JPS63501677A - 高速周波数ホッピング時間同期化 - 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】 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（５ｐｒｅａｄ　５ｐｅｃｔｒｕｒａ　Ｃｏｍｍｕｎｉ−ｃ ａｔｉｏｎ　）　Ｆｉ、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って拡散する之めには、通信情報とは無関係なコードによ って実現できると共に、受信機におけるコードによっ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っている。

文献として、ＩＥＥＥＴｒａｎｓ、　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　、　１９８ ２年、５月Ｖｏｗ、　Ｃ０Ｍ−３０，第８５５−８８４頁−Ｔｈｅｏｒｙ　ｏｆ Ｓｐｒｅａｄ　Ｓｐｅｃｔｒｕｍ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ−Ａ　Ｔｕｔ ｏｒｉａｌ　（Ｒ。

Ｌ、　Ｐｉｃｋｈｏｌｔｚ　、　Ｄ、　Ｌ、　Ｓｃｈｉｌｌｌｎｇおよびり、　 Ｒ，Ｍｘｌｓｔｅｌｎ著）がある。

周波数ホッピングを採用したスペクトル拡散通信ユニットのネットワークを、ジ ャム防止および安全性のために利用する。このようなユニット間（２つまたはそ れ以上のユニット）で通信を行なうために、各ユニットの動作を他の通信ユニッ 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、同期化でれたユニットによって、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、送信された同期伺号を非同期のユニットによって受信 し、このユニットによっ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０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、ネットワークは、ネッ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。成る条件、例えば強いジャミング が発生するような場合、ネットワークエントリー波形が多数回繰返見され、これ によって非同期ニーｙトネッ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、同期化波形がネットワーク通信以内に隠れている。非 同期化ユニットによってネッ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 、非同期のユニットによってネットワークエントリーが要求できる周波数ホッピ ング通信デバイスにょ９、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、マルチネットワーク エントリ一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 ネッ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、周波数ホッピング通信デバイスのネットワーク用の時間同期技術を提供す ることによって、特別なネッ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、ネットワーク内の周波数ホッ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ックを有して いる。本発明によれば、１つのネットワークタイム、−ネットワークタイムユニ ット（ＮＴＵ　）　”を、ネッ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、ネットワーク中のすべてのデバイスを同期はせる必要があり、これ によって、このネットワーク全体に亘って通信することができる。ネットワーク 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。この発生器によって、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 よって数種類のネッ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、ネットワークタイム情報を送るようにす る。

各ネットワークタイムによって維持される相関時間をネッ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、これによっ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 ットワークユニット、即ち゛相対時間ユニツ）（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ッピングで 受信する。このアイドル状態中に、このＲＴＵ動作は、ホラグレートで決められ 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ＮＴＨによって 、受信ホップレートよりかなり高い送信ホラグ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、ネッ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。

送信され几メッセーゾのシーケンスには、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、現在のネッ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周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って、現在のネットワークタイム 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、すべての可能なホップ転移状態をカバ 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、プロトコールメッセージ が含まれており、このグロトコールメッセーソによっ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、現在のネッ！・ 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によって一対のネットワークタイム メツセージを送信して、これらメツセージによって最新のネットワークタイムイ ンターバルおよびサブインターバルを規定する。

ネットワークデバイスの各々には、相関性デバイ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によってプロトコールワードをデコードして、ネット 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Ｒ ＴＵによってネッ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 によって、それのクロックをネッ）・ワークタイムと同期するように調整する。

相関性がネットワークユニットによって通信相関ワードによって達成されると（ このユニットはネットワークタイム−ＮＵ”と同期されている）、ＮＵは周波数 ホッ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によって送信する ことができ、更に、アイドル状態で作動しているＮＴＵによりて、メッセー−） 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はネッ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 シタ時間および周波数で得ることができる。／やツシープ（受動）モードでは、 １台のＲＴＨによって、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からネットワークタイム情報を受信する。

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２図は、同様に、アイドル状態のネットワークユニットの動作を表わす周波数 一時間チヤード：第３図は、送信ホップレートのネットワークユニットの動作を 表わす周波数一時間チヤード；ｇ＋図は、同期化メツセージの順序の伝送を表わ す周波数一時間チヤード； 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 よびそれぞれのネットワーク時間メツセージを表わす表示： 第６図は、周波数ホッピングネットワークユニットのブロックダイヤグラム； 第７１図〜第７ｄ図は、本発明のネットワークデバイスの動作によってネットワ ーク時間同期化を達成するためのフローチャート； 第８図はネットワーク例の数値／ｆラメータを表わす例の周波数一時間チヤード ； 第９図は、命令エントリモードで動作するＲＴＵがらの同期化リクエスト、およ び第８図の実施例用のチャートである。

開示の詳細な説明 本発明による急速周波数ホッ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って、すべての周 波数ホッピングシークンス（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Ｃｋ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１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Ｔ１で割った値とな る。即ち、Ｎ　＝　３６００Ｔ／Ｔｉ　となる。従って、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Ｃｋｔ−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Ｋなる。

本発明によれば、この時間インターバルを更に任のＴ１のサイズを周波数ホッピ ングネットワークの時間精度要求によって決定する。このサブインターバルＴＩ ＬはＴ１７Ｍに等価なもので、ここでＭは時間インターバル期間Ｔ１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ッゾレー）（Ｈｔ）によってジャミングに対する周波数 ホッピングネットワークを規定する。周波数ホッピングネッ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って、非同期ユニットをネットワークタ イムに同期させることができ、これは、監視またはりヤミングのような妨害に対 するネッ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、周波数ホッピングネットワーク通信ユニット間での時間 同期化を数種類のモードで実現できる。第１のモードは１放送モード”として以 下説明すると、正確なネットワークタイムを維持できるものと仮定されたネット ワークユニット（ネットワークタイムユニット、または−ＮＴＵ”と称す）によ っ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ットワーク ユニット（″″相対時間ユニット”、“ＲＴＵ　＝と称す）に送信するモードで ある。代表的な周波数ホッピングデバイスのネットワークヲ第１図に示す。ここ では、ＮＴＵ　２０およびＲＴＵ２５，３０゜３５が採用されている。本発明の 第１目的は、ＮＴＵのクロックによって維持されるネットワークタイムに対する 、ＲＴＵの各クロックによっ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、以下の方法によって特定の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Ｃｋ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Ｃｋには、例え ば２，０００ビツトのシーケンスから成るｒイジタルビットの長いシーケンスが 包含される。

このコードによっ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Ｃｋを有する ビットのシーケンスを予め決められたスキームによって領域に分割し、ここでは 、最初の領域のビットによって時間相関ワードを規定し、第２の領域のビットに よりて周波数Ｆｘ（６）を規定し、第３領域のビットによって周波数Ｆｙ（へ） を規定し、第４領域のビットによって周波数ＦｔＸを規定し、第５領域のビット によって周波数Ｆｆ、更に第６領域のビットによっ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図に表わでれている。

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ってコードＣｋヲ発生でき、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、周波数ポツピング ネットワークのプロセスを有する各ＮＴＵおよびＲＴＵにおいて演紳的に知られ ている。

コードＣｋ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によって規定される異なっ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、各ユニッ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ｔ−実現できる技術を提供で きる利点がある。

１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ＦｘＨおよびＦ、ｌＥの一組が、Ｋ番目の時間インターバル 期間中に、ＲＴＵによって採用され、このＲＴＵによりて周波数ＦｘＦＪおよび Ｆ、１ｍ　ｔ−受信用ホラグレート（ａｒ）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。従って、（Ｋ− １）　番目のインターバルにおいてＲＴＵは周波数Ｆ工（Ｋ−１）およびＦ、（ 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 ば、周波数ＦＸ（Ｋ＋１　）およびＦア（Ｋ４−１）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。Ｔ１秒 毎に、　ＲＴＵによって新しい同期化コードＣｋが発生でれ、これはその相対時 間によって確立されたＮ値に従って発生はカ２、これによってＦｘ（６）および Ｆ、（［０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によりてめらゆる受信信号をディソタルｒ−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Ｃｋヲ有する記憶 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ＦＪまたはＦ−で送信する必要がるる。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ットに適用し、これらユニットは本願発 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次 最大時間不確英性を有することができる・従って、ＲＴＵによって維持でれた相 対時間が最新のネットワークタイムインターバルの１タイムインタ一バル以内で ろれは、同期化が実現する。ＲＴＵによって維持された相対時間を、最新のネッ 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 ろように、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’ｌ過去のインターバル１とし、最新のインターバルを１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は各に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ットワークインターバルに１タイ ムインターバルをグ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によって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（ネットワークタイム）に対して、これら６周波数を、第 ２図に、Ｆｘ（Ｋ−１）　、　Ｆｙ（Ｋ−１）　。

ＦＸ（６）、Ｆｙ■、　ＦＸ（Ｋ＋１　）　、　Ｆｙ（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、本発明によるネットワークで採用された送信ボップレー）（Ｈｔ）ｆ ｃ表わす周波数時間グラフである。図示されているように、ネットワークユニッ トによって、メツセージのシーケンスが複数の子め決められた周波数で送信され 、これは、−周波数から次の周波数へこの送信ホラプレー・トで周波数ホッピン グを行ない乍ら行われる。

本発明によれば、ネットワークユニットによるすべての送信動作は送信ホラグレ ートで起る。

同期化を放送モードで開始するために、兄は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ＲＴ Ｕ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、現在囚 インターバルおよヒ将来（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 Ｆｘ（Ｋ−１）　、　Ｆｙ（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ＦＪ）、Ｆ−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Ｆｘ　（Ｋ＋１　）　、Ｆｙ　（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ろる。

同期化メツセージの各々の時間期間は１／ｌ（ｔである。

本発明によれば、送信ホラグレー）（Ｈｔ）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ットワーク インターバル精度等における相殺条件によって決定する。

この送信ホラプレー）（Ｈｔ）ｆｔ用いてネッ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って、ＲＴＵによる１周波数の相関性を確保する。

受信ホラグレートは、後述するように式ｌによって規定されるように、送信ホッ 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、固有のる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によっ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。各メツセージはディジタルビッ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っ 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、ネッ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イム中に、最新受信周波数で受信したあらゆる信号をデ ィジタルビッ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によって利用でき、 これによって、その時間クロックの同期化をネッ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によって、　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、特定のに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において演鐸法によって既 知となると共に、送信ホップレートはＲＴＵ受信ホッゾレートより高くなるので 、受信デーエル（持続）時間は送信デュエルタイム（持続時間）より長くなる。

従って、送信された同期化メツセージのシーケンス期間の成る時間において、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によって、各周波数によっ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って、送信周波数および相関ワードがネットワ 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Ｃｋによって 規定される。ＲＴＵによっ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）シてこれの相対時間がネッ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→ 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 って、第３図で図示したように第１ｔ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受信器側で演鐸法によって既知となる。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によってネットワークタイムメ ツセージが２つの追加周波数Ｆｔｌ、Ｆｔ、で送信される。第１周波数Ｆｔ、で の第１メツセーゾには、前の同期化メツセージでのように、ＲＴＵによって相関 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Ｆｊ、がネッ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って規定される情報が含まれている。第２周波数Ｆｔ、の 第２メツセージ（同一の同期化コードワードによって規定された）には、ＭＯ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 ットされて、ネットワークタイムに対して同期化される。第１およびネットワー 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によっ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、プロトフ 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 ジを送信する時間および周波数Ｆｔ１を予測できる。

ＲＴＵによってプロトコールワードがデコードすることによって、ネットワーク 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Ｆｔ、およびＦｉ、で送信された情報を受信すると、ＲＴＵによってその 時間をＮＴＵの現在のインターバルに調整すると共に、ネットワークタイムの現 在のサブインターナショナルを規定する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、成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、情報全処理すると共に、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によってそ のＭタイマを７００にセッ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って容易に理解し得るものである。次に、このＲＴ Ｕ　ｌネットワークタイムと同期化すると共に、ネットワークを有する他の同期 化ユニッ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。

によって、ＲＴＵはネットワーク時間情報をＮＴＵによっ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ッセージのシ ーケンスを送信して、ＮＴＵによって受信する。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って規定された アイドル状態の周波数ＦＪ、Ｆ、ＧＯを選択的に受信するものと仮定ＲＴＵによ って維持された相対時間は十分に正確なものでなく、現在のネットワークタイム 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によって過去、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 ・々ル用のコードＣｋ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によって、３つのインターバルの各周波数ＦＸ （ＥＱおよびＦ、（Ｋ）で同期メツセージを、前述した放送モード用のＮＴＵ送 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ｏ）コールワードによって特定の送信が第１ｔりｔ；を 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。

従って、相対時間とネットワーク時間との間の時間の不確実性をカバーする几め に、ＲＴＵによって、ネットワーク時間インターバル用のコードＣｋに相当する Ｆ［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一対応するものである。この情報をすべて、ＲＴＵ によっ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つによって、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ＦＸ（イ）またはＦｙＯｏで行われた 場合に、このことによっ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って、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Ｃｋ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ｒｔ８．ｒｔ、 での２つのネッ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。同一タイマの情報をＮＴＵによって第５Ｃ図および第５ｄ図 に関連した放送モードに対する前述ドすると共に、その時間を調整してＮＴＵ時 間インターバルＴ１およびサラインターバルＴ１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って規定さ れた送信周波数Ｆｔ、で送信する。しかし乍ら、第２メツセージを現在のネット 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Ｆｔ、で送信する。これ は、第１メツセーゾがＲＴＵ用の情報を供給して、それの相対インターバルを現 在のネッ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１受動（／臂りシプ）＃モー１である。このモードにおいて 、アイドル状態で作動する・臂ツシブＲＴＵによって同期リクエストを受信する ｔ共に相関処理する。このリクエストは他のＲＴＵによって命令モードを介して 送信される。次に、このパッシブＲＴＵによって、ＮＴＵによって送信されたネ ッ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 上述したようにネットワーク時間に同期化する。実際上、この・９ツシプモード は放送および命令モードの組合せである。このパッシブ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０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って行われる。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、受信ホラグレートは以下の方程式１によって送信ホ ラグレートに関連付けられろ。

Ｈｒ≦Ｈ＞　／　（４Ｉ＋１　）　（１）ここでＩは現在のネットワークタイム 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ットを表わす。

上述した実施例では、Ｉ＝１であると共に、最大ホラグレートは、式１によれば Ｈｔ１５である。

ＲＴＵの同期化に必要な送信の長さＳｉは以下の式２によって規定される。

ＳＬ≧（８Ｉ＋６　）　／Ｈｔ　（２）本発明によれば、インターバルの最短持 続時間（Ｔｊ）をＳｔ／２にする必要があるが、任意に長くすることができる。

同期化メッセー−）を送信すべき周波数の数Ｍ（を式（３）によって記述すると 、Ｎｆ＝４Ｉ＋２　（３） −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）マたはマイナス（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。送信ホップレートが 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。

ネットワークに入力された多数のネットツーＣユニット（ＮＵ）による通信能力 は、アイドル状態を利用することによって維持されるが、通信相関ワー、ドを１ つのネットワークユニットによって送信した時に、このワードを、ネットワーク に入力されたすべてのユニットによっ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、このネットワークユニットは、送信しているネットワークによ るメツセージの受信準備がおよびＮＵからＮＵへの通信中に維持するようにする 。

受信、ネットワークホップレート（ｕｒ）を送信ネットワークホラグレー）（Ｈ ｔ）よりかなり遅く設定できるが、送信ホラグレー）（Ｈｔ）は常にネットワー クホッ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、従ってネッ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、このようにネッ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、ネットワークエントリ方法を利用して、更に速いレートで ホップするネットワークにエントリできるようにザポートする。

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、この速いホップ レートがサブインターバル値Ｍのみに依存するようになる。

通信を開始するために、同期化されたデバイスによっ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って受信確率を増大でき、これはフ ェージングやソヤミングのような現象によって悪影響を受けるようになる。

しかし乍ら、このネットワークを短かな通信同期プリアンプルで動作させること ができる。この理由は、時間不確実性をネットワークエントリプロセスによって 減少させられるからである。通信伝送が、すべてのネットワークユニットで演鐸 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によって決定すッセーソ”認識器またはコ ードと共に終了し、これは受信ユニットおよびメツセージが完了した信号によっ てデコー、ドされる。

本発明によって採用されたネットワークユニット（ＮＵ　）のブロックダイヤグ ラムを第６図に図示する。

このネットワークユニット（ＮＵ）Ｊ　ｏ　ｏにはトランシーバ１５５、周波数 発生器１５０、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、従来の周波数ホッピング通信デバイス中に設けられ ると共に、当業者にとっ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によって供給され た受信周波数制御信号によって規定されたｒｆ周波数で受信し比信号周波数を、 復調器１４０によって処理されるベースバンドレベルに低下式せる。

このトランクーパ１５５によって、変調器１４５によって供給された変調信号の 周波数ｔ−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 よって供給された送信周波数コントロール信号によって規定される。

復調器１４０によってトランシーバ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、これをディジタルプロ セッサ１１０または通信７’　ハイス１４２から供給されたデジタル信号に従っ て変調する。

周波数発生器１５０を利用してプロセッサ１１０から受信した周波数信号Ｃｋ′ ｆｔ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によって、変調器１４５によって処理すべき情、報ｒ−夕を 発生するが、またはネットワークユニット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ｙ’４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 イプによっ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。

ディジタルプロセッサ１１０にはコントローラＪ１２、相関器／デコーダ１１５ 、シンクロナイザ１２０、クロック１２５、ＰＮ発生器１３０．’：Ｉ−ドイン ターバル記憶エレメント１３５およびコントローラ１１２が設けられている。

相関器／７″コーダエレメント１１５によって次のような従来の比較機能を実行 する。即ち、復調器１４０から受信したディジタル信号のシーケンスをコートイ ンターバル記憶エレメント１３５によって供給されたディゾタル値の記憶された シーケンスに対−て比較を行なう、このエレメント１１５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、これによって受信したデータのビッ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 セスが各ビット毎に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によって、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、またはネットワーク時間送信 の場合において、適当なサブインターバルＴａｆｉ−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１１５ＶＣよってシンクロナイザ１２０に時間相 関信号を供給する。シンクロナイザ１２０によってこのデータを処理して、クロ ック１２５がライン１２ノ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、このシンセサイザ１２０によってクロック１ ２５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。

クロックエレメント１２５はネットワークユニットタイムを維持する。このクロ ックエレメントの特定形状はネットワークユニッ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ックエレメントを設けることは有効なこと で６Ｄ、これはリアルタイムクロックとして機能し、これによってリアルタイム 情報が得られるようになる。このクロッ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ット可能なタイマを設け、これによっ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。クロックデバイ スによって、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Ｎｖｅ−表わすものである。このようなりロックの動作を第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、このクロック１２５に、例えば 、ディジタルカウンタを設け、開始時間から、Ｔ１以内での経過インターバルの 数を計数する。クロック１２５の機能を実行する他の実施例は、当業者によって 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、これによって同期コードＣｋ を規定する数ま九はビッ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って決定される。同様なプロセスが ネットワーク中のすべてのＮＵによって採用される。演算プロセスの１つのパラ メータは、ＮＵによっ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、クロック１２５によって維持された初期状態値Ｎである。従って、同期化に 当って、Ｎ初期状態値によりてＰＮ発生器１３０によって発生させたコードを決 定する。通信に対して、このクロック１２５によってＭ値をＰＮ発生器１３０に 供給して、この発生器によって通信ビッ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、通信ホッピング周波数を決定する。従って、 ＰＮ発生器は、各インターバルの初期において、ＭおよびＮの値によって初期化 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′ｔ−介して発生器１ ３に結合し、これにはランダムアクセスメモリユニットが設けられており、これ によって過去、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１ ２０によって制御し、このエンメントによっ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、ディジタルプロセッサ１１０用のセントラルコントロ ールユニットカ設ｒｒｙうれている。このコントローラ１１２は通信デバイス１ ４２とインターフェイスすると共に、通信信号’（ｉ−ＰＮ発生器１’３０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、周波数ホッ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 によっ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によって通信ｒ）臂イス１４２を指令して、続いて通信デー タのバースト二夕すると共に処理するようにする。このデバイス１４２によって 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によって通信 信号ｆ！：ＰＮ発生器１３０に与えて、これによって、ＰＮ発生器が最新のＭお よびＮ値によっ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シーケンスをライフ１３１０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によっ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ってトランシーバ周波数をコントロールする。

ディジタルプロセッサＪ　Ｊ　Ｏｆ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、このプロセッサ１−ＩＱを複数個のディスクリートデ ィジタルデバイスとして実現でき、これには例えば、マイクロプロセッサ、コン ピュータ、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ッサデバイスが含まれる。

第７ａ−７ｃ図には、一般フローチャートが図示されておシ、本発明によるネッ トワークユニットの動作を図示している。このフロー・チャートによって前述し た３つの動作モードのすべてを図示されている。ステンｆｚ　ｏ　ｓにおいて（ 第７＆図）、ネットワークユニットのクロックを読取って相対ユニット時間を決 定する。決定ポイント２１０において、このユニットによってユニットタイムに 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、このクロックを 読取っ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 転移が起ったかどうかを決定する。この決定がイエスならば、次にステップ２１ ５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Ｃｋを発生させる。

ステップ２２０において、ユニッ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でせる。ステップ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Ｃｋを有する 各タイムおよび通信相関ワ・−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によってシーケンス 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ンプレート 条件の下で受信できる。即ち送信シーケンスをトラッキングできる。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ィングシー 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ヘ ブランチされて、ネットワークユニットがネットワークタイムを維持するユニッ トであるかどうかを決定する。この決定がｙｅｓであれば改に動作はポイン）Ａ （第７ｂ図）で開始するサブルーチンにブランチして、ネッ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（７ｃ図 ）にブランチ（分岐）してネットワークタイムメツセージを受信するようになる 。

ステップ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 行なって、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、ステップ２３２でネットワークユニットは送信ホップレート で通信信号を受信する。この信号の周波数はＰＮ発生器１３０によって発生させ た通信コードによって規定された周波数である。“エンドオブメッセーノ（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、ステラｆ２４５で送信したかどうかの決定 を行なう。もしＮＯならば、ステップ２５０ヘブランチされる。決定がｙａｓ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 ップ２４７でユニットによって送信ホッゾレー）　Ｈｔで、且つ、ＰＮ発生器で 発生てれた通信コードによっ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、ジインｌ−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ッｆ２５ノで変化させると 共に動作がステップ２０５に戻る。ポイント２４６での決定がネットワークタイ ム送信をリクエストしている場合には、次に、ステップ２５５でユニットによっ 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トメッセージの送信完了後 、ポイントＢ（第７Ｃ図）にブランチして、ネットワークタイム送信を受信する ようになる。

ｉ７ｂ図においてネッ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 。ステップ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 インターバル用ル定し、ここでリクエストが行われたことになる。決定ポイント ２７０に診いて、デコード結果が相関時間が現在のネットワークインターバル内 である場合にステツｆｚｓｏでＮＵは以下のよう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ットの相関時間がネットワークタイム（時間）に対し て過去の状態ならば、ステップ２８０でＮＵによって第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２ ７５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ットの 一時間が将来（Ｋ＋１）のネッ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。

ステップ２９２でＮＵによっ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ップ３００で８０ビツトメツセージにエンコードされ ると共に、ステツーｆ３８５で第２ネツトワークタイムメツセージ（第５ｄ図） を、ネッ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。次にネットワークタイムユニット用の動作がス テップ２０５に戻る（第７ａ図）。

第７ｃ図において、ネッ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ｆ２５５からステップ３１５ヘブランチされる（第７ａ 図）、ステップ３１５において、このユニットによって前述したようＫ、予期し た周波数およム時間で第１タイムメツセージを受信する。ステップ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ットの相対タイムインター バルがネッ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ｆ３４０へ直接移る。相対時間インターバルがネット 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 このユニットによってそのインターバルをインクレメントしてネットワークイン ターバルに対応させる。

この場合、このユニットによってステップ３００でインターバルクロックをイン クレメントし、次に、ステップ３４に移る。さもなければ、このユニットのイン ターバルクロックをステツｆ３３５でデクレメント（減少）させて、ステップ１ ４０に移る。

ステップ３４０において、このユニットによって第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。ステップ３４５において、このユニットによってこのＭ値 を採用してそのクロックを更新する。ステップ３５０において、このユニットは 同期化が達成されると共に、ネットワークをエントリーする。

第７ｄ図において、クロックデバイス１２５の動作が説明されており、ここでは リアルタイムクロックと、インターバルカウントＮｔ−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 。このクロックデバイスはステップ３６０で動作を開始する。ステップ３６２で リアルタイムクロックを読取って、相関リアルタイムを決定する。

ステップ３６４で、リアルタイムを処理して対応するＮ［を決定する。例えば、 Ｔ１が１秒であると、成る開始時刻、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。ステップ３６６でＭカウンタがゼロカウ ントから開始される。

ステップ３６８でＭカウンタの状態が読取られる。

決定ポイント３６ｏで最近のＭが、各インターバル中のサラインターバルの数、 Ｔｉ／Ｔａと比較される。この比較結果が肯定でられば、完全なインターバルが 経過すると共に、ステツｆ３７４でリアルタイムクロックを調整するので、リア ルタイムがインターバル転移と一致シ、ステップ３７６でＭカウンタがゼロにリ セットされる。

ステツｆｓｖｏでの比較結果が否定であれば、ステップ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ットワークユニットによって受信された かどうかを決定する。この決定がＮｏであれば、ステツｆ３６８に戻るようにな る。ステップ３７８でのユニットのメツセージによシ、インターバルがネットワ ークタイムインターどルと一致するようアドバイスするかどうかをチェックする 。Ｎｏであれば、このメツセージをステップ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ｆ３８６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ップ３８４でディクレメントする。

ステップ３８８で第２ネットワークタイムメッセ−ノを受信すると、Ｍ値をデコ ードする。ステップ３９０でＭカウンタを更新する。次にクロック動作をステラ ｆ３６８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。この例によってネットワ 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ットワークユニットヲ、ネットワークタイムの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 。

これによって同期時間を１４０ミリ秒にセットすると共に１式１で規定されたよ うに、２０　）ＩＰＳの最大受信ホップレートをセットする。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（ＴＩ　）および毎秒１ ００ホツプ（Ｈｐｓ）の送信ホップレート（Ｈｔ）である、１００ＨＰＳの送信 ホラプレー）（Ｈｔ）によって特定の周波数における各同期信号をｌＯミリ秒秒 間間送信することが要求でれる。ネットワークのインターバル精度（Ｔｃ）’ｅ １マイクロセカンド（μａｌｌ！ｅ）にセットする。８　ｋｂｉｔｍ　／　５ｅ ｃｏｎｄ　（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ャートに図示する。

Ｍ’ｔ　１０’となるまで演算する（Ｍは、サブインターバル精度Ｔａで割った インターバル期間Ｔ１である）。

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、８　ＫＢＰＳのデータレートを有する８ ビツトのインフォメーシ。

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 またけ第２の送信シーケンスセットを確認する（冗長送信セットを用いて、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）全カバーする必要が 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Ｃｋ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ビツトによってこのデータを送信できるかを決定 する。１６ビツトの悄＠金利用してこの情報を送信できるので、３ピツ）ｋ伝送 用の１６ビツトにコード化できる。

命令コード用に、ＲＴＵがネットワークに工ントリーヲ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 ルが採用されておシ、これによってに番目のインターバル用のコードＣｋｋ発生 する。従って、Ｋ−１番目のインターバル用のコードは相対的な１過去″のイン ターバルコードでおると共に、Ｋ　十Ｘ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 ′ｔｆｃ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 ッ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によって相関処 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ＴＶ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ＴＶがＴｗ（０）　、　ＴＶ　（ −１）　、　ＴＷ　（＋１　）として図示さノｔている。

遅延Ｔｖｒ（０）を図示するために、ＮＴＵは周波数Ｆｙ（Ｋ、）で相関関係を 有し、ＲＴＵの相対タイムインターバルＴｉ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は演縄法によって、１６個の送信の２ つのシーケンスが存在、シ、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によっ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、（０）が８０ミリ秒でらる後に、発生 する。

時間遅延’ｒｗ（ｘ）の第２の表示のために、ＮＴＵは第２シーケンスで周波数 Ｆｙ（Ｋ−１）で相関するようになる。このＮＴＵによって、周波数Ｆｙ（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’ｒｖｃ−ｉ）が４０ミリ秒であることを 決定する。

この遅延ＴＶ（＋１）の第３の表示に対して、ＮＴＵは周波数Ｆｙ（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（ＲＴ’Ｕ時間）対する周波数によってこのＮＴＵは第２シーケンスは相関 した送信、即ち、ＴＶ（＋１）＝Ｏの後に終了することを決定する。。

このｈＪＴＵは適当な時間（Ｔア）を待機し、次にＲＴＵによって受信された２ つのネットワー・−クメツセージに応答する。送信周波数Ｆ、Ｌ１、金、ＲＴＵ 時間基準を利用して選択する。この時間基準はＲＴＵ送信によって確立されたも のである。この第１メツセーソは、８０ビツト情報のｆ４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Ａられ ５るものである。これら１６ビツトによってＲＴＵがその最新のタイムインター パル状態を進行、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ゾを、現在のネットワークタイムインターバル 用のコードＣｊによって決定したような周波数Ｆｔ、とする。第２メツセージを ８０ビツトワードとしこれによってＭの値を決定し、る。このＲＴＵによってこ のデータをデコードすると共に゛、とのクロックを更新して、それ自身のネット ワーク同期化を確立する。

本例において、ＲＴＵがそのクロック精度を±１秒から±１μｌｅｅに、僅か１ ４０ミリ秒の同期期間によって変化させることができる。本例は命令モードラ表 わしたものであシ、ＲＴＵによって前述した放送またはパッシイープ方法による 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って、一般的な周波数ホッピングネットワークとして 利用でき、これによって急速なネッ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って、種々の伝送ｒ−タレート、時間の不確実 度、およびネッ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、周波数ホッ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めった。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、ネットワークのジャ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って非同期のユニットからの伝送 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 表的なネットワークユニットに採用してこれによっ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、等制約な急速 同期化が達成される。

ＲＴＵが一旦ネッ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 によってそれ自身の相対時間が連環的に再調整される。これによって、デバイス タイムがネッ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って、ソヤミングや妨害に対する通 信ネッ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、従来のピ ット同期化用に用いた相関ワードによっ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、同期化コードによって、アイドル状態周波数お よびネッ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ャルステラｆｔ−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、種稲の変更、追加等の処理が加え られ、当業者によって他の構成を容易に創作できるようになる。

時間 Ｆ／Ｇ、３ Ｆ／Ｇ、４ β’ｒ閲 スタート 特表昭６３−５０１６７７　（１７） 序・ｙｌ−２−２７４力ａ Ｆ／Ｇ、８ ４−一一−ＳＮＩ叉１Ｓ　□ 手続補正書坊式） ％式％ ２、発明の名称 高速周波数ホッピング時間同期化 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称　ヒユーズ・エアクラフト−カンパニー４、代理人 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号　ＵＢＥビル昭和６３年３月８日　（発送 日） ６、補正の対象 明細書及び請求の範囲の翻訳文（浄書したもの）国際調査報告 ＋＊＋ｕ＋＋＋＋＊ｗｌ　Ａ＠、に＋＋ｉｅｓ　ＩＩｓ、ＰＣＴ／υｓ　！１６ １０１８２４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．周波数ホッピング通信ネットワークにおける１つ、またはそれ以上の第１周 波数ホッ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）によって維持されたネットワーク時間（タイム）に同期させるに当り 、各デバイスにデバイスタイムを維持するクロック（１２５）を設け、この第１ デバイスタイムをネットワークタイムのＮＴｉ秒以内に正確に一致させる方法に おいて、 （ａ）アイドル状態の第１デバイス（２５）を、一組の受信周波数および受信ホ ップレートでｒｆ送信を受信するように作動させるステップと、ここでこの組の 周波数をＴｉ秒毎に更新された同期コードによって決定し；（ｂ）第２デバイス （２０）によって送信ホップレートの送信周波数で同期メッセージのシーケンス を送信するように作動させるステップと、この送信周波数を選択して、時間的不 確異性以内のすべてのアイドル状態受信周波数の送信組を有するようにし、同期 メッセージの各々に、第２デバイスによってネットワークタイムメッセージを送 信する時間および周波数を表わす情報を設け： （ｃ）前記第１デバイス（２５）によって、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ッセージを受信した時に、この情報メッセージを処理 して、前記ネットワークタイムメッセージの時間および周波数を予測するステッ プと； （ｄ）第２ネットワークデバイス（２５）によってネットワークタイムを規定す る前記ネットワークタイムメッセージを予め決められたネットワーク時間の精度 以内で送信するステップと、 （ｅ）第１ネットワークデバイス（２０）によって前記予測した時間および周波 数で前記ネットワークタイムメッセージを受信すると共に、それのクロックを前 記メッセージに依存して調整するようにしたことを特徴とする同期化方法。 ２．前記最大ホップレートを、（４Ｎ＋１）で割算した送信ホップレートより大 きくならないように選択したことを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。 ３．更に、同期化命令モードを設け、このモードのシーケンスのステップは； （ｆ）前記第２デバイス（２０）を第２７イドル状態で作動させ； （ｇ）第１デバイス（２５）によって前記送信周波数および送信ホップレートで 同期化リクエストメッセージのシーケンスを送信するように作動させ、このリク エストメッセージに、ネットワークタイムメッセージが要求されるタイムおよび 周波数を表示する情報を設け； （ｈ）前記第２デバイス（２０）によって、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ッセージが受信された時に、このメッセー ジを処理してリクエストされたタイムメッセージの時間と周波数とを予測すると 共に、このリクエストされたタイムメッセージを送信するようにし（ｉ）第１デ バイス（２５）によって、前記期待された時間および周波数で前記ネットワーク タイムメッセージを受信すると共に、そのクロックをこのメッセージに依存して 調整するように作動させるステップを設けたことを特徴とする請求の範囲第１項 記載の方法。 ４．更に、第３ネットワークュニトを同期化するパッシープモードを設け、この モードのシーケンスのステップは： （ｊ）前記第３ユニット（３）を前記アイドル状態で作動させ； （ｋ）前記第１デバイス（２５）からの同期リクエストメッセージの受信時にお いて、このメッセージを処理して前記第２デバイス（２０）によって送信された ネットワークタイムメッセージの予期した時間と周波数を予測するようにし； （ｌ）前記第３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 前記ネットワークタイムメッセージを受信すると共に、それのクロックを前記メ ッセージに依存して調整するようにしたステップ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ップを設け、この同期コ ードに、前記受信および送信周波数の組を規定するディジタルビットのシーケン スを設けたことを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。 ６．前記同期コード発生ステップに、演算処理によって乱数ビットシーケンスの 演算を設け、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．前記ステップ（ｃ）に、更に、第２デバイス（２０）を作動させて同期メッ セージの冗長シーケンスを送信する動作を設けたことを特徴とする請求の範囲第 １項記載の方法。 ８．更に、通信モードを設け、このモードのステップには： （ｆ）第１デバイスのクロック（１２５）がネットワークタイムに同期されてい る場合に、前記デバイスの１つを作動させるステップと、これによって、それぞ れ第１および第２デバイスと、前記送信ホップレートで知られている通信コード によって規定された各々の通信周波数で通信メッセージのシーケンスを送信する ようにし； （ｇ）前記デバイスの他のデバイス（２５，３０）を作動させるステップとが設 けられ、前記通信コードによって規定された通信周波数で受信すると共に、送信 ホップレートで前記通信メッセージを受信するようにしたことを特徴とする請求 の範囲第１項記載の方法。 ９．前記同期メッセージの各々に、プロトコールディジタルワードを設け、この ワードによって前記シーケンスで同期メッセージの位置を規定し、更に、それぞ れのコードでこのメッ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請求の範囲第１項記載の方法。 １０．前記ステップ（ｃ）で実行される同期化メッセージの処理に時間の予測を 採用し、この予測時間にかいて、前記メッセージシーケンスが終了し、更に、各 コード情報から、前記ネットワークタイムメッ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請求の範囲第９項記載のシステム。 １１．第１１周波整ホッピングテパイス（２５）を第２周波数ホッピングデバイ ス（２０）に同期させる方法において、 （ａ）インターパルクロック手段（１２５）を有するデバイスを設けて、開始時 間から期間Ｔｉの経過時間インターパルの数Ｎを計数し、更に、サブインターバ ルクロック手段を設けて、所定インターパル以内で期間Ｔａの経過時間のインタ ーパルの数Ｍを計数するステップと； （ｂ）同期コードを発生させるステップと、このコードには、各デバイス用のイ ンターパルカウンタの最新状態に依存してディジタルビットのシーケンスが包含 され、このコードによって時間相関ワード、一組のアイドル状態周波数と一組の 送信周波数を規定し；（ｃ）第１デバイス（２５）をアイドル状態で作動させて 、ホッ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、インターパルタイマの現在のＮ値用のコードによっ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ップと；（ｄ）第２デバイス（２０）を作動さ せるステップと、これによってすべてのアイドル状態周波数のすべての送信セッ トで同期メッ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 ックの最新インターパ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、この同期メッセージに、時間および周波数を表示する各コードと 情報とによっ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デバイスによってネットワークタイムメッ　セージを送信するようにし、 （ｅ）相関性が前記第１デバイス（２５）によって受信された信号と、相関ワー ドとの間で達成された時に、第１デバイスを作動させて前記ネットワークタイム の時間と周波数とを予測するステップと；（ｆ）前記第２デバイス（２０）によ って、ネットワークタイムを表わすＭとＮ値を規定するネットワークタイムメッ セージを送信するステップと；（ｇ）第１デバイス（２５）を作動させて、前記 ネットワークタイムメッセージを受信すると共に、前記メッ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デバイスによって維持された時間に同期 するステップとを設けたことを特徴とする同期方法。 １２．前記コードによっ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ップと；（ｉ）前記デバイス（３０ ）の他方を動作させるステップと、これによってネットワークホップレートで通 信初期化メッ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ッセー ジの１つとを発生し、この初期化メッセージに前記通信相関ワードと、通信メッ 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、インターパ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、通信メッセージを送 信ホップレートでそれぞれ送信および受信するステップとを具えたことを特徴と する請求の範囲第１１項記載の方法。 １３．ディジタルデータで変調されたｒｆ信号を周波数受信コントロール信号に よって決定した受信周波で受信するようにしたトランシーパ（１５５）と、この トランシーパ（１５５）によって、ディ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って決めたｒｆ送信周波数で送信するようにし；このト ランシーパ（１５５）に結合され、受信した信号をディジタルビットストリーム に復調する復調器（１４０）と； このトランシーパ（１５５）に結合され、前記入力信号をこのトランシーパに供 給するように構成した変調器（１４５）と； このトランシーパに結合され、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パに供給する周波数 発生器（１５０）と； ディジタルプロヒッサ（１１０）とを具え、このプロセッサには； タイム信号を供給するクロックエレメント（１２５）と； 前記復調器（１４０）に結合され、前記ディジタルビットストリームと相関ワー ドとを相関させると共に、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； 前記クロッ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 ィ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ィジタルメモリエ レメント（１３５）と：更に、前記相関器（１１５）、クロック（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ッサ（１２０）と を具え、このシンクロナイザプロセッサ（１２０）は前記デコーダ信号に応答し て、クロックコントロール信号を発生し、これによって前記クロック状態を進ま せたり、還らせ更に、前記メモリコントロール信号を発生して、受信したネット ワークタイムメッ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ッピング通信デバイス。 １４．第１周波数ホッピング通信デバイス（２５）を第２周波数ホッピング通信 デバイス（２０）に同期させるに当り、これら第１，第２通信デバイス（２５， ２０）を時間期間Ｔに亘って周波数ポッビ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パルに分割し、ここで タイムインターパルの時間ＴｉをＴ／Ｎとし； ｂ．このタイムインターパルを、Ｍ＝Ｔｉ／Ｔａの関係で持続期間ＴａのＭ個の サブインターバルに分割し、ｃ．各デバイスに、デバイス時間を維持するための クロック手段（１２５）を設け、ここで、この各クロック手段（１２４）によっ て維持される時間を、他のデバイスによって維持された時間のＴｉ秒に正確に合 せ、ｄ．各タイムインターパル中に利用する同期コードを設けこのコードによっ 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 タイムインターパル中で使用し、 ｅ．第１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ッ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パルＴｉに相当する同期コードを有する相関ワードと、受信 メッセージとの間の相関機能を実行し、 ｆ．第２デバイス（２０）を動作させることにより、このデバイスによって維持 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パル用の各コード によって規定された受信周波数で同期メッセージのシーケンスを送信し、これら メッセージの各々に、前記各コードおよび情報によっ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、メッ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 らメッセージは受信ホップレートより大きな送信ホップレートで発生され、 ｇ．第１デバイス（２５）を、受信メッ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デバイス（２５）によって、前記相対位置情報を処理することによって 予測した時間および周波数で時間メッセージを受信するように設定し、ｉ．第２ 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、タイムメッセージを送信し、このタイムメッセージにタィムインターパ ルＴｉとサブインターバルＴａを規定するデータを設け、これらインターパルに 第１デバイスによって維持された時間をセットするようにし、更に、ｊ．第１デ バイス（２５）によって、前記メッセージを受信すると共に、それのクロック（ １２５）をタイムメッセージで表わされたタイムインターパルおよびサブインタ ーバルに調整するように作動させるステップを具えたことを特徴とする同期方法 。 １５．最大受信ホップレートを、値（４Ｎ＋１）によって分割した送信ホップレ ートより大きくない値に選択したことを特徴とする請求の範囲第１４項記載の方 法。