(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランシーバを用いる方法であって、該トランシーバの変調技術は周波数変調であり、該トランシーバは周波数−ホッピングＣＤＭＡ送信および直接−シーケンスＣＤＭＡ送信の両方に適しており、実際の送信モードは該周波数−ホッピングＣＤＭＡ送信および該直接−シーケンスＣＤＭＡ送信の両方の間で切り替え可能であり、該直接−シーケンスＣＤＭＡ送信中には、
Ｌ個の第２のバイナリデータ符号の列を第１のデータ符号ｄｎの列の各データ符号に割り当てることとであって、第２のデータ符号のＬ個の要素列は、該直接−シーケンスＣＤＭＡ送信の関連で用いられるチップシーケンスに対応する、ことと、
該第２のデータ符号のシーケンスを含む信号を該トランシーバによって周波数変調することと
が実行される、方法。
【請求項２】
前記トランシーバを用いて、ガウス周波数偏移変調法により変調された信号を送受信することを包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
バイナリデータ符号および２値を有するデータ符号のうちの１つとして前記第１のデータ符号を形成することを包含し、第１のデータ符号値に割当てられたＬ個の第２のデータ符号を含む列がＣn,ν，ν＝０，．．．，Ｌ−１として参照されることを前提として、第２のデータ符号値には列１−Ｃn,νが割当てられる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
２．４ＧＨｚの周波数帯において信号を送受信するように前記トランシーバを設定することを包含する、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、スペクトルを拡張する方法を用いてコード化された信号に対する、特に、直接シーケンス（Ｄｉｒｅｃｔ−Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）ＣＤＭＡ法を用いてコード化された信号に対する周波数変調に基づくトランシーバの使用に関する。
【０００２】
産業部門、医療部門または科学部門で使用するために、ＩＳＭ周波数帯（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ−Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ−Ｍｅｄｉｃａｌ＝産業科学医療）は、世界的に２．４ＧＨｚで使用可能である。この周波数帯には、ＦＣＣ（Ｆｅｄｅｒａｌ−Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ−Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ＝連邦通信委員会）によって発行された指針を遵守して、拡張スペクトル技術（Ｓｐｒｅａｄ−Ｓｐｅｃｔｒｕｍ−Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）を用いてアクセスされ得る。例えば、この場合、ＩＳＭ周波数帯を利用して測定値を伝送するための、コードレス電話、または無線伝送に基づく電気通信システムが実現され得る。
【０００３】
ＩＳＭ周波数帯を利用するシステムについては、主に、ＤＳ−ＣＤＭＡ（Ｄｉｒｅｃｔ−Ｓｅｑｕｅｎｃｅ−Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ＝直接シーケンス符号分割多重アクセス）またはＦＨ−ＣＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｈｏｐｐｉｎｇ−Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ＝周波数ホッピング符号分割多重アクセス）が無線チャネルへのアクセス方法として用いられる。変調方法としては、通常、ＤＳ−ＣＤＭＡを有するシステムにおいてはＰＳＫ変調（Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔ−Ｋｅｙｉｎｇ−Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ＝位相偏移変調）、ＦＨ−ＣＤＭＡを有するシステムにおいてはＦＳＫ変調（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｓｈｉｆｔ−Ｋｅｙｉｎｇ−Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ＝周波数偏移変調）が用いられる。
【０００４】
すでに市場に存在する多くのコードレス電気通信システムにおいて、例えば、ＤＥＣＴ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｏｒｄｌｅｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ＝デジタル強化コードレス通信）、ＷＤＣＴ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｒｄｌｅｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ＝世界規模デジタルコードレス通信）が用いられ、またはブルートゥースシステムの場合、これに対して、ＧＦＳＫ変調（Ｇａｕｓｓｉａｎ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｓｈｉｆｔ−Ｋｅｙｉｎｇ＝ガウス周波数偏移変調）に基づくトランシーバ（送信機／受信機）が用いられる。ＧＦＳＫ変調は、ＦＳＫ変調の特殊な形態であり、例えば、０．５の所与の帯域記号持続時間生成物（Ｂａｎｄｂｒｅｉｔｅ−Ｓｙｍｂｏｌｄａｕｅｒ−Ｐｒｏｄｕｃｔ）Ｂ・Ｔを有するガウスのローパスフィルタは、ベースバンドプレフィルタリングのために用いられる。ＧＦＳＫを用いて変調された信号は、固定エンベロープ（ｋｏｎｓｔａｎｔｅ  Ｅｉｎｈｕｅｌｌｅｎｄｅ）を有し、これによって、有利にも、簡単な送信強化器（Ｓｅｎｄｅｖｅｒｓｔａｅｒｋｅｒ）が使用され得る。しかしながら、例えば、ＤＳ−ＣＤＭＡアクセス法はＰＳＫ変調法を必要とするので、このような電気通信システムは、ＤＳ−ＣＤＭＡアクセス法には適切ではない。従って、ＤＳ−ＣＤＭＡアクセス法を使用するためのそのような電気通信システムの場合、再び、ＦＳＫ変調に適切ではない、ＰＳＫ変調法に適切なトランシーバが使用される必要がある。
【０００５】
従って、本発明は、ＧＦＳＫ変調法のために設計されたトランシーバをＤＳ−ＣＤＭＡアクセス法に適用することを可能にする方法を提供するという課題に基づく。
【０００６】
この課題は、請求項１の特徴を有する方法によって解決される。発明による方法の広範囲な改良点は、従属請求項から明らかになる。
【０００７】
本発明は、スペクトルを拡張する方法に用いられるチップシーケンスを、周波数変調を用いて伝送される第１のデータ符号によってコード化するという考え方に基づく。それぞれのチップシーケンスは、再び、複数の第１のデータ符号からの１つのデータ符号、つまりスペクトルを拡張する方法を用いて伝送される本来のデータからの１つのデータ符号を表す。これによって、周波数変調信号の送信および受信にとって指定されたトランシーバは、回路技術上の変更なしに、スペクトルを拡張する方法を用いてコード化された信号に用いられ得る。このようなトランシーバは、例えば、ＤＥＣＴシステム、ＷＤＣＴシステム、ＳＷＡＰシステムまたはブルートゥースシステムにおいて用いられる。しかしながら、この場合、使用可能な伝送速度は、１／Ｌに低減されることを甘受しなければならない。なぜなら、チップシーケンス持続時間はＬ・Ｔｂｉｔであり、チップシーケンスによって、正確に持続時間Ｔｂｉｔの第１のデータ符号がコード化されるためである。低減されたデータ速度によって、本発明は、特に、ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ−Ｄｕｐｌｅｘ＝時間分割多重化）音声接続（ｓｐｅｅｃｈ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）を用いるコードレス電話に、または低いデータ速度を有する測定値を伝送するために適切である。
【０００８】
好適には、トランシーバは、ガウス周波数偏移変調法を用いて変調される信号を送信し、かつ受信する。この変調方法は、例えば、コードレス電話の場合、ＤＥＣＴ標準によって用いられ、それゆえ、広範で安価な送受信ステージで実行可能である。
【０００９】
第１のデータ符号は、好適には、バイナリデータ符号または２進データ符号であり、これによって、第１のデータ符号の１つｄnに割当てられた列は、そのデータ符号の値次第で、ν＝０、．．．、Ｌ−１のとき、Ｃn、νまたは１−Ｃn、νの形式で表され得る。
【００１０】
スペクトルを拡張する方法を用いてコード化された信号は、好適には、直接シーケンスＣＤＭＡ法を用いてコード化される。これによって、ＧＦＳＫ法によって作動するトランシーバは、大きな出費を伴うことなく用いられ得る。
【００１１】
代替的で好適な使用において、トランシーバは周波数ホッピングに適切であり、スペクトルを拡張する方法を用いてコード化された信号は、周波数ホッピングＣＤＭＡ法（ＦＨ−ＣＤＭＡ）を用いてコード化される。これによって、ＤＳ−ＣＤＭＡによってコード化された信号、およびＦＨ−ＣＤＭＡによってコード化された信号を適用する可能性が生じる。このようなトランシーバは、その後、送信するべき信号、および受信された信号のコード化に対応して切換えられる。
【００１２】
好適には、トランシーバは、ＩＳＭ周波数帯（ＩＳＭ帯：Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ−Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ−Ｍｅｄｉｃａｌ−Ｂａｎｄ＝産業科学医療帯）における信号を送信し、かつ受信する。例として、ここでは、産業、科学および医療における使用に関する連邦通信委員会によって認可され、例えば、無線によって測定値を伝送するために用いられ得る２．４ＧＨｚ周波数帯について述べられる。
【００１３】
例えば、トランシーバには、開ループ原理によって作動するＤＥＣＴシステムまたはＷＤＣＴシステムからの送信機が用いられ得る。あるいは、例えば、ΣΔ変調された分数Ｎプル周波数合成器等の閉ループ原理によって作動する送信機も用いられ得る。
【００１４】
さらなる利点および適用可能性は、本発明の実施例の、図面と関連させた以下の記述から明らかである。
【００１５】
図１において示された受信機は、雑音の少ない強化器２（ＬＮＡ：Ｌｏｗ−Ｎｏｉｓｅ−Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）を用いて、高周波受信信号１をエンハンスメント（ｖｅｒｓｔａｅｒｋｔ）し、エンハンスメントされた受信信号のＩ成分およびＱ成分を第１の乗算器３および第２の乗算器４にそれぞれ供給する。第１の乗算器３は、受信信号１からベースバンド受信信号を取得するために、供給された信号（Ｉ成分）を、搬送周波数５を用いて乗算する。第２の乗算器４は、同様に受信信号１からベースバンド受信信号を取得するために、第２の乗算器４は、供給された信号（Ｑ成分）を搬送周波数６を用いて、同様に乗算する。
【００１６】
このようにしてベースバンド受信信号に「下方へ混合された」（ｈｅｒｕｎｔｅｒｇｅｍｉｓｃｈｔ）受信信号成分は、ベースバンド受信信号をデジタル化するのに標本化定理を満たすために、それぞれ、第１のアンチエイリアシングフィルタ７に、および第２のアンチエイリアシングフィルタ８に供給される。
【００１７】
第１のアナログデジタル変換器１１および第２のアナログデジタル変換器１２によって、ローパスフィルタリングされた信号がデジタル化され、その信号の周波数でシフトされ、フィルタリングされ、差動復調器に供給される。あるいは、差動復調器の代わりに、ＤＥＣＴシステムまたはＷＤＣＴシステムで用いられるアナログ式のＦＭ復調器も、リミッタ弁別器原理によって用いられ得る。しかしながら、この場合、アナログ式のＦＭ復調器の非線形性が原因で、妨害信号抑制の際の損失が考慮され得る。
【００１８】
周波数変換器は、第３の乗算器１３〜第６の乗算器１６まで、ならびに第１の加算器１７および第２の加算器１８を有する。第３の乗算器１３および第４の乗算器１４は、第１の制御信号９で供給されたデジタル化された信号を乗算し、これと平行して、第５の乗算器１５および第６の乗算器１６は、第２の制御信号１０で供給されたデジタル化された信号を乗算する。第１の制御信号９および第２の制御信号１０は、バイナリ伝送信号を生成するために用いられる、受信信号の基礎となる送信機内の伝送信号を変調する際の２つの信号成分に対応する。第３の乗算器１３の出力信号および第５の乗算器１５の出力信号、または第４の乗算器１４の出力信号および第６の乗算器１６の出力信号は、第１の加算器１７によって、または第２の加算器１８によって加算され、第１のフィルタ１９または第２のフィルタ２０にそれぞれ供給される。
【００１９】
第１のフィルタ１９および第２のフィルタ２０は、復調された信号をフィルタリングし、これらの信号を後処理装置２１に供給し、この装置は両方の信号を正規化し、一緒にする。後処理装置２１の出力信号は、乗算器２２、これに並列して配置される遅延構成要素２３、および共役複素（Ｋｏｎｊｕｇｉｅｒｔ−Ｋｏｍｐｌｅｘ）を形成するための下流接続された要素２４から構成される差動復調器に供給される。要素２４の出力信号は、同様に、乗算器２２に供給され、後処理装置２１の出力信号を用いて乗算される。第７の乗算器２２の出力信号は、供給された信号から虚数部分をフィルタリングする虚数部分生成器２５に供給される。
【００２０】
以下において、本発明による使用が簡単な実施例で説明される。
【００２１】
バイナリデータ符号ｄn∈｛０，１｝は、ＤＳ−ＣＤＭＡの場合、チップＣn,ν∈｛０，１｝を有するチップシーケンス＜Ｃn,0、．．．、Ｃn,L-1＞を用いてコード化される。この場合、チップシーケンスは長さＬを有する。バイナリデータビットｄn＝１は、チップシーケンス＜Ｃn,0、．．．、Ｃn,L-1＞の発信によって伝送され、およびバイナリデータビットｄn＝０は、反転されたチップシーケンス＜１−Ｃn,0、．．．、１−Ｃn,L-1＞の発信によって伝送される。ＩＳＭ周波数帯の範囲内でのコードレス電気通信システムにおける、このようなチップシーケンスの使用は、狭帯域の妨害信号を抑制するために利用され、この妨害信号は、広帯域のＣＤＭＡ法の場合、Ｆ／ＴＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ／Ｔｉｍｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ−Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ａｃｃｅｓｓ＝周波数／時間分割多重アクセス）等の狭帯域のアクセス方法の場合よりも妨害的影響が少ない。考え得る妨害信号を回避するため、またはこれを抑制するために、ＩＳＭ帯を利用する電気通信システムによって実現されるべき、妨害信号を抑制するための最小処理ゲイン（Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｇａｉｎ）がＦＣＣによって決定される。ＦＣＣによって予め与えられた最小処理ゲインを遵守して、トランシーバは、ＤＳ−ＣＤＭＡアクセス法の（Ｇ）ＦＳＫ変調方法を用いて変調された信号に適用され得る。
【００２２】
そのためには、（Ｇ）ＦＳＫを用いて変調された信号のビットｄ’kを上述のチップシーケンスのチップに割当てるだけであり、すなわち、ｋ＝ｎ・Ｌ＋νのとき、バイナリデータビットｄn＝１に対してｄ’k＝Ｃn,ν、およびバイナリデータビットｄn＝０に対してｄ’k＝１−Ｃn,νである。従って、（Ｇ）ＦＳＫを用いて変調された信号のビットレート１／Ｔ’ｂｉｔは、チップビットレートＴchipに対応する。この簡単な描写によって、ＤＳ−ＣＤＭＡシステムは実現され得る。従って、（Ｇ）ＦＳＫシステムの、ガウスのローパスフィルタの帯域持続時間積Ｂ・Ｔ’ｂｉｔは、結果として同様にＤＳ−ＣＤＭＡシステムにも適用される。結果として生じるＤＳ−ＣＤＭＡシステムのビットレート１／Ｔｂｉｔは、チップシーケンスの長さＬの分だけ低減された（Ｇ）ＦＳＫシステムのビットレート１／Ｔ’ｂｉｔに対応し、すなわち１／Ｔｂｉｔ＝１／（Ｔ’ｂｉｔ・Ｌ）である。
【００２３】
（Ｇ）ＦＳＫを用いて変調された信号のビットｄ’kの検出等の判定が困難な場合、受信機におけるチップＣn,νの検出が行なわれる。送信されたビットｄn＝１またはｄn＝０についての決定は、この場合、受信機において、受信されたチップシーケンスを、ビットｄn＝１の妨害されないチップシーケンス＜Ｃn,0、．．．、Ｃn,L-1＞、およびビットｄn＝０の＜１−Ｃn,0、．．．、１−Ｃn,L-1＞と比較することによって行なわれる。あるいは、高い精度で利用可能な復調器の出力信号の場合には、判定は容易になり得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明に従って使用するためのトランシーバの受信機の構造を示す。
【図１】
0003714907.tif 000002