータどうしの間、或いはコンピュータと周辺機器との間で、データ・パケットの
交換を行うための無線方式の通信ネットワーク・システムに関するものであり、
ここでいう周辺機器には、例えば、プリンタ、ディジタイジング・タブレット、
キーボード、それに、ポインティング・デバイスであるマウス等が含まれる。
発明の背景
無線方式の通信ネットワークには様々なものがあり、例えばピア・ツー・ピア
方式やホスト・ツー・ホスト方式等のように、ある１つのノードから他の複数の
ノードのうちの１つだけに宛てて通話を行う二地点間方式のシステムや、テレビ
ジョン遠隔制御と非常に類似した方式で動作して他の複数のノードと通信するポ
イント・アンド・ショット方式のシステムから、複数の通信経路を連続的に維持
することが要求される真正のマルチノード方式のシステムまで実に様々である。
代表的なものとしては、米国特許第４２３２２９９号、同第４７７５９２８号、
同第４９９２７８７号、同第５０７５７９２号、同第５２０４７６８号、及び同
第５３０７２９７号がある。
無線方式の通信ネットワークを分類する際には、それがいかなる種類のもので
あっても、そのネットワークがカバーするエリアの広さに従って分類すると好都
合である。カバーするエリアの距離が数マイル（即ち数Ｋｍ〜１０数Ｋｍ）程度
の通信網は、一般的にメトロポリタン・エリア・ネットワーク（ＭＡＮ）または
ワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）と呼ばれている。また、無線方式のネ
ッ
トワークであって、カバーする距離が数１００フィート（即ち数１０ｍ〜２、３
００ｍ）程度をカバーするものは、一般的にローカル・エリア・ネットワーク（
ＬＡＮ）と呼ばれている。これらネットワークはいずれも、複雑で高コストの通
信プロトコルを採用しており、それら通信プロトコルでは、複数のノードどうし
の間の情報交換を可能にする構成を実現するためには高価なハードウェアが必要
である。これらの従来の構成は、スモール・エリア・ネットワークに用いるには
実際上不適当である。なおスモール・エリア・ネットワークとは、例えば、コン
ピュータや周辺機器との間の通信を無線方式で行うことを望んでいる１つのオフ
ィスをカバーするようなネットワークである。その代表的なものは、米国特許第
４６６５５１９号や、同第５２４１５４２号に開示されている。
無線ネットワークにおいては、アクセス・コンテンションが１つの重要な問題
となる。一般的に多重アクセス方式は、回線交換方式か、パケット交換方式かの
、いずれかに該当するといえる。回線交換方式のネットワークは、例えば電話等
のように、接続が常時維持されている必要がある場合に用いられるネットワーク
である。またそのために、ユーザの数が非常に限定されることになる。パケット
交換方式のネットワークでは、ネットワークの容量を時間のスライスの形で複数
のユーザに分配するようにしており、ユーザどうしの間の接続は、パケットが存
続している期間だけしか維持されていない。ただし、パケットの送信中は、その
パケットを送信しているノードに対して、その通信チャネルの全容量の使用権が
与えられている。このような、パケット交換方式のネットワークにおいて利用さ
れている非連続的な、即ち一時的な接続は、比較的多数のノードの間を接続する
必要がある場合で、その接続が低頻度であり、しかも、情報を高速バーストの形
にして通信を行う場合には理想的なものである。
これまでに幾つものアクセス制御方式が開発されており、それらのうちには、
時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）、符号
分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）、それに、搬送波感知多重アクセス（ＣＳＭＡ）
等がある。このＣＳＭＡ方式について記載した文献の例を挙げるならば、例えば
A．Santamaria 及びF．J．Lopez-Hernandez による共著”Wireless LAN System
s”(1994年、Artech House 刊)の、第210〜212頁の記載等がある。
ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、及びＣＤＭＡの３つの制御方式は、比較的少数のノード
からデータ・ストリームが連続的に送出されるようなネットワークにおいて、こ
れまで使用されており、好適な結果をもたらしている。これに対して、多数のノ
ードから高速でデータ・パケットが送出される場合には、ＣＳＭＡ制御方式の方
が優れているとされている。データを比較的持続時間の短いショート・バースト
の形で、或いはデータ・パケットの形で、高速で送信するようにした無線方式の
システムにとって、ＣＳＭＡ制御方式は理想的な方式であるといえる。その代表
的なものとしては、米国特許第４６６５５１９号や、同第５２４１５４２号に開
示されている。
また更に、多数のノードを含んでいるネットワークでは、そのネットワークの
１つのチャネルを同時に２つ以上のユーザが使用し始めることがないように、そ
れを防止するための手段も必要である。有線方式のシステムには、たいていの場
合、「衝突検出」方式が採用されており、この方式では、各ノードにおいて、そ
のノードが通信線上に送出中の信号と、実際に通信線上を伝送されている信号と
を比較する。比較しているそれら信号が異なるようであれば送信を差し控え、伝
送チャネル上に信号が検出されない状態になるのを待って送信を行うようにする
。これに対して無線方式のシステムでは、ネットワーク・ノードが送信手段と受
信手段との両方を装備している。そして、情報の送出要求に接するまでは受信手
段を常時動作状態に維持しておくことで、伝送チャネルが活動状態になったとき
にその活動状態を検出できるようにしてある。また、有線方式の通信システムの
場合と同様に、その伝送チャネルが活動状態にないことが検出されるまで、送信
を遅延できるようにしてある。ただし、それでも尚、ネットワーク内の２つ以上
のノードが略々同時にデータ・パケットの送信を開始するおそれがある。そのよ
うな場合には、受信装置が受取ったパケットが壊れていることがあり、受取った
パケットが壊れている場合には、受信装置は、送信が正常完了したことを表す肯
定応答を返送しない。このような事情から「衝突防止」方式が採用されており、
この方式は、送信装置が最初の送信を行ってから所定時間内に肯定応答を受け取
らなかった場合には、その送信装置を一旦、待機状態即ち一時停止状態におき、
然るべき時間が経過した後に再送信を行わせるというものである。この送信待機
時
間のことをバックオフ期間と呼んでいる。現在公知となっている複雑なネットワ
ーク・プロトコルでは、このバックオフ期間の長さを、統計的規則に従って決め
られるランダムな長さにしている。
ＣＳＭＡと「衝突防止（ＣＡ）」とを組合せたものは、ＣＳＭＡ／ＣＡ多重ア
クセス制御と呼ばれている。ＭＡＮ、ＷＡＮ、或いはＬＡＮのプロトコルにこの
ＣＳＭＡ／ＣＡ機能を組込んだ無線システムがこれまでに幾種類も構築されてい
る。その種のシステムは複雑で高コストのシステムであり、スモール・エリア・
ネットワークに用いるには実際的でない。ここでいうスモール・エリア・ネット
ワークとは、例えばデスクトップ・エリア・ネットワーク（ＤＡＮ）のように、
１つのオフィス内、または隣接した複数のオフィス内に配置されたコンピュータ
や周辺機器との間で行う通信（即ち、コンピュータどうしの、或いはコンピュー
タと周辺機器との間の通信）が要求されるネットワークのことである。例えば米
国特許第４６６５５１９号などはその代表的なものが開示されているが、該米国
特許のシステムは、性能が低く、帯域の狭いシステムであり、また、手動設定す
るＤＩＰスイッチを用いてＲＳ−２３２Ｃシリアル・インターフェースからＨＤ
ＬＣマルチポイント・プロトコルへの変換を行わねばならず、その変換が複雑で
、高コストを招いている。更に、該米国特許の開示によれば、バックオフ期間の
長さはランダムに設定されており、周波数の切り換えが手動操作によって行われ
ている。従って該米国特許のシステムは、真正のＣＳＭＡ方式のシステムとはい
えない。
発明の概要
本発明は、シリアル・バス・データ・パケット・プロトコルに沿って構築した
衝突防止方式を組み合わせたＣＳＭＡ／ＣＡ多重アクセス制御方式を採用するこ
とにより、複数のノードの間の無線通信を可能にした、高性能で広帯域の、無線
方式のデスクトップ・エリア・ネットワーク（ＤＡＮ）システムである。同期化
されたデータ・パケット交換が可能であり、このデータ・パケット交換は、コン
ピュータを宛先として、また、コンピュータどうしの間で、コンピュータと周辺
機器との間で、或いは、周辺機器を宛先として行うことができ、ここで周辺機器
というのは、例えばキーボードや、プリンタ、ファクシミリ・マシン、ディジタ
イジング・タブレット、それにポインティング・デバイスであるマウス等である
が、無論これらだけに限定されない。
本発明の１つの局面は、タイミング回復方式を採用していることであり、これ
は、交替的データ・ストリームを包含したプリアンブルを含むデータ・パケット
構造に基づいたものであり、その交替的データ・ストリームからタイミング情報
を抽出して、データ・パケットの処理を同期化するようにしたものである。
本発明の別の１つの局面は、ＣＳＭＡ多重アクセス制御方式をシリアル・バス
・データ・パケット・プロトコルに沿って構築したことであり、これによって、
コンピュータと周辺機器との間のみならず、コンピュータどうしの間（ピア・ツ
ー・ピア）でも、無線方式でデータ・パケット情報を交換できるようにしている
。
本発明の更に別の局面は、メッセージを送信しようとするノードどうしの間の
干渉を、遅延方式と衝突防止方式との両方を用いて抑止するようにしたことであ
る。これらのうち遅延方式は、送信しようとしているノードを、通信チャネルが
アイドル状態になるまで待機状態にしておき、通信チャネルがアイドル状態にな
ったらデータ・パケット情報の送信を行わせるというものである。また衝突防止
方式は、送信先の受信側ノードから肯定応答信号を受け取ることができなかった
場合に、全ての送信側ノードを、所定時間（この時間の長さは、当該送信側ノー
ドのネットワーク・アドレスに応じた長さである）だけ待機状態においた後に、
メッセージの再送信を試みさせるというものである。
本発明の更に別の局面は、ＣＳＭＡ／ＣＡ多重アクセス制御方式とタイミング
回復方式とのいずれもが、ハードウェア依存性を持たず、従って、データ・パケ
ットの送受信に使用するインターフェースの種類に依存しないことである。
本発明の更に別の局面は、制御装置と、送信装置と、受信装置と、変調済情報
データ・パケットの送受信のためのインターフェースとから成るノード・サブシ
ステムを、その制御装置のコンフィギュレーション（環境設定）を変更するだけ
で、あるホストから別のホストへ移設して使用できることである。
本発明の更に別の局面は、ＲＦ送信とＩＲ送信とのいずれも、同じデータ・プ
ロトコル及び制御プロトコルを使用して行えることである。
本発明の更に別の局面は、自動化した対話型（インタラクティブ）プロセスを
通して、ネットワークのコンフィギュレーションを設定できるということがあり
、このプロセスにおいては、無線ネットワーク・モジュールを備えた各ネットワ
ーク・ノードの、そのネットワーク・ノード・アドレスを、ホストのメモリ内に
格納しておくようにしており、格納したアドレスは、無線メッセージ交換が行わ
れるネットワーク・コンフィギュレーションに所属させるネットワーク・ノード
を選択する際のアクセスに利用することができる。
図面の簡単な説明
図１は、ＲＦモードとＩＲモードとの何れか一方のモードで択一的に使用する
ことのできる本発明に係るネットワーク・ノードの機能ブロック図である。
図２Ａ及び図２Ｂは、図１のインターフェース５の択一的部分の構成を示した
機能ブロック図である。
図３は、データ・パケット内のプリアンブル構造を示した模式図である。
図４は、データ・パケット構造を示した模式図である。
図５Ａは、ＲＦシステムとして構成した本発明の好適な実施形態の詳細な機能
ブロック図である。
図５Ｂは、ＩＲシステムとして構成した本発明の好適な実施形態の詳細な機能
ブロック図である。
図６Ａは、図１の制御装置２の、受信媒体アクセス制御（ＭＡＣ）プロセスの
論理フローチャートである。
図６Ｂは、制御装置２の送信ＭＡＣプロセスの論理フローチャートである。
図７は、ホスト１の無線ネットワーク・コンフィギュレーション・プロセスの
論理フローチャートである。
好適な実施形態の説明
先ず図１について説明すると、同図に示したのはデスクトップ・エリア・ネッ
トワーク（ＤＡＮ）である。このＤＡＮにおいては、ホスト・システム１が、無
線ネットワーク・モジュールのマイクロコントローラ（制御装置）２に、電気的
に接続しており、ホスト・システム１は、例えばパーソナル・コンピュータ（Ｐ
Ｃ）や、周辺機器等である。マイクロコントローラ（制御装置）２は、ホスト・
システム１から受け取ったデータを、データ・パケット・プロトコルに従ってラ
イン６上へ出力し、このライン６は送信装置３の入力部に接続している。また、
制御装置２は、受信装置４からライン７を介して受け取ったデータを復調したも
のをホスト・システム１へ向けて出力する。制御装置２は更に、ホスト・システ
ム１から送信要求を受け取ったときに、その要求に応答して、ライン９を介して
送信装置３へ動作信号を送出する。制御装置２は更に、このシステムが送信モー
ドにあるとき以外は、ライン８を介して受信装置４へ動作信号を送出することに
より受信装置４をオン状態に維持している。制御装置２は更に、ライン１０上へ
制御信号を送出することによって、インターフェース５を送信モードと受信モー
ドとの何れか一方のモードに設定する。
制御装置２と、送信装置３と、受信装置４と、インターフェース５とで、ある
ホストから別のホストへ容易に移設することのできる無線ネットワーク・モジュ
ールが構成されている。
制御装置２とホスト１との間の通信のためのポート・インターフェースには、
様々なものを用いることができ、例えば、パラレル・ポート、ＲＳ−２３２シリ
アル・ポート、ＰＣＭＣＩＡポート、ＡＣＣＥＳＳバス・ポートなどを用いるこ
とができ、また、これらに限定されない。
図２Ａに示したのは、インターフェース５をＲＦ（無線周波数）方式の実施の
形態とした場合の、受信装置４と送信装置３とが共用するＲＦアンテナ１３であ
り、図２Ｂに示したのは、インターフェース５をＩＲ（赤外線）方式の実施の形
態とした場合の、送信装置３の出力部に接続するＩＲ発光ダイオード（ＬＥＤ）
１４と、受信装置４の入力部に接続するＩＲ感知トランジスタ１５である。
アンテナ１３としては、３ｍの距離における受信電力レベルが−２０ｄＢｍで
ある場合に適合するようなホイップアンテナまたはループアンテナ（０ｄＢ）で
あって、送信モードにあるときに、半円形状またはトロイダル形状の放射パター
ンを呈するアンテナを用いることが好ましい。
ＲＦシステムとして構成した本発明の実施の形態では、ホスト１が出力するデ
ータ・ストリームが制御装置２を介してデータ・パケットの形で送信装置３へ入
力し、連続位相変調方式の周波数変位キーイングによって符号化され搬送波に乗
せられる。変調処理が施された搬送波は、送信装置３からインターフェース５内
のアンテナ１３へ送られ、このアンテナ１３から受信側ノード、即ち送信先ノー
ドへ放出される。送信先ノードの受信装置は、この搬送波に復調処理を施して元
のデータ・パケットを再生し、それによって、伝送されてきたメッセージ、すな
わちデータを読み取る。
図３は、ＤＡＮネットワーク内において本発明に従って行われるコンピュータ
どうしの間の通信、コンピュータと周辺機器との間の通信、或いはコンピュータ
または周辺機器へ向けた一方的な通信において使用されるデータ・パケットのプ
リアンブル構造を示した模式図である。このプリアンブルには、不定フィールド
１６が含まれており、更にそれに続いて、２進数の「１」と「０」とが交替する
形態とした交替的データ・ストリーム１７、誤り訂正符号（ＥＣＣ）フィールド
１８、ランレングス制限誤り（ＲＬＥ）フィールド１９があり、最後に２つの予
備フィールド２０及び２１があるが、これら予備フィールド２０及び２１は、オ
プションとして包含させる情報がある場合に、それらを収容するためのフィール
ドである。
本発明にかかるデータ・パケットの全体構造を図４に示した。この構造は、プ
リアンブル構造２２に続いて、宛先アドレス・フィールド２３、発信元アドレス
・フィールド２４、ワード・カウント・フィールド２５、ｎ個のデータ・フィー
ルド２６〜２７があり、更に、受信側ノードにおいてデータの妥当性（有効性）
検証を行えるようにするためのチェックサム／巡回冗長検査フィールド２８があ
る。
以上に説明したデータ・パケット構造は、ACCESS.busプロトコルと呼ばれてい
る有線シリアル・バス・プロトコルに準拠した構造である。ACCESS.busについて
の説明書は、ACCESS.bus Industry Grop から購入することができ、その書名は"
ACCESS.bus Specifications-Version 2.2"であり、発行者及びその所在地は、
ACCESS.bus Industry Group，370 Altair Way，Suite 215，Sunnyvale，Califor
nia 94086 である。
ここに説明している好適な実施の形態は、搬送波感知多重アクセス（ＣＳＭＡ
）制御方式を採用しており、それによって、複数のノードの間でデータをショー
ト・バーストの形で、高速でやりとりできるようにしている。また、それと共に
、遅延方式も採用しており、この方式は、伝送チャネルがアクティブ（活動）状
態にあることが検出されたならば、ネットワーク・ノード内の送信装置を一時停
止状態にし、即ち待機状態にするというものである。また更に、衝突防止（ＣＡ
）方式も採用しており、この方式は、送信先ノードへ送信してから所定時間が経
過するまでの間にその送信先ノードから肯定応答信号が返ってこなかった場合に
、機能するものである。その場合、このＣＡ方式では、送信側ノードのネットワ
ーク・アドレスに応じた長さの期間だけその送信側ノード待機状態に維持し、そ
の待機期間の経過後に、その送信側ノードに情報信号の再送信を行わせるように
する。ＣＳＭＡの機能とＣＡの機能とが組み合わさって、ＣＳＭＡ／ＣＡアクセ
ス制御方式が構成されている。
図５Ａに示したのは、ＲＦシステムとして構成した、ＤＡＮネットワーク用の
のネットワーク・ノードの好適な実施形態の詳細な機能ブロック図であり、図中
の様々なデバイスのうち、先に説明したデバイスと対応するものには同じ参照番
号を付してある。ホスト・システム１と制御装置２との間の通信はポート・イン
ターフェース３０を介して行われる。送受信ライン３１が非アクティブ状態にあ
るときには、このノード・システムは受信モードにあり、変調された無線周波数
信号をアンテナ１３が受信しており、その無線周波数信号は、双方向ＲＦライン
３２を介してＲＦ帯域フィルタ３３へ伝送されている。フィルタ３３の出力は、
受信装置４の入力部へ供給されており、この受信装置４内でその無線周波数信号
に対して復調処理が施される。受信装置４としては、Philips Semiconductor In
c．が販売している「SA626 型」集積回路を使用することができ、同社の所在地
は 811 East Arques Avenue in Sunnyvale，California 94088である。この受信
装置４は、スーパーヘテロダイン方式の、周波数変調（ＦＭ）方式の受信装置で
あり、その局部発振器は水晶発振回路で構成されており、その局部発振周波数は
１６．４２ＭＨｚである。最終的な中間周波数フィルタリングが、帯域フィルタ
３５によって行われている。受信装置４が信号を検出したならば、受信信号強度
インジケータ（ＲＳＳＩ）ライン３６上の電圧レベルが上昇し、この電圧レベル
は比較器３７においてスレショルド値と比較される。このスレショルド値は、約
−４０ｄＢｍか、或いは雑音レベルより約１０ｄＢ高いレベルかの、何れか高い
方のレベルに等しく設定されるようにしてある。ＲＳＳＩライン３６上の電圧レ
ベルがこのスレショルド値より高ければ、比較器３７はライン３８上にバイナリ
の検出信号を送出する。制御装置２はこの検出信号に応答して信号処理を実行し
、その信号処理については後に詳述する。
受信装置４は更に、受信信号の周波数変動を検出して、その周波数変動に応じ
た大きさの電圧をライン３９上に送出する。この電圧は比較器４０においてスレ
ショルド値と比較されている。このスレショルド値は、比較器４０への供給電圧
の略々２分の１に等しく設定されており、この好適な実施の形態では比較器４０
への供給電圧は約３．３ボルトである。この比較器４０の出力が、データ・スト
リームとなる。このデータ・ストリームは、制御装置２の入力部のうちの１つへ
供給され、この制御装置２内で必要なデータ・フォーマットへ変換された上で、
ポート・インターフェース３０を介してホスト・システム１へ供給される。
送信モードにおいては、ホスト・システム１がポート・インターフェース３０
を介して制御装置２へデータを送出する。すると制御装置２内では、それに応答
して割込みが発生し、この割込みによって制御装置２は、送信プロセスのための
一連のステップを実行することになる。送信プロセスの実行時には、制御装置２
がライン３１へ信号を送出することで、受信装置４をオフ状態にする一方で、送
信装置内の発振回路４２を動作状態にし、この発振回路４２によって、中心周波
数が２７．１２ＭＨｚの送信が行われる。送信すべきデータは、制御装置２から
ライン４３を介して送信装置内の発振回路４２へ送られているため、ライン４３
上の信号レベルに応じて、連続的位相遷移の形で発振回路４２の周波数変位が発
生する。この発振回路４２の出力は、周波数変位量が１００ｋＨｚの連続位相変
調された周波数変位を伴う搬送波の形を呈しており、この出力が、ベース接地形
増幅器４４Ａによってバッファされて双方向ＲＦライン３２に結合され、アンテ
ナ１３から放出される。
図５Ｂは、ＩＲシステムとして構成したＤＡＮのネットワーク・ノードを、ブ
ロック図の形で示したものである。図中の様々なデバイスのうち、図５Ａに示し
たデバイスに対応するものには、同じ参照番号を付してある。図５Ｂに示すよう
に、変調されたＩＲ信号をＩＲ感知トランジスタ１５が受信する。該トランジス
タ１５は、そのベースが、ＩＲフィルタ４５の入力部に接続されている。ＩＲフ
ィルタ４５の出力部は、ＩＲ受信装置４６の入力部に接続している。ＩＲ受信装
置４６の動作及び設計仕様は、”HPSIR-Wired Serial and Infrared I/O，Archi
tecture External Reference Specification，Version 1.1”という文献に記載
されている通りである（発行日は 1991年4月11日である）。尚、同文献は、350
West Trimble Road，San Jose，California 95131 に所在の、Hewlett-Packard
社の Optical Communication Division で頒布している。
受信装置４６は、その入力部の１つがライン３１とパルス整形器４７とに接続
されている。パルス整形器４７の入力部はライン４３に接続されており、このパ
ルス整形器４７の出力部はエミッタ接地形バッファ増幅器４４Ｂの入力部に接続
されている。そしてこの増幅器４４Ｂの出力が、ＩＲのＬＥＤダイオード１４の
入力部に接続されている。このノード・システムは送受信ライン３１が非アクテ
ィブ状態になることで受信モードになり、受信モードにあるときには、感知トラ
ンジスタ１５が受信した変調済ＩＲ信号が、ＩＲ帯域フィルタ４５を介してＩＲ
受信装置４６へ入力され、このＩＲ受信装置４６内で復調処理が行われる。受信
装置４６がＩＲ信号を検出したならばライン３６上の電圧レベルが上昇し、この
電圧レベルが、先に説明したのと同様にして、比較器３７においてスレショルド
値と比較される。比較器３７は、ライン３６上の電圧レベルがそのスレショルド
値より高いとき２進数の検出信号を送出する。制御装置２はこの検出信号に応答
して信号処理を実行し、その信号処理については後に詳述する。
受信装置４６は更に、受信信号の振幅変動を検出して、その振幅変動に応じた
大きさの電圧をライン３９上に送出する。この電圧は比較器４０において、先に
説明したのと同じスレショルド値と比較される。この比較器４０の出力が、デー
タ・ストリームとなる。このデータ・ストリームは、制御装置２の入力部へ供給
され、この制御装置２内で所望のデータ・フォーマットへ変換された上で、ポー
ト・インターフェース３０を介してホスト・システム１へ供給される。
送信モードにおいては、ホスト・システム１がポート・インターフェース３０
を介して制御装置２へデータを送出する。すると制御装置２内では、それに応答
して割込みが発生し、この割込みによって制御装置２は、送信プロセスのための
一連のステップを実行することになる。送信プロセスの実行時には、制御装置２
がライン３１へ信号を送出することで、受信装置４６をオフ状態にする一方で、
パルス整形器４７を動作状態にする。送信すべきデータは、制御装置２からライ
ン４３を介してパルス整形器４７へ送られ、パルス整形器４７は、このデータの
データ・ストリームを、上で言及した Hewlett-Packard社の文献に開示されてい
る Hewlett-Packardシリアル・フォーマットへ変換する。パルス整形器４７の出
力は、振幅変位キーイングによって変調された搬送波の形を呈しており、この出
力が、増幅器４４ＢでバッファされてＩＲ・ＬＥＤ１４へ供給される。そして、
ＬＥＤ１４が１回のビット・タイム期間のうちの３／１６の期間だけ点灯するこ
とによって、論理「０」が表される。また、ＬＥＤ１４が１回のビット・タイム
期間の全体を通して消灯状態にあることによって、論理「１」が表される。
このＤＡＮネットワーク・システムのノードが実行する送信機能及び受信機能
は、制御装置２内に常駐している媒体アクセス制御（ＭＡＣ）を行う論理判断プ
ロセスに従って実行される。この論理判断プロセスは、データ・パケットの構造
を規定するプロセスであると共に、データ・パケット内の情報の完全性を保証す
るためのプロセスでもある。先ず図６Ａを参照して説明すると、同図に示したの
はＭＡＣ受信機能の論理判断プロセスを表したフローチャートである。送信側ノ
ードが送出したデータ・パケットが論理ステップ５０において受信側ノードの制
御装置によって検出されたならば、続く論理ステップ５１において、受信側ノー
ドの制御装置は、プリアンブルの始点を見つけ出す。論理ステップ５２では、プ
リアンブルの先頭の４個のビットを利用して、入力しつつあるそのデータ・パケ
ットのデータ・フィールドのタイミングを判断する。論理ステップ５３では、プ
リアンブルの末尾の２つのフィールドが使用されていたならば、それらフィール
ドを検出して後の処理のために格納しておく。続いて論理ステップ５４では、図
４
に示した宛先アドレス・フィールド２３を読み取り、次の論理ステップ５５では
、その読み取った宛先アドレスを、受信側ノードのアドレスと比較する。読み取
った宛先アドレスが受信側ノードのアドレスと異なっていたならば、この論理判
断プロセスは論理ステップ５６へ進み、今回の伝送が終了したことが制御装置２
によって検出されるまで、内部ループ５７を循環し続ける。今回の伝送が終了し
たことが検出された時点で、この論理判断プロセスは外部ループ５８へ進み、次
回の伝送が開始されるのを待つ待機状態に入る。
一方、論理ステップ５４で読み取った宛先アドレスが受信側ノードのアドレス
と一致していたならば、この論理判断プロセスは、論理ステップ５５から論理ス
テップ５９へ進み、そこでは、受み取ったデータ・パケットに含まれている図４
の発信元アドレス２４の読み取りを行う。続いて論理ステップ６０では、その読
み取った発信元アドレスを、受信を許容されている発信元アドレスを列挙した内
部リストと比較する。リスト中に一致するアドレスが存在していなかったならば
、この論理判断プロセスは論理ステップ５６へ進み、先に述べたように今回の伝
送が終了するのを待つ待機状態に入る。一方、リスト中に一致するアドレスが存
在していたならば、それは、その発信元アドレスが、受信を許容されている発信
元を列挙した内部リストに掲載されているのであるから、論理ステップ６１にお
いて、制御装置が、図４のフィールド２５内のワード・カウントを読み取って、
これから受け取ることになるデータ・バイトの個数を判断する。続いて論理ステ
ップ６２において、そのデータ・パケットに含まれている、そのワード・カウン
トに表された個数のデータ・バイトを読み取る。最後のデータ・バイトを読み取
ったならば、論理ステップ６３において、制御装置が、そのデータ・パケット内
の最後のワードを読み取る。この最後のワードは、図４のチェックサム／ＣＲＣ
フィールド２８である。続いて論理ステップ６４において、そのデータ・パケッ
トが誤りなく受信されているか否かを判断する。誤りなく受信されていると判断
された場合には、この論理判断プロセスは論理ステップ６５へ進み、受信装置４
の動作を停止させる一方で、図１の送信装置３を動作状態にして、インターフェ
ース５のアンテナを介して発信元ノードへ肯定応答信号を送出させる。この論理
判断フローは続いて論理ステップ６６へ進み、制御装置２が、受信したデータ・
パケッ
トから読み取ったデータ・バイトをポート３０を介して図１のホスト・コンピュ
ータ１へ転送し、転送されたデータ・バイトはホスト・コンピュータ１内で更に
処理される。この後、この論理判断フローは外部ループ５８へ戻り、次回の伝送
の受信を待つ待機状態に入る。
一方、図６Ａの論理ステップ６４において、図４のチェックサム／ＣＲＣフィ
ールド２８に基づいて調べた結果、データ・パケットを誤りなしには受け取って
いないことが判明した場合には、制御装置はデータ・パケットを受信したことを
知らせる肯定応答を返さない。この場合、論理判断フローは論理ステップ６４か
ら外部ループ５８へ進み、先に述べたように、次回の伝送を受信するのを待つ待
機状態に入る。この場合に、そのデータ・パケットを再送信するか否かと、再送
信するとすれば何時するかとは、発信元ノードの側で判断する。
データ・パケットを送信するときの送信動作は、割込駆動事象（インターラプ
ト・ドライブ・イベント）である。図６Ｂの論理ステップ７０に示したように、
ホスト・コンピュータ１が発した送信要求を制御装置２が受け取ったならば、そ
れによって、論理ステップ７１から送信動作のプロセスが開始される。このプロ
セスが開始されたならば、論理ステップ７２において、制御装置２が、ホスト・
コンピュータ１からデータ・パケットを受け取る。続いて論理ステップ７３では
、そのデータ・パケットを、図４に示しかつ先に説明したフォーマットへ変換す
る。論理ステップ７４では、そのデータ・パケットの先頭部分に、タイミング情
報を包含させたプリアンブルを挿入し、また、そのデータ・パケットの末尾部分
にチェックワードを付加することによって、受信側ノードにおいてデータ・パケ
ットを誤りなしに受け取れたか否かを検証できるようにする。
以上が完了したならば、データ・パケットは、図１のインターフェース５を介
して無線伝送することのできる送信可能状態になっている。続いてこの論理判断
フローは論理ステップ７５へ進み、ネットワークがアクティブ状態でなくなって
送信を開始できるようになるのを待つ。ネットワークがアクティブ状態でないこ
とが検出されたならば、この論理判断プロセスは論理ステップ７６へ進み、図１
の制御装置２が、データ・パケットのビット・ストリームを送信装置３へ送出し
、インターフェース５内のＲＦアンテナを関して送信させる。続いてこの論理判
断
フローは、図６Ｂの論理ステップ７７において、送信先ノード即ち受信側ノード
から肯定応答が返ってきたか否かを判断する。もし肯定応答が返ってきていたな
らば、論理ステップ７８において、この送信プロセスから脱出する。一方、肯定
応答が返ってこないうちは、この論理判断フローは、論理ステップ７９を通るル
ープを循環して、肯定応答を受け取るのを待つ。このループの循環は、論理ステ
ップ７７において肯定応答を受け取るか、論理ステップ７９においてタイムアウ
トするかの、何れかが起きるまで続けられる。制御装置が論理ステップ７９にお
いてタイムアウト・フォールトを宣言するまでの待ち時間は、僅かなものである
（２秒以下）。タイムアウトする前に肯定応答を受け取った場合には、既に述べ
たように、この論理判断フローは論理ステップ７７から論理ステップ７８へ進む
。一方、肯定応答を受け取らないうちにタイムアウトした場合には、この論理判
断フローは論理ステップ７９から論理ステップ８０へ進み、タイムアウト・エラ
ーの認知が行われる。続いてこの論理判断フローは論理ステップ８１へ進み、そ
のときまでに発生したタイムアウトの回数をスレショルド値と比較する。タイム
アウトの発生回数がそのスレショルド値以下であったならば、この論理判断フロ
ーは、当該ノードのネットワーク・アドレスの数字に応じた長さの待機時間を経
た後に、論理ステップ８１からループ８２を通って論理ステップ７５へ戻り、先
に述べたようにデータ・パケットの再送信を行う。
一方、論理ステップ７７において肯定応答を受け取らず、しかも、この論理判
断フローが論理ステップ７９へ進んだときにタイムアウトが検出されなければ、
この論理判断フローはループ８３を介して論理ステップ７７へ戻る。また、肯定
応答を受け取ることができないままタイムアウトが何回も発生し、その発生回数
が前述のスレショルド値を超えた場合には、この論理判断フローは、ループ８２
を介して論理ステップ７５へ戻るのではなく、論理ステップ８１を通過して論理
ステップ８４へ進む。この論理ステップ８４では、制御装置２が図１のホスト・
コンピュータ１へ送信失敗フラグを送出し、続いて論理ステップ８５においてこ
の送信動作のプロセスから脱出する。
以上に説明したＭＡＣ論理判断プロセスは、図５ＡのＲＦシステムを用いる場
合でも、また、図５ＢのＩＲシステムを用いる場合でも、いずれも同じように実
行される。
図７は、ホスト１内で実行されるインタラクティブなネットワーク・コンフィ
ギュレーションのプロセスの論理判断フローを示したフローチャートである。論
理ステップ９０においてこのプロセスが開始したならば、論理ステップ９１にお
いて、ホスト１が、ポート・インターフェース３０へ照会を発して、図１に示し
た無線ネットワーク・モジュールが備えられているか否かを判断する。もし備え
られていなかったならば、ホスト１は、無線ネットワーク・モジュールが備えら
れていないことを告げるメッセージをディスプレイ上に表示した上で、論理ステ
ップ９２においてこのプロセスから脱出する。一方、無線ネットワーク・モジュ
ールが備えられていたならば、論理ステップ９３において、ホスト１は、選択可
能性ストリング、即ちモジュール選択可能性を記したリストを要求することがで
きる。ホスト１は、選択可能性ストリングを受け取ったならば続いて論理ステッ
プ９４において、このＤＡＮネットワーク内の有効ネットワーク・ノードを記し
たリストをディスプレイ上に表示する。これが表示されたなら、次の論理ステッ
プ９５でユーザが、ネットワーク・コンフィギュレーションに所属させるノード
を選択する。続いて論理ステップ９６では、ホスト１が、それらノードのアドレ
ス及びコネクションを記したファイルを作成し、そのファイルをホスト１のメモ
リ内に格納する。一旦このファイルが作成されたならば、それ以後、ホスト１は
ブートされるごとにそのファイルの読み取りを行い、そして、送信しようとする
データ・パケットのアドレス・フィールドに、そのファイルに記されている情報
を挿入する。次の論理ステップ９７では、このプロセスから脱出する。
以上、本発明の好適な実施の形態について説明し図示した。当業者には容易に
理解されるように、本発明は、以下の請求の範囲に示した概念及び範囲から逸脱
することなくその構成及び細部構造に変更を加え得るものである。
【手続補正書】特許法第１８４条の７第１項
【提出日】１９９５年９月１２日
【補正内容】
請求の範囲
１．複数のノードを有する広帯域の無線デスクトップ・エリア・ネットワーク
（ＤＡＮネットワーク）内の、コンピュータとコンピュータとの間、コンピュー
タと周辺装置との間、及び周辺装置と周辺装置との間で、シリアル・バス・デー
タ・パケットを送受信する方法において、
送信側ノードにおいて、前記データ・パケットをＣＳＭＡ／ＣＡ多重アクセス
制御プロトコルに準拠してフォーマットするステップと、
フォーマット済データ・パケットを前記複数のノードのうちの受信側ノードへ
伝送する伝送動作を同期化するために、前記送信側ノードにおいて前記フォーマ
ット済データ・パケットのプリアンブルにデータ・タイミング情報を挿入するス
テップと、
データ妥当性検証を前記受信側ノードにおいて行えるようにするために、前記
送信側ノードにおいて、前記フォーマット済データ・パケットの末尾部分に誤り
検査情報を付加するステップと、
前記受信側ノードへの伝送のために、前記フォーマット済データ・パケットに
対して、前記送信側ノードにおいて変調処理を施すステップと、
前記無線ＤＡＮネットワークの伝送チャネル上に伝送信号が存在していないこ
とが前記送信側ノードにおいて検出された場合に、受信側ノードへ前記フォーマ
ト済デスクトップ・エリア・−た・パケットを送信し、前記伝送チャネル上に伝
送信号が存在することが前記送信側ノードにおいて検出された場合に、該伝送チ
ャネルがアイドル状態になるまで、前記フォーマット済データ・パケットの送信
を遅延させるステップと、
前記フォーマット済データ・パケットが前記受信側ノードにおいて受信された
ときに、該受信側ノードにおいて、該フォーマット済データ・パケットに対して
復調処理を施すと共に、データ読取り動作を同期化するために前記データ・タイ
ミング情報のサンプリングを行うステップと、
前記受信側ノードにおいて前記誤り検査情報を検出することにより、前記フォ
ーマット済データ・パケットの誤りなし伝送が行われたか否かを判断し、前記フ
ォ
ーマット済データ・パケットの誤りなし伝送が行われていたならば、前記受信側
ノードから前記送信側ノードへ肯定応答信号を送出するステップと、
所定の待機期間内に前記送信側ノードにおいて前記肯定応答信号を受信しなか
ったならば、該送信側ノードのネットワーク・アドレスに応じた長さの遅延時間
の後に、該送信側ノードにおいて前記フォーマット済データ・パケットの再送信
を行うステップと
を含んでいることを特徴とする方法。
２．請求項１記載の方法において、前記ＣＳＭＡ／ＣＡ多重アクセス制御プロ
トコルは、ACCESS.busデータ・パケット・プロトコルに従って構築されたもので
あることを特徴とする方法。
３．請求項１記載の方法において、前記無線ＤＡＮネットワーク・システムは
、ＲＦシステムであることを特徴とする方法。
４．請求項１記載の方法において、前記無線ＤＡＮネットワーク・システムは
、ＩＲシステムであることを特徴とする方法。
５．請求項１記載の方法において、該方法はさらに、前記送信側ノードのネッ
トワーク・コンフィギュレーションのための一連のステップを含んでおり、該一
連のステップは、
前記送信側ノードが無線ネットワーク・モジュールを備えていることを検出す
るステップと、
前記無線ネットワーク・モジュールが検出されたならば、当該送信側ノードを
含めた、前記複数のノードのうちの無線ネットワーク・モジュールを備えている
ノードから成るノード集合に所属するノードを識別するステップと、
前記ノード集合に所属するノードの内から、所望のネットワーク・コンフィギ
ュレーションを形成すべきノードを選択することで、前記複数のノードの内の幾
つかのノードから成るノード群を選定するステップと、
前記データ・パケットに、前記受信側ノードへの送信に先立って、前記ノード
群の前記受信側ノードのネットワーク・アドレスを挿入するステップと
を含むことを特徴とする方法。
６．複数のノードを有する広帯域の無線デスクトップ・エリア・ネットワーク
（ＤＡＮネットワーク）内の、コンピュータとコンピュータとの間、コンピュー
タと周辺装置との間、及び周辺装置と周辺装置との間で情報をシリアル・バス・
データ・パケットの形で送受信するためのネットワーク・ノード・システムにお
いて、
ＣＳＭＡ／ＣＡプロトコルと有線シリアル・バス・データ・パケット・プロト
コルとの両方に該当するプロトコルに準拠するようにフォーマットした変調済情
報信号を選択的に送信または受信するインターフェース手段と、
前記インターフェース手段と電気的に接続した送信手段であって、第１情報信
号に変調処理を施した後に、第１変調済情報信号を前記インターフェース手段へ
供給して、前記複数のノードのうちの受信側ノードへの送信を開始する送信手段
と、
前記インターフェース手段と電気的に接続した受信手段であって、前記複数の
ノードのうちの送信側ノードの第２変調済情報信号を受け取り、該第２変調済情
報信号に復調処理を施し、その復調した第２情報信号のプリアンブル内の交替的
データ・ストリームをサンプリングすることによりデータ伝送を同期化し、更に
前記受信側ノードから肯定応答信号を受け取る受信手段と、
前記送信手段、前記受信手段、及び前記インターフェース手段と電気的に接続
した制御手段であって、前記ネットワーク・ノード・システムを送信モードと受
信モードとの一方のモードにし、送信モードにおいて前記第１情報信号のプリア
ンブルに交替的データ・ストリームを挿入し、前記無線ＤＡＮネットワークの伝
送チャネル上に伝送信号が存在している場合にそれを検出し、前記伝送チャンネ
ルがアイドル状態の場合に前記第１変調済情報信号を送信し、前記伝送信号が検
出された場合に前記伝送チャネルがアイドル状態になるまで前記第１変調済情報
信号の送信を遅延させ、更に、第２所定遅延時間内に前記受信側ノードから肯定
応答信号を受け取らなかった場合に当該ネットワーク・ノード・システムのネッ
トワーク・アドレスに応じた長さの第１所定遅延時間の後に前記第１変調済信号
の再送信を開始させる制御手段と、
前記制御手段と電気的に接続したホスト・システムであって、前記第１情報信
号を前記送信手段へ供給し、該第１情報信号を前記受信側ノードへ送信するよう
要求し、更に前記第２情報信号を前記受信手段から受け取って更に処理を施すた
めの手段を備えたホスト・システムと
を備えたことを特徴とするネットワーク・ノード・システム。
７．請求項６記載のシステムにおいて、前記ＣＳＭＡ／ＣＡ多重アクセス制御
プロトコルは、ACCESS.busデータ・パケット・プロトコルに従って構築されたも
のであることを特徴とするシステム。
８．請求項６記載のシステムにおいて、前記ネットワーク・ノード・システム
は、ＲＦシステムであることを特徴とするシステム。
９．請求項６記載のシステムにおいて、前記ネットワーク・ノード・システム
は、ＩＲシステムであることを特徴とするシステム。
１０．請求項９記載のシステムにおいて、前記送信手段が、振幅変位キーイン
グ変調を施すことによって前記第１情報信号を符号化するよう構成されているこ
とを特徴とするシステム。
１１．請求項８記載のシステムにおいて、前記送信手段が、周波数変位する搬
送波に連続位相変調を施すことによって前記第１情報信号を符号化するよう構成
されていることを特徴とするシステム。
１２．請求項６記載のシステムにおいて、前記インターフェース手段と、前記
送信手段と、前記受信手段と、前記制御手段とから成るサブシステムを、前記無
線ＤＡＮネットワーク内の１つのホスト・システムから別のホスト・システムへ
移設可能に構成したことを特徴とするシステム。
１３．請求項６記載のシステムにおいて、前記ホスト・システムは、当該ネッ
トワーク・ノード・システムが無線ネットワーク・モジュールを備えていること
を検出する手段と、前記複数のノードのうちの無線ネットワーク・モジュールを
備えているノードから成るノード集合に所属するノードを選択することで所望の
ネットワーク・コンフィギュレーションを形成する対話型ユーザ手段と、前記ノ
ード集合に所属するノードのネットワーク・アドレス及び相互接続を記憶するこ
とにより、前記第１変調済情報信号を、前記所望のネットワーク・コンフィギュ
レーションに所属する前記受信側ノードへ送出する際のアクセスを自動化する手
段とを更に含んでいることを特徴とするシステム。