(57)【要約】  本発明は、情報を搬送する無線信号を受信するように構成された方法および受信機に関し、無線信号は、少なくとも3つの異なるサブキャリア(f1、f2、f3)を有する全周波数帯域(f1からf6)を備える。受信機は、第1の時間期間(Thop1)の間に、無線信号の第1の部分を搬送する第1のマルチトーン信号(101)を受信することであって、前記第1のマルチトーン信号は同時に受信される第1および第2のサブキャリア(1101、1102)を備える、受信することと、第1および前記第2のサブキャリア(1101、1102)間の第1の位相差(Φ21=Φ2-Φ1)を決定することとを行うようにさらに構成される。受信機は、第2の時間期間(Thop2)の間に、無線信号の第2の部分を搬送する第2のマルチトーン信号(102)を受信することであって、前記第2のマルチトーン信号(102)が、同時に受信される第2および第3のサブキャリア(1102、1103)のサブキャリアを備える、受信することと、第2および第3のサブキャリア(1102、1103)間の第2の位相差(Φ32=Φ3-Φ2)を決定することとを行うようにさらに構成される。本発明によれば、受信機は、第1の位相差(Φ21=Φ2-Φ1)および第2の位相差(Φ32=Φ3-Φ2)を使用して、第1および第3のサブキャリア(1101、1103)間の位相差を決定するように構成される。
2019536340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報を搬送する無線信号を受信するように構成された受信機であって、前記無線信号が、少なくとも3つの異なるサブキャリアf1、f2、f3を有する全周波数帯域f1からf6を備え、
前記受信機が、
第1の時間期間Thop1の間に、前記無線信号の第1の部分を搬送する第1のマルチトーン信号(101)を受信することであって、前記第1のマルチトーン信号が、同時に受信される第1および第2のサブキャリア(1101、1102)を備える、前記受信することと、
前記第1および前記第2のサブキャリア(1101、1102)間の第1の位相差Φ21=Φ2-Φ1を決定することと、
第2の時間期間Thop2の間に、前記無線信号の第2の部分を搬送する第2のマルチトーン信号(102)を受信することであって、前記第2のマルチトーン信号(102)が、同時に受信される前記第2および第3のサブキャリア(1102、1103)を備える、前記受信することと、
前記第2および前記第3のサブキャリア(1102、1103)間の第2の位相差Φ32=Φ3-Φ2を決定することと、
前記第1の位相差Φ21=Φ2-Φ1および前記第2の位相差Φ32=Φ3-Φ2を使用して、前記第1および前記第3のサブキャリア(1101、1103)間の位相差を決定することと
を行うようにさらに構成される、受信機。
【請求項２】
情報を搬送する無線信号を受信するように構成された受信機であって、前記無線信号が、少なくとも3つの異なるサブキャリアf1、f2、f3を有する全周波数帯域f1からf6を備え、
前記受信機が、
第1の時間期間Thop1の間に、前記無線信号の第1の部分を搬送する第1のマルチトーン信号(101)を受信することであって、前記第1のマルチトーン信号が、同時に受信される第1および第2のサブキャリア(1101、1102)を備える、前記受信することと、
前記第1のマルチトーン信号(101)の前記第1および前記第2のサブキャリア(1101、1102)間の第1の位相差Φ21=Φ2-Φ1を決定することと、
第2の時間期間Thop2の間に、前記無線信号の第2の部分を搬送する第2のマルチトーン信号(102)を受信することであって、前記第2のマルチトーン信号(102)が、同時に受信される前記第1および前記第2のサブキャリア(1101、1102)のうちの1つと第3のサブキャリア(1103)とを備える、前記受信することと、
前記第2のマルチトーン信号(102)の前記第1および前記第2のサブキャリア(1101、1102)のうちの1つと、前記第3のサブキャリア(1103)との間の第2の位相差Φ32=Φ3-Φ2を決定することと、
前記第1および前記第2のマルチトーン信号(101、102)の前記位相差Φ21およびΦ32を関係付けることによって、前記無線信号の位相可干渉性を再構築することと
を行うようにさらに構成される、受信機。
【請求項３】
前記受信機が、前記第1および前記第2のマルチトーン信号(101、102)の前記位相差Φ21およびΦ32を関係付けることによって、前記無線信号の位相可干渉性を再構築するように構成される、請求項1に記載の受信機。
【請求項４】
前記無線信号が複数のマルチトーン信号(101から105)を備え、各マルチトーン信号(101から105)が、少なくとも1つの相互サブキャリアf1からf6によって少なくとも1つのさらなるマルチトーン信号(101から105)と関係付けされている、請求項1から3のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項５】
前記第1のマルチトーン信号(101)の少なくとも前記第1および前記第2のサブキャリア(1101、1102)が、送信の時点で既知の位相関係を備える、請求項1から4のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項６】
前記第1のマルチトーン信号(101)の前記第1および前記第2のサブキャリア(1101、1102)間の相対スペクトル間隔が、前記第2のマルチトーン信号(102)の前記第2および前記第3のサブキャリア(1102、1103)間の相対スペクトル間隔に等しい、請求項1から5のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項７】
前記受信機が、時間領域において、前記第1のマルチトーン信号(101)の直後に、前記第2のマルチトーン信号(102)を受信するように構成される、請求項1から6のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項８】
前記受信機が、第3の時間期間Thop3の間に、前記無線信号の第3の部分を搬送する第3のマルチトーン信号(103)を受信するように構成され、前記第3のマルチトーン信号(103)が、同時に受信される前記第3および第4のサブキャリア(1103、1104)を備え、前記受信機が、前記第3および前記第4のサブキャリア(1103、1104)間の第3の位相差Φ43=Φ4-Φ3を決定し、前記第1、前記第2、および前記第3の位相差Φ21、Φ32、Φ43を使用して前記第1および前記第4のサブキャリア(1101、1104)間の位相差を決定するようにさらに構成される、請求項1から7のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項９】
前記第1のマルチトーン信号(101)の前記第1および前記第2のサブキャリア(1101、1102)間の相対スペクトル間隔が、前記第2のマルチトーン信号(102)の前記第2および前記第3のサブキャリア(1102、1103)間の相対スペクトル間隔に等しく、また前記第3のマルチトーン信号(103)の前記第3および前記第4のサブキャリア(1103、1104)間の相対スペクトル間隔に等しい、請求項8に記載の受信機。
【請求項１０】
前記第2のマルチトーン信号(102)が前記第1のマルチトーン(101)の直後に受信され、前記第3のマルチトーン信号(103)が前記第2のマルチトーン(102)の直後に受信されるように、前記受信機が、時間領域において、前記第1、前記第2、および前記第3のマルチトーン信号(101、102、103)を連続して受信するように構成される、請求項8または9に記載の受信機。
【請求項１１】
前記マルチトーン信号(101、102、103)がランダム化されたシーケンスで受信されるように、前記受信機が、時間領域において、前記第1、前記第2、および前記第3のマルチトーン信号(101、102、103)を非連続的に受信するように構成され、前記受信機が、前記第1、前記第2、および前記第3のマルチトーン信号(101、102、103)の受信後に前記第1および前記第4のサブキャリア間の前記位相差を決定するように構成される、請求項8または9に記載の受信機。
【請求項１２】
前記全周波数帯域f1からf6における前記少なくとも3つの異なるサブキャリアf1、f2、f3間のスペクトル周波数間隔が等しく、1つのマルチトーン信号(101から105)に含まれる前記サブキャリア(110x)間の相対スペクトル間隔が、前記全周波数帯域f1からf6の前記スペクトル周波数間隔の整数倍である、請求項1から11のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１３】
前記第1のサブキャリア(1101)の前記周波数f1が前記第2のサブキャリア(1102)の前記周波数f2より高く、前記第2のサブキャリア(1102)の前記周波数f2が前記第3のサブキャリア(1103)の前記周波数f3より高い、請求項1から12のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１４】
前記受信機がどんなマルチトーン信号も受信しない無信号サブキャリアとして、前記受信機が、前記全周波数帯域f1からf6内の少なくとも1つのサブキャリアf3、f4を選択するように構成される、請求項1から13のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１５】
前記受信機が、前記無線信号を受信する前に前記無信号サブキャリアf3、f4を選択するか、または前記無線信号の前記受信中に、適応的に前記無信号サブキャリアf3、f4を選択するように構成される、請求項14に記載の受信機。
【請求項１６】
情報を搬送する無線信号を受信するように構成された受信機であって、前記無線信号が、少なくとも3つの異なるサブキャリアf1、f2、f3を有する全周波数帯域f1からf6を備え、
前記受信機が、
第1の時間期間Thop1の間に、前記無線信号の第1の部分を搬送する第1のマルチトーン信号(101)を受信することであって、前記第1のマルチトーン信号(101)が、同時に受信される第1および第2のサブキャリア(1101、1102)を備える、前記受信することと、
前記第1および前記第2のサブキャリア(1101、1102)間の第1の位相差Φ21=Φ2-Φ1を決定することと、
第2の時間期間Thop2の間に、前記無線信号の第2の部分を搬送する第2のマルチトーン信号(102)を受信することであって、前記第2のマルチトーン信号(102)が、同時に受信される前記第1および第3のサブキャリア(1101、1103)を備える、前記受信することと、
前記第1および前記第3のサブキャリア(1101、1103)間の第2の位相差Φ31=Φ3-Φ1を決定することと
を行うようにさらに構成される、受信機。
【請求項１７】
前記受信機が、前記第1および前記第2のマルチトーン信号(101、102)の前記位相差Φ21およびΦ32を関係付けることによって、前記無線信号の位相可干渉性を再構築するように構成される、請求項16に記載の受信機。
【請求項１８】
前記無線信号が複数のマルチトーン信号(101から105)を備え、各マルチトーン信号が、少なくとも1つの相互サブキャリアf1からf6によって少なくとも1つのさらなるマルチトーン信号(101から105)と関係付けされている、請求項16または17に記載の受信機。
【請求項１９】
前記第1のマルチトーン信号(101)の少なくとも前記第1および前記第2のサブキャリア(1101、1102)が、送信の時点で既知の位相関係を備える、請求項16から18のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項２０】
前記全周波数帯域f1からf6における前記少なくとも3つの異なるサブキャリアf1、f2、f3間のスペクトル周波数間隔が等しく、前記第1のマルチトーン信号(101)に含まれる前記第1および前記第2のサブキャリア(1101、1102)間の相対スペクトル間隔が、前記第2のマルチトーン信号(102)に含まれる前記第1および前記第3のサブキャリア(1101、1103)間の相対スペクトル間隔とはちょうど1つのスペクトルサブキャリア間隔だけ異なる、請求項16から19のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項２１】
前記全周波数帯域f1からf6における前記少なくとも3つの異なるサブキャリアf1、f2、f3間のスペクトルサブキャリア間隔が等しく、前記第1のマルチトーン信号(101)に含まれる前記第1および前記第2のサブキャリア(1101、1102)間の相対スペクトル間隔が、前記第2のマルチトーン信号(102)に含まれる前記第1および前記第3のサブキャリア(1101、1103)間の相対スペクトル間隔とは1より大きいスペクトルサブキャリア間隔だけ異なる、請求項16から19のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項２２】
前記受信機が、第3の時間期間Thop3の間に、前記無線信号の第3の部分を搬送する第3のマルチトーン信号(103)を受信するように構成され、前記第3のマルチトーン信号(103)が、同時に受信される前記第1および第4のサブキャリア(1101、1104)を備え、前記受信機が、前記第1および前記第4のサブキャリア(1101、1104)間の第3の位相差Φ41=Φ4-Φ1を決定するようにさらに構成される、請求項16から21のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項２３】
前記受信機が、前記第1、前記第2、および前記第3のマルチトーン信号(101、102、103)を時間的に逐次的に次々に受信するように構成され、前記受信機が前記マルチトーン信号(101、102、103)を上昇または下降する周波数階段パターンで受信するように、前記第3のサブキャリア(1103)が周波数領域において前記第2および前記第4のサブキャリア(1102、1104)間に配置される、請求項22に記載の受信機。
【請求項２４】
前記受信機が、時間領域において、前記第1、前記第2、および前記第3のマルチトーン信号(101、102、103)を時間的に逐次的に次々に受信するように構成され、周波数領域において、前記第3のマルチトーン信号(103)の前記第4のサブキャリア(1104)が、前記第1のマルチトーン信号(101)の前記第2のサブキャリア(1102)と前記第2のマルチトーン信号(102)の前記第3のサブキャリア(1103)との間に配置され、または、前記第1のマルチトーン信号(101)の前記第2のサブキャリア(1102)が、前記第2のマルチトーン信号(102)の前記第3のサブキャリア(1103)と前記第3のマルチトーン信号(103)の前記第4のサブキャリア(1104)との間に配置される、請求項22に記載の受信機。
【請求項２５】
前記マルチトーン信号が時間領域において、ガード時間期間Tguardによって分離される、請求項1から24のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項２６】
情報を搬送する無線信号を受信するための方法であって、前記無線信号が、少なくとも3つの異なるサブキャリアf1、f2、f3を有する全周波数帯域f1からf6を備え、前記方法が、
第1の時間期間Thop1の間に、前記無線信号の第1の部分を搬送する第1のマルチトーン信号(101)を受信するステップであって、前記第1のマルチトーン信号(101)が、同時に受信される第1および第2のサブキャリア(1101、1102)を備える、ステップと、
前記第1および前記第2のサブキャリア(1101、1102)間の第1の位相差Φ21=Φ2-Φ1を決定するステップと、
第2の時間期間Thop2の間に、前記無線信号の第2の部分を搬送する第2のマルチトーン信号(102)を受信するステップであって、前記第2のマルチトーン信号(102)が、同時に受信される前記第2および第3のサブキャリア(1102、1103)を備える、ステップと、
前記第2および前記第3のサブキャリア(1102、1103)間の第2の位相差Φ32=Φ3-Φ2を決定するステップと、
前記第1の位相差Φ21および前記第2の位相差Φ32を使用して、前記第1および前記第3のサブキャリア(1101、1103)間の第3の位相差を決定するステップと
を備える、方法。
【請求項２７】
情報を搬送する無線信号を受信するための方法であって、前記無線信号が、少なくとも3つの異なるサブキャリアf1、f2、f3を有する全周波数帯域f1からf6を備え、前記方法が、
第1の時間期間Thop1の間に、前記無線信号の第1の部分を搬送する第1のマルチトーン信号(101)を受信するステップであって、前記第1のマルチトーン信号が、同時に受信される第1および第2のサブキャリア(1101、1102)を備える、ステップと、
前記第1のマルチトーン信号(101)の前記第1および前記第2のサブキャリア(1101、1102)間の第1の位相差Φ21=Φ2-Φ1を決定するステップと、
第2の時間期間Thop2の間に、前記無線信号の第2の部分を搬送する第2のマルチトーン信号(102)を受信するステップであって、前記第2のマルチトーン信号(102)が、同時に受信される前記第1および前記第2のサブキャリア(1101、1102)のうちの1つと第3のサブキャリア(1103)とを備える、ステップと、
前記第2のマルチトーン信号(102)の前記第1および前記第2のサブキャリア(1101、1102)のうちの1つと、前記第3のサブキャリア(1103)との間の第2の位相差Φ32=Φ3-Φ2を決定するステップと、
前記第1および前記第2のマルチトーン信号(101、102)の前記位相差Φ21およびΦ32を関係付けることによって、前記無線信号の位相可干渉性を再構築するステップと
を備える、方法。
【請求項２８】
情報を搬送する無線信号を受信するための方法であって、前記無線信号が、少なくとも3つの異なるサブキャリアf1、f2、f3を有する全周波数帯域f1からf6を備え、前記方法が、
第1の時間期間Thop1の間に、前記無線信号の第1の部分を搬送する第1のマルチトーン信号(101)を受信するステップであって、前記第1のマルチトーン信号(101)が、同時に受信される第1および第2のサブキャリア(1101、1102)を備える、ステップと、
前記第1および前記第2のサブキャリア(1101、1102)間の第1の位相差Φ21=Φ2-Φ1を決定するステップと、
第2の時間期間Thop2の間に、前記無線信号の第2の部分を搬送する第2のマルチトーン信号(102)を受信するステップであって、前記第2のマルチトーン信号(102)が、同時に受信される前記第1および第3のサブキャリア(1101、1103)を備える、ステップと、
前記第1および前記第3のサブキャリア(1101、1103)間の第2の位相差Φ31=Φ3-Φ1を決定するステップと、
を備える、方法。
【請求項２９】
前記方法が、前記第1および前記第2のマルチトーン信号(101、102)の前記位相差Φ21およびΦ32/Φ31を関係付けることによって、前記無線信号の位相可干渉性を再構築する前記ステップをさらに備える、請求項26または28に記載の方法。
【請求項３０】
前記無線信号が複数のマルチトーン信号(101から105)を備え、各マルチトーン信号(101から105)が、少なくとも1つの相互サブキャリアf1からf6によって少なくとも1つのさらなるマルチトーン信号(101から105)と関係付けされている、請求項26から29のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
前記第1のマルチトーン信号(101)の少なくとも前記第1および前記第2のサブキャリア(1101、1102)が、送信の時点で既知の位相関係を備える、請求項26から30のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３２】
コンピュータ上で実行されるとき、請求項26から31のいずれか一項に記載の方法を実行する命令を記憶するコンピュータ可読媒体を備える非一時的コンピュータプログラム製品。
【請求項３３】
請求項1から25のいずれか一項に記載の受信機(1301から1304)と、送信機(1301から1304)と、を備える、ワイヤレス通信ネットワーク(1300、1400)。
【請求項３４】
前記受信機(1301から1304)がモバイル端末UEであり、前記送信機(1301から1304)が基地局eNB1からeNB3であり、前記ワイヤレス通信ネットワーク(1300、1400)がマルチトーン無線信号を使用する、請求項33に記載のワイヤレス通信ネットワーク(1300、1400)。
【請求項３５】
前記送信機(1301から1304)がモバイル端末UEであり、前記受信機(1301から1304)が基地局eNB1からeNB3であり、前記ワイヤレス通信ネットワーク(1300、1400)がマルチトーン無線信号を使用する、請求項33に記載のワイヤレス通信ネットワーク(1300、1400)。
【請求項３６】
前記ワイヤレス通信ネットワーク(1300、1400)が、前記受信機(1301から1304)によって決定された前記位相差に基づいて、前記ワイヤレス通信ネットワーク内に配置された受信機または送信機(1301から1304)の空間位置を検出するように構成される、請求項33から35のいずれか一項に記載のワイヤレス通信ネットワーク(1300、1400)。
【請求項３７】
前記ワイヤレス通信ネットワーク(1300、1400)が、到着の時間、到着の時間差、到着の位相差の、位相を基にした推定のために、または同期のために前記位相差を利用することによって、前記ワイヤレス通信ネットワーク内に配置された受信機または送信機(1301から1304)の前記空間位置を検出するように構成される、請求項36に記載のワイヤレス通信ネットワーク(1300、1400)。
【請求項３８】
前記ワイヤレス通信ネットワーク(1300、1400)が、到来方向の推定のために前記位相差を利用することによって、前記ワイヤレス通信ネットワーク内に配置された受信機または送信機(1301から1304)の前記空間位置を検出するように構成される、請求項36に記載のワイヤレス通信ネットワーク(1300、1400)。
【請求項３９】
前記ワイヤレス通信ネットワーク(1300、1400)が、到着の時間または到着の時間差のうちの1つとの到来方向の組み合わされた推定のために前記位相差を利用することによって、前記ワイヤレス通信ネットワーク内に配置された受信機または送信機(1301から1304)の前記空間位置を検出するように構成される、請求項36に記載のワイヤレス通信ネットワーク(1300、1400)。
【請求項４０】
前記ワイヤレス通信ネットワーク(1300、1400)が、直接位置推定のための方法において前記マルチトーン信号(101から105)を利用することによって、前記受信機(1301から1304)によって受信され、サンプリングされる前記マルチトーン信号(101から105)に基づいて、前記ワイヤレス通信ネットワーク内に配置された送信機(1301から1304)の空間位置を検出するように構成される、請求項33から35のいずれか一項に記載のワイヤレス通信ネットワーク(1300、1400)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤレス通信ネットワークまたはシステムの分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
詳細には、たとえば、そのようなワイヤレス通信ネットワークにおいてモバイル端末のようなユーザ機器の位置特定のために使用され得る、1つまたは複数の周波数ホッピングチャネルにおいて送信されるマルチトーン信号の再構築された位相可干渉性(coherency)を取得するための方法に関する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
したがって、本発明の実施形態は、請求項1に記載の無線信号を受信するための受信機、請求項13に記載の無線信号を受信するための受信機、請求項21に記載の無線信号を受信するための方法、請求項22に記載の無線信号を受信するための方法、前記方法を実行するための請求項24に記載のコンピュータプログラム、および請求項25に記載のワイヤレス通信ネットワークに関する。
【０００４】
図15は、それぞれのセル15001から15005によって概略的に表される基地局を囲む特定のエリアにそれぞれサービスする複数の基地局eNB1からeNB5を含む、ワイヤレス通信ネットワークまたはワイヤレス通信システムなどのネットワークインフラストラクチャの一例の概略図である。
【０００５】
基地局は、セル内のユーザにサービスするために提供される。ユーザは、据え付けのデバイスまたはモバイルデバイスであり得る。さらに、ワイヤレス通信システムは、基地局またはユーザに接続するIoTデバイスによってアクセスされ得る。IoTデバイスは、電子装置、ソフトウェア、センサ、アクチュエータなどが埋め込まれた物理的デバイス、車両、建物、および他の品目、ならびにこれらのデバイスが既存のネットワークインフラストラクチャにわたってデータを収集および交換することを可能にするネットワーク接続性を含み得る。
【０００６】
図15は、5つのセルのみの例示的な図を示すが、ワイヤレス通信システムは、より多くのそのようなセルを含んでもよい。
【０００７】
図15は、セル15002内にあり、基地局eNB2によってサービスされる、ユーザ機器(UE)とも呼ばれる2人のユーザUE1およびUE2を示す。基地局eNB4によってサービスされる別のユーザUE3がセル15004に示されている。矢印15021、15022、および15023は、ユーザUE1、UE2、およびUE3から基地局eNB2、eNB4へデータを送信するための、または基地局eNB2、eNB4からユーザUE1、UE2、UE3へデータを送信するためのアップリンク/ダウンリンク接続を概略的に表す。
【０００８】
さらに、図15は、セル15004内の2つのIoTデバイス15041および15042を示しており、これらは据え付けのデバイスまたはモバイルデバイスであり得る。IoTデバイス15041は、矢印15061によって概略的に表されるようにデータを送受信するために基地局eNB4を介してワイヤレス通信システムにアクセスする。IoTデバイス15042は、矢印15062によって概略的に表されるように、ユーザUE3を介してワイヤレス通信システムにアクセスする。
【０００９】
ワイヤレス通信システムは、たとえば、任意のマルチトーンシステムであってもよい。具体的には、総帯域幅は狭いが(たとえば、典型的には<5MHz)、この帯域幅内で明確に分離されたスペクトルピークを有する狭帯域変調が使用され得る。例示的な実装形態は、強結合アナログマルチキャリア、バイナリオフセットキャリア(BOC)、代替バイナリオフセットキャリア(AltBOC)、または多重バイナリオフセットキャリア(MBOC)であり得る。
【００１０】
図15に示されるもののようなワイヤレス通信ネットワークにおいては、セル内に一定の精度でUEを配置することが望ましい場合がある。セル内にUEを配置するための1つの手法は、NB-IOTなどのセルラー通信ネットワークにおいて使用され得る観測到着時間差(OTDoA)推定に基づいており、これは、たとえば1つまたは複数の周囲の基地局(eNB)からユーザ機器UEにおいて受信された専用位置基準信号(PRS)を使用する、到着時間(ToA)推定値の計算に依存するダウンリンク測位方法である。
【００１１】
PRSシーケンスは、測位目的のために設計され、セル内のすべての無線端末にブロードキャストされるダウンリンク信号である。PRSシーケンスは、セルの任意の位置にあるすべてのユーザをカバーするために、すなわちセル全体のカバレッジを提供するために、基地局のアンテナまたは遠隔無線ヘッド(RRH)から同じ送信電力で全方向に放射される。
【００１２】
PRSシーケンスを異なるセルから区別するために、各PRSシーケンスは、物理セル識別子(PCI)とも呼ばれるセル固有の識別子をそれに関連付けている。PCIは特定のエリアにおいて一意的であり、セル、したがってPRSシーケンスを識別するために使用される。
【００１３】
平面内の固有の位置を取得するためには、UEの内部タイムベースに対して、幾何学的に分散した基地局から少なくとも3つのタイミング測定が必要である。3次元空間内の固有の位置を取得するためには、4つの基地局が必要である。
【００１４】
図15に示されるように、ワイヤレス通信ネットワークの基地局は、たとえば、複数のアンテナ素子を含むアンテナアレイによって形成された複数のアンテナANTを含み、UEはまた、複数のアンテナを含み得る。UEと基地局の両方が複数のアンテナを装備しているシナリオでは、LoS(見通し線)またはNLoS(非見通し線)パス成分のOTDoA測定に加えて、位置に依存しないパラメータが利用され得、たとえば、UEにおける到来角(AoA)および基地局における発射角(AoD)が使用され得る。
【００１５】
NLoSエラーのみを検出してこれらのエラーの影響を除去する代わりに、位置特定技法の例は、NLoSパス成分によって暗示される可能なUE位置の幾何学的関係を利用することによってNLoSチャネル伝搬から利益を得ることができる。
【００１６】
ワイヤレス通信ネットワークは周波数ホッピング送信方法を使用し得る。本発明では、周波数ホッピング信号を実装するためにBOC、AltBOC、MBOC、またはスパースOFDM(直交周波数分割多重)が使用され得るが、ホッピング自体は通常アナログ処理で実装される。信号発生における重要な問題は、送信の時点で同時に放射されるキャリア信号の位相関係が一定で固定の既知の位相関係であることである。これはデジタル送信信号生成を用いる定義により達成される。位相変動がワイヤレス伝搬チャネルの遅延から生じることが伝わるように、送信信号の位相関係は既知でなければならない。
【００１７】
たとえば、上述の無線位置特定などの周波数ホッピング無線送信機に関連するいくつかの用途は、高い精度と堅牢性を提供するために、すべてのホッピング周波数にわたって帯域幅全体の利用を必要とする。前記の高い精度と堅牢性を達成するために、信号はすべての(サブ)周波数にわたって位相可干渉(coherent)であるべきである。さもなければ、位相可干渉性は少なくとも較正によって生成可能でなければならないか、または信号はとにかく少なくとも再現性がなければならない。この目的を達成するために、最小限の努力が望まれる。
【００１８】
従来技術は、信号の可干渉性がある基準を使用した位相同期ループ(PLL)によって実現される方法を提案している。位相を正確に調整するために、正確なタイミング制御(PLLの離調)が使用される。しかしながら、これは高い精度および安定した基準生成(TCXO、…)を必要とし、これは上記の最小限の努力では達成できず、無視できるデバイストレランス、サブナノ秒のスイッチング時間およびジッタに関連する。
【００１９】
したがって、本発明の目的は、複数のマルチトーン信号間の位相可干渉性が、より少ない労力で(再)生成され得るように既存の周波数ホッピング方法を改善することである。
【００２０】
この目的は、独立請求項において定義されている主題によって達成される。
【００２１】
実施形態は従属請求項において定義されている。
【００２２】
本発明の概念の利点は、送信ユニットと受信ユニットとが周波数ホップにわたって位相可干渉性を必要としないが、それでもなお帯域幅におけるフルゲインを可能にするので、簡単な技術的方法で実現され得ることである。
【００２３】
本発明のさらなる利点はスペクトルの利用であり、その利用はマルチパス干渉構造に適合される。この利用は、センサフュージョンのための品質測定、ならびに精度および/または堅牢性の最適化を可能にする。堅牢性は、マルチパスの伝搬および干渉、ならびにクロックおよびキャリアミスマッチデバイストレランス(周波数と位相のオフセット)に対する堅牢性として理解されるべきである。
【００２４】
次に、添付の図面を参照して、本発明の実施形態をさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】一例による本発明の受信機で受信され得るマルチトーン信号の周波数図であり、ツートーン信号の周波数ホップにわたる位相アンカリング(phase anchoring)が例示的に示されている図である。
【図２】さらなる例による本発明の受信機で受信され得るマルチトーン信号のさらなる周波数図であり、異なる基本トーンにおける関係付けされた位相アンカリングが例示的に示されている図である。
【図３】さらなる例による本発明の受信機で受信され得るマルチトーン信号のさらなる周波数図であり、タイムリーな非逐次的周波数階段パターンが例示的に示されている図である。
【図４】さらなる例による本発明の受信機で受信され得るマルチトーン信号のさらなる周波数図であり、固定のまたは適応的に省略されたサブキャリアにアンカリングする、関係付けされた位相アンカリングが例示的に示されている図である。
【図５】一例による本発明の方法のブロック図である。
【図６】さらなる例による本発明の受信機で受信され得るマルチトーン信号のさらなる周波数図であり、線形的に上昇する第2のトーンを有する1つの基本トーン(ここでは:f1)に連続的にアンカリングされていることが例示的に示されている図である。
【図７】さらなる例による本発明の受信機で受信され得るマルチトーン信号のさらなる周波数図であり、周波数スペクトルにスペクトル的に拡散される第2のトーンを有する1つの基本トーン(ここでは:f1)に連続的にアンカリングされていることが例示的に示されている図である。
【図８】さらなる例による本発明の方法のブロック図である。
【図９】さらなる例による本発明の受信機で受信され得るマルチトーン信号のさらなる周波数図であり、周波数ホップ当たり3つのトーンについて示された周波数ホップにわたる位相アンカリングが例示的に示されている図である。
【図１０】一例によるTDoA測定の図であり、3つの周波数(または、波長)における測定中のマッチングによるターゲット双曲線の曖昧さの解消が例示的に示されている図である。
【図１１】一例による結合されたDoA-TDoA測定のさらなる図であり、方向/角度(到来方向)および時間差(ToA/TDoA)の組合せ推定による位置検出が例示的に示されており、DoA2は必要ない図である。
【図１２】一例によるMUSICスペクトルの3つの例示的な図であり、マルチトーン信号による直接位置決めが例示的に示されている(左-1トーン;中-2トーン;右-3トーン)図である。
【図１３Ａ】一例による、アップリンクモードにおけるワイヤレス通信ネットワークを示す図である。
【図１３Ｂ】一例による、ダウンリンクモードにおける図13Aのワイヤレス通信ネットワークを示す図である。
【図１４】一例によるワイヤレス通信ネットワークのブロック図であり、2つの周波数ホッピングマルチトーン送信機(TX)とN個の分散受信機(RX)とを備えるワイヤレス通信ネットワークのセルが例示的に示されている図である。
【図１５】一例による、さらなるワイヤレス通信ネットワークを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下において、本発明の好ましい実施形態は、同じまたは類似の機能を有する要素が同じ参照符号によって参照される添付の図面を参照してさらに詳細に説明される。
【００２７】
図1は、周波数図に基づいて、本発明の受信機内の内部手順を示す。本発明の受信機は、情報を搬送する無線信号を受信するように構成されている。無線信号は周波数ホッピング方法によって送受信される。したがって、無線信号は、図1に示される図においてy軸によって表される全周波数帯域を備える。全周波数帯域は少なくとも3つの異なるサブキャリアf1、f2、f3を備える。
【００２８】
本発明の受信機は、第1の時間期間Thop1の間に、無線信号全体の第1の部分を搬送する第1のマルチトーン信号101を受信するように構成されている。マルチトーン信号101は、送信の時点で既知の位相関係を有する第1のサブキャリア1101(f1)および第2のサブキャリア1102(f2)を備える。サブキャリア1101、1102はシングルトーンとも呼ばれ得る。一般に、マルチトーン信号は少なくとも2つのシングルトーンを備える。各シングルトーン1101、1102は、無線信号全体の変調信号部分を搬送し得る。
【００２９】
受信機における各シングルトーンまたはサブキャリア1101、1102は、特定の位相Φを備え得る。ここで、第1のサブキャリア1101の位相はΦ1によって表され、第2のサブキャリア1102の位相はΦ2によって表される。位相Φ1およびΦ2は、相対位相差または位相オフセットΔΦを備え得る。
【００３０】
本発明の受信機は、第1のサブキャリア1101の位相Φ1と第2のサブキャリア1102の第2の位相Φ2との間の第1の位相差Φ21を決定するように構成されている。したがって、第1のサブキャリア1101と第2のサブキャリア1102との間の相対位相差は、ΔΦ21=Φ2-Φ1である。
【００３１】
本発明の受信機は、第2の時間期間Thop2の間に、無線信号全体の第2の部分を搬送する第2のマルチトーン信号102を受信するようにさらに構成される。第2のマルチトーン信号102はまた、少なくとも2つのサブキャリア、すなわち第2のサブキャリア1102と、さらなる、すなわち第3のサブキャリア1103とを備える。
【００３２】
本発明によれば、第2のマルチトーン信号102は、やはり第1のマルチトーン信号101に含まれる少なくとも1つのサブキャリアを備える。
【００３３】
図1に示される例では、第1のマルチトーン信号101および第2のマルチトーン信号102は両方とも、上記で導入された第2のサブキャリア1102を備える。したがって、第1のマルチトーン信号101の第2のサブキャリア1102(f2)は、第2のマルチトーン信号102の第2のサブキャリア1102(f2)と同じである。
【００３４】
本発明の受信機は、第2のマルチトーン信号102に含まれるシングルトーン1102、1103の位相Φ2、Φ3の第2の位相差Φ32を決定するようにさらに構成される。したがって、受信機は、第2のマルチトーン信号102に含まれる第2のサブキャリア1102の位相Φ2と第3のサブキャリア1103の位相Φ3との間の第2の位相差Φ32を決定するように構成される。
【００３５】
本発明によれば、受信機は、マルチトーン信号101、102の前述の位相または位相差Φ21、Φ32を関係付けることによって、無線信号全体の位相可干渉性を再構築し得る。したがって、受信機は、第1の位相差Φ21および第2の位相差Φ32を使用して、第1および第3のサブキャリア1101、1103間の位相差Φ31を決定するように構成される。
【００３６】
受信機は、サブキャリア1101、1102、1103のうちの1つの位相を基準位相として設定することによってそうし得る。図1に示される例では、第1のサブキャリア1101の位相Φ1が基準位相とされる。
【００３７】
上述のように、信号発生における重要な問題は、送信の時点で同時に放射されるキャリア信号(1101、1102、1103)の位相関係が一定で固定の既知の位相関係であることである。これはデジタル送信信号生成を用いる定義により達成される。位相変動がワイヤレス伝搬チャネルの遅延から生じることを見分けるために、送信信号の位相関係は既知でなければならない。したがって、第1のマルチトーン信号(101)の少なくとも第1および第2のサブキャリア(1101、1102)は、送信の時点で既知の位相関係を備える。
【００３８】
マルチトーン信号101に含まれるシングルトーン1101、1102の位相は、マルチトーン信号生成によって互いに直接関係付けされている。しかしながら、いくつかのマルチトーン信号101、102間の位相は互いにずれていることがある。
【００３９】
しかしながら、前記問題を解決するために、第1のマルチトーン信号101の第1のトーン1101の上述の基準位相Φ1は、他のすべてのマルチトーン信号102、103、104、105の位相を可干渉に整列させるために基準位相として機能する。
【００４０】
本発明の受信機は、マルチトーン信号101に含まれる少なくとも1つのシングルトーン1102が、1つまたは複数の後続のマルチトーン信号102に含まれるシングルトーン1102と同じであるという点でそうし得る。この共通のシングルトーン1102は、第1のマルチトーン信号101および第2のマルチトーン信号102の位相間の位相関係が作り出され得るように、2つのマルチトーン信号101、102間のアンカーまたは関係付けとして機能する。
【００４１】
したがって、位相Φ2は、第1のマルチトーン信号101と第2のマルチトーン信号102の両方にとって既知であるので、第1および第2のマルチトーン信号101、102の(おそらくずれている)位相は、共通して含まれる第2のサブキャリア1102によって可干渉に整列され得る。
【００４２】
第1および第2のマルチトーン信号101、102の位相の前記連結の数学的背景を以下に簡単に説明する。
【００４３】
本発明の構成要素および方法
上述したように、マルチトーン信号101、102は、周波数ホッピング方法によって送受信される。しかしながら、単なる周波数ホッピング方法は、ほとんどのトランシーバにおいて、新しい周波数fkへの再同調中に新しい位相φTXLO,K(送信機側)およびφRXLO,Ki(受信機側)がランダムに発生するという欠点を有し得るので、位相関係がもはや正しく解析されなくなる可能性がある。
【００４４】
本発明は、周波数ホッピング送信機が2つの信号(すなわち無線信号の信号部分)をいくつかのサブキャリア、たとえば1101、1102において同時に、および同じまたは少なくとも既知の位相で送信するという点でこの態様に対処する。ここで、サブキャリアのうちの少なくとも1つ1102が両方の周波数ホップ間隔Thop1、Thop2において送信されるとき、2つの後続の周波数ホップThop1、Thop2からの位相差は、準可干渉方式で相互に分析され得る。したがって、相互サブキャリア1102は、位相関係をアンカリングするまたは関係付ける目的を果たす。3つ以上の周波数ホップ間隔の場合、複数の仮想的に連鎖した測定値が生成され得る。
exp(jΔφi,11)=1
exp(jΔφi,12)=exp(j(φi,2-φi,1))
exp(jΔφi,13)=exp(jΔφi,23)exp(jΔφi,12)=exp(j(φi,3-φi,2))exp(j(φi,2-φi,1))
exp(jΔφi,14)=exp(jΔφi,34)exp(jΔφi,23)exp(jΔφi,12)=exp(jΔφi,24)exp(jΔφi,12)
…
【００４５】
その結果、周波数領域においてチャネル位相φi,k=2πfkτiの所望の離散サンプリングが得られる。必要であれば、測定されるべきチャネル振幅βi,kが含まれていてもよい(チャネルhi,k=βi,kexp(jφi,k))。周波数ホッピングから生じる局所的な位相変化がここでは測定されないことがこの連鎖方法の利点である。
【００４６】
言い換えれば、本発明では、(変調)マルチトーン信号が周波数ホッピング信号として使用され得る。少なくとも2つのキャリアに基づいて、受信機内の信号プロセッサは、非可干渉周波数ホップThop1、Thop2を通じて逐次的にどんどん移動し得る。欠けている位相可干渉性(すなわち、独立した位相)を補償するために、以前(または、後に)送信されたキャリアにアンカリングする基準として機能する1つの構成要素1102が常にある。
【００４７】
図1に見られるように、全周波数帯域f1からf6にわたって広がるさらなるマルチトーン信号103、104、105があり得る。2つのマルチトーン信号101、102の例に関して上記で説明した本発明の原理は、複数のマルチトーン信号101から105にも有効である。
【００４８】
各マルチトーン信号101から105は、少なくとも1つの相互サブキャリアによって少なくとも1つのさらなるマルチトーン信号101から105と関係付けされている。たとえば、第2および第3のマルチトーン信号102、103は第3のサブキャリアf3を共有し、第3および第4のマルチトーン信号103、104は第4のサブキャリアf4を共有し、第4および第5のマルチトーン信号104、105は第5のサブキャリアf5を共有する。
【００４９】
図1に示される例では、第1のマルチトーン信号101の第1および第2のサブキャリア1101、1102間の相対スペクトル間隔は、第2のマルチトーン信号102の第2および第3のサブキャリア1102、1103間の相対スペクトル間隔に等しい。
【００５０】
図1に見られるように、マルチトーン信号101から105の各々は、それらのそれぞれの2つのサブキャリアの間に同じスペクトル間隔を備える。
【００５１】
一例によれば、受信機は、第1のマルチトーン信号101の直後に、時間領域において第2のマルチトーン信号102を受信するように構成される。第1および第2のマルチトーン信号101、102のサブキャリア1101、1102、1103が同じスペクトル間隔を備えるという事実により、および2つのマルチトーン信号101、102が1つの相互サブキャリア1102を共有するという事実により、第1および第2のマルチトーン信号101、102は、図1に示されるように周波数階段パターンを作成する。
【００５２】
1つのマルチトーン信号と後続のマルチトーン信号のサブキャリア間のスペクトル間隔が同じではない場合、結果として得られる周波数パターンは完全な周波数階段にはならない。第2のマルチトーン信号102と後続の第3のマルチトーン信号103を見ると、そのような例が図2に示されている。しかしながら、図2は後でさらに詳細に説明される。
【００５３】
図1に戻って参照すると、本発明の受信機は複数の周波数ホッピングマルチトーン信号101から105を受信するように構成され得ることはすでに述べた。
【００５４】
したがって、一例によれば、本発明の受信機は、第3の時間期間Thop3の間に、無線信号全体の第3の部分を搬送する第3のマルチトーン信号103を受信するように構成され得る。前記第3のマルチトーン信号103は、同時に受信される第3のサブキャリア1103と第4のサブキャリア1104とを備える。受信機は、第3のサブキャリア1103と4のサブキャリア1104の間の第3の位相差Φ43を決定することと、第1および第4のサブキャリア1101、1104間の位相差Φ41を、以前に決定された第1、第2、および第3の位相差Φ21、Φ32、Φ43を使用して決定することとを行うようにさらに構成され得る。
【００５５】
この例は、描かれた第4および第5のマルチトーン信号104、105にも有効であり得る。一般的に言えば、上記の例は複数のマルチトーン信号に有効であり得る。したがって、受信機は、複数のそのような周波数ホッピングマルチトーン信号101から105を受信するように構成され得る。
【００５６】
一例によれば、第1のマルチトーン信号101の第1および第2のサブキャリア1101、1102間の相対スペクトル間隔は、第2のマルチトーン信号102の第2および第3のサブキャリア1102、1103間の相対スペクトル間隔に等しく、また第3のマルチトーン信号103の第3および第4のサブキャリア1103、1104間の相対スペクトル間隔に等しい。
【００５７】
したがって、複数のマルチトーン信号の各々に含まれるサブキャリアまたはシングルトーン間のスペクトル間隔は、時間領域において受信機に到着する時間とは無関係に、周波数領域において等しい。すなわち、第1、第2、および第3のマルチトーン信号101、102、103は受信機にランダムに到着し得る。
【００５８】
さらなる例によれば、受信機は、第2のマルチトーン信号102が第1のマルチトーン101の直後に受信され、第3のマルチトーン信号103が第2のマルチトーン102の直後に受信されるように、時間領域において、第1、第2、および第3のマルチトーン信号101、102、103を連続して受信するように構成され得る。
【００５９】
したがって、第1、第2、および第3のマルチトーン信号101、102、103は、時間的に逐次的に、または連続的に、すなわち次々に受信される。
【００６０】
マルチトーン信号が上述のように同じスペクトル間隔をさらに備えると仮定すると、図1に示されるような周波数階段パターンが生じ、そこでシステム帯域幅が最適に利用され得る。この例は、3つだけの、またはちょうど3つのマルチトーン信号のみに限定されず、3つ以上のそのようなマルチトーン信号を備える複数のマルチトーン信号にも有効であり得る。
【００６１】
要約すると、図1は、Δfの一定のスペクトルホッピング間隔で使用可能な周波数スペクトルf1からf6全体をカバーするダブル周波数階段を有する信号構造の例示的な基本構成を示す。それぞれのホッピング間隔Δf=fm+1-fmは、K個のサブキャリアの間隔にちょうど対応する。したがって、すべてのトーンが一緒になって全体の周波数範囲Boverall=(K-1)Δf+BSignalをカバーし、ここで、BSignalは各サブキャリア上の変調トーンの帯域幅である。この実施形態の利点は以下のとおりである。
・同調中または離調中の小さい周波数ホップによるアナログ実現(たとえば、位相同期ループ;PLLとして)における周波数生成回路の短い設定時間
・ホップ内のトーンの間隔が一定であれば、この信号を簡単に実現できる
○アナログ領域では、たとえば、正弦波または余弦波の混合信号による
○デジタル領域では、たとえば、MBOC信号の場合のように、交互のバイポーラシーケンスの変調(バイナリ位相変調;BPSK)または基本キャリア(中心周波数)への変調による
・周波数の適切な選択は、共通基準発振器からのキャリアとサブキャリアの間隔の簡単な導出を可能にする(共有ベースで)
・周波数ホップごとに最小帯域幅要件Bsystem=Bhop=Δf+BSignalであり、したがって、アナログが実現する。
【００６２】
しかしながら、本発明は図示される信号生成方法に限定されない。さらに、周波数階段は、降順または昇順で実現され得る。
【００６３】
1つのマルチトーン信号と後続のマルチトーン信号のサブキャリア間のスペクトル間隔が同じではない場合、結果として得られる周波数パターンは完全な周波数階段にはならない。たとえば、第2のマルチトーン信号102と後続の第3のマルチトーン信号103を見ると、そのような例が図2に示されている。
【００６４】
具体的には、第2のマルチトーン信号102は、第2のサブキャリア1102と第3のサブキャリア1103とを備える。第2のサブキャリア1102と第3のサブキャリア1103の間のスペクトル間隔は、ちょうど1つのスペクトル周波数間隔、すなわちf2とf3の間の間隔である。
【００６５】
第3のマルチトーン信号103は、図1を参照して上記で説明したように、第3のサブキャリア1103と第4のサブキャリア1104とを備える。しかしながら、図1との違いは、第3のサブキャリア1103と第4のサブキャリア1104の間のスペクトル間隔が複数のスペクトル周波数間隔であることである。具体的には、第3のサブキャリア1103と第4のサブキャリア1104の間のスペクトル間隔は、2つの周波数間隔、すなわちf3とf5の間の間隔である。したがって、第4のサブキャリア1104は周波数f5に位置する。また、図1において、第4のサブキャリア1104は周波数f4に位置していた。
【００６６】
第3のマルチトーン信号103の第3のサブキャリア1103と第4のサブキャリア1104の間のスペクトル間隔は、第2のマルチトーン信号102の第3のサブキャリア1103と第2のサブキャリア1102の間のスペクトル間隔とは異なり、結果として得られる周波数パターンは完全な周波数階段ではない場合がある。
【００６７】
一般に、1つのマルチトーン信号内のサブキャリア間のスペクトル間隔は、1つまたは複数の周波数間隔にわたって広がる可能性がある。たとえば、第5のマルチトーン信号105は、4つの周波数間隔、すなわちf2からf6のスペクトル周波数間隔にわたって広がる2つのサブキャリア1102、1106を備える。
【００６８】
一例によれば、全周波数帯域における少なくとも3つの異なるサブキャリアf1、f2、f3間のスペクトル周波数間隔は等しく、1つのマルチトーン信号101に含まれるサブキャリア1101、1102間の相対スペクトル間隔は、全周波数帯域のスペクトル周波数間隔の整数倍である。
【００６９】
しかしながら、第5のマルチトーン信号105においてより興味深いのは、それがその直前の第4のマルチトーン信号104に関係付けされていないという事実である。代わりに、第5のマルチトーン信号105は、第2および第5のマルチトーン信号102、105の両方が第2のサブキャリア1102を互いに共有するため、第2のマルチトーン信号102に関係付けられ、またはアンカリングされる。
【００７０】
さらなる例によれば、第1のサブキャリア1101の周波数f1は第2のサブキャリア1102の周波数f2より高く、第2のサブキャリア1102の周波数f2は第3のサブキャリア1103の周波数f3より高い。
【００７１】
これを念頭に置いて、第4のマルチトーン信号104を参照することによってさらなる例を説明する。図2に見られるように、第1、第2、第3、および第5のマルチトーン信号101、102、103、105の各々において、より高い周波数を備えるそれぞれのシングルトーンがアンカーとして機能する。しかしながら、第4のマルチトーン信号104では、(1105と比較して)より低い周波数を備えるシングルトーン1104がアンカーとして機能する。
【００７２】
したがって、図2は、不均一なホップおよび間隔を備える周波数の分布を示す。周波数パターンでさえも、使用される全周波数帯域にわたって不均一に分布されている可能性がある。
【００７３】
これまで、共通サブキャリアを共有するマルチトーン信号がその後、すなわち時間領域において次々に受信された例に従って説明してきた。
【００７４】
しかしながら、図3を参照すると、関係付けされたマルチトーン信号が異なる時間期間において受信され、その後にソートされるさらなる例が示されている。
【００７５】
図3に見られるように、第1のマルチトーン信号101はアンカー1102によって、すなわちサブキャリア1102によって第2のマルチトーン信号102に関係付けされる。第2のマルチトーン信号102はアンカー1103によって、すなわちサブキャリア1103によって第3のマルチトーン信号103に関係付けされる。第3のマルチトーン信号103は、アンカー1104によって、すなわちサブキャリア1104によって第4のマルチトーン信号104に関係付けされる。第4のマルチトーン信号104は、アンカー1105によって、すなわちサブキャリア1105によって第5のマルチトーン信号105に関係付けされる。
【００７６】
しかしながら、時間領域において見ると、第4のマルチトーン信号104は、第1のマルチトーン信号101の後に時間内に続けて受信され、第3のマルチトーン信号103は、第4のマルチトーン信号104の後に時間内に続けて受信され、第2のマルチトーン信号102は、第3のマルチトーン信号103の後に時間内に続けて受信され、第5のマルチトーン信号105は、第2のマルチトーン信号102の後に時間内に続けて受信されることが分かる。
【００７７】
したがって、第1、第2、第3、第4、および第5のマルチトーン信号101から105は、時間領域において非連続的に受信されるが、むしろランダム化される。しかしながら、全体的な位相可干渉性は、アンカリングされた、または関係付けされたマルチトーン信号101から105のすべてが受信されたときにのみ計算され得る。
【００７８】
一例として、第1のサブキャリア1101と第4のサブキャリア1104の間の位相差を決定するために、受信機は、第1のマルチトーン信号101、関係付けされた第2のマルチトーン信号102、および関係付けされた第3のマルチトーン信号103の到着を待たなければならない。そのとき初めて、すなわち各関係付けされたマルチトーン信号101、102、103を受信した後に、全体的な位相可干渉性が再構築され得る。
【００７９】
したがって、一例によれば、受信機は、マルチトーン信号101、102、103がランダム化されたシーケンスで受信されるように、時間領域において、第1、第2、および第3のマルチトーン信号101、102、103を非連続的に受信するように構成され得る。そして、受信機は、第1、第2、および第3のマルチトーン信号101、102、103の受信後に、第1および第4のサブキャリア1101、1104間の位相差を決定するようにさらに構成され得る。
【００８０】
図3にさらに見られるように、周波数階段もまた、タイムリーな、非厳密な逐次的方法で作成され得るが、位相の関係付けまたはアンカリングはその後に、すなわち再ソート後にのみ行われるように、図3に示される順序から逸脱し得る。しかしながら、この場合、中心周波数の合成中のより短い設定時間の利点は、もはや適用可能ではない場合がある。
【００８１】
異なって使用されるキャリアシーケンスの利点は、たとえば、その後のユーザ検出と伝搬遅延のための全周波数帯域を記録する広帯域受信機を有する部屋の中の複数のブルートゥース(登録商標)セルの場合のように、位置特定されるべき複数の送信機[timor82]の可能な、タイムリーな並列マルチユーザ動作(多元接続)であり得る。
【００８２】
図4は、マルチトーンの上記の例のすべてが1つの周波数パターンにおいて一緒に示されているさらなる例を示す。
【００８３】
具体的には、第1のマルチトーン信号101は、(f5における)第1のサブキャリア1101と(f6における)第2のサブキャリア1102とを備え得る。
【００８４】
第2のマルチトーン信号102は、(f6における)第2のサブキャリア1102と(f1における)第3のサブキャリア1103とを備え得る。
【００８５】
第3のマルチトーン信号103は、(f1における)第3のサブキャリア1103と(f2における)第4のサブキャリア1104とを備え得る。
【００８６】
第4のマルチトーン信号104は、(f1における)第3のサブキャリア1103と(f5における)第5のサブキャリア1105とを備え得る。
【００８７】
第5のマルチトーン信号105は、(f2における)第4のサブキャリア1104と(f6における)第2のサブキャリア1102とを備え得る。
【００８８】
したがって、第5のマルチトーン信号105は両側でアンカリングされ、すなわち、第5のマルチトーン信号105はそのサブキャリアの一方、すなわちサブキャリア1104を第3のマルチトーン信号103と共有し、他方のサブキャリア1102を第2のマルチトーン信号102と共有する。
【００８９】
図4は、本発明のさらなる態様を示す。このさらなる態様によれば、本発明の受信機は、少なくとも1つのサブキャリアを固定的または適応的に省略するように構成され得る。
【００９０】
図4に見られるように、マルチトーン信号101から105の各々は、全周波数スペクトルの周波数範囲にわたって広がるサブキャリアを備え得る。しかしながら、周波数f3と周波数f4は占有されていない。言い換えれば、これらのサブキャリアは、どんな信号部分または情報も搬送しない。
【００９１】
したがって、これらのサブキャリア、すなわち周波数f3およびf4は、受信機がどんなマルチトーン信号も受信しない無信号サブキャリアとして選択される。
【００９２】
一例によれば、受信機は、受信機がどんなマルチトーン信号も受信しない無信号サブキャリアとして、全周波数帯域f1からf6内の少なくとも1つのサブキャリアf3、f4を選択するように構成され得る。
【００９３】
さらなる例によれば、受信機は、無線信号全体のマルチトーン信号を受信する前に無信号サブキャリアf2、f3を選択するように構成されてもよく、または、受信機は、無線信号の受信中、すなわち動作中に、適応的に無信号サブキャリアf2、f3を選択するように構成されてもよい。
【００９４】
図2、図3、および図4に示されるような不均一なパターンは、図4に例示的に示されるように、スペクトルの選択的で適応的な使用を可能にする。そこでは、周波数範囲f3からf4(または、いくつかの周波数範囲)は省略される。これは事前に決定されてもよく、または適応的に、すなわち動作中に決定されてもよい。条件は以下のとおりである。
・高いスペクトルカバレッジでのチャネル利用率を低く抑える
・既知のまたは測定された干渉を有するサブキャリアを除外する
・送信チャネルへの適応的な適応
〇支配的な直接パスの場合-ホッピング周波数の帯域端への集中
〇高いマルチパス伝搬でのスペクトルの均一なカバレッジ。
【００９５】
適応的な適応は、異なる基準に基づいて実現され得る:
〇送信機のチャネル測定値
〇受信機の測定値
【００９６】
第1のサブキャリアと第2のサブキャリアの共同の同時送信が、省略されたサブキャリアを橋渡しすることが実行可能でないようにアナログシステム帯域幅が制限される場合、受信機はそのさらなる処理、たとえば、2つの独立したスペクトル部分での到着時間の推定の基礎となり得る。これは共同の位相情報、ひいては全広帯域利得を失うが、それでも位相、大きさ、およびToAなどのあらゆるチャネル推定値の解消および精度も高める。
【００９７】
また、ToAをまったく推定しないが、到着の位相差の観点から位置を推定するために、複数の受信機から推定されたチャネル位相を直接使用することも実行可能な解決策となり得る。
【００９８】
図4における上述の第5のマルチトーン信号105について示されるような両面関係付けまたはアンカリングは、一般にアンカリングの信頼性を増大させる。しかしながら、方程式系の決定性が高すぎるため、避けるべきである。
【００９９】
図5は、本発明による方法を示すブロック図を示しており、この方法は上記の例に関連している。
【０１００】
ブロック501において、無線信号の第1の部分を搬送する第1のマルチトーン信号が第1の時間期間の間に受信され、前記第1のマルチトーン信号は同時に受信される第1および第2のサブキャリアを備える。
【０１０１】
ブロック502において、第1のサブキャリアと第2のサブキャリアの間の第1の位相差が決定される。
【０１０２】
ブロック503において、無線信号の第2の部分を搬送する第2のマルチトーン信号が第2の時間期間の間に受信され、前記第2のマルチトーン信号は同時に受信される第2および第3のサブキャリアを備える。
【０１０３】
ブロック504において、第2のサブキャリアと第3のサブキャリアの間の第2の位相差が決定される。
【０１０４】
ブロック505において、第1のサブキャリアと第3のサブキャリアの間の第3の位相差は、第1および第2の位相差を使用して決定される。
【０１０５】
本発明の受信機のさらなる例が図6に示されている。前述の実施形態は、関係付けるサブキャリアまたはアンカーとして異なるまたはランダムなサブキャリアが選択され得た例を示したが、図6の例は、マルチトーンの各々をアンカリングするまたは関係付けるためのアンカーとして同じサブキャリアを使用する。
【０１０６】
図面から分かるように、第1のマルチトーン信号101は、第1および第2のサブキャリア1101、1102を備える。
【０１０７】
第2のマルチトーン信号102は、第3のサブキャリア1103と、アンカーとして機能する第1のサブキャリア1101とを備える。
【０１０８】
第3のマルチトーン信号103は、第4のサブキャリア1104と、アンカーとして機能する第1のサブキャリア1101とを備える。
【０１０９】
第4のマルチトーン信号104は、第5のサブキャリア1105と、アンカーとして機能する第1のサブキャリア1101とを備える。
【０１１０】
第5のマルチトーン信号105は、第6のサブキャリア1106と、アンカーとして機能する第1のサブキャリア1101とを備える。
【０１１１】
この態様によれば、本発明は、情報を搬送する無線信号を受信するように構成された受信機に関し、無線信号は、少なくとも3つの異なるサブキャリアf1、f2、f3を有する全周波数帯域f1からf6を備える。受信機は、第1の時間期間Thop1の間に、無線信号の第1の部分を搬送する第1のマルチトーン信号101を受信するようにさらに構成され、前記第1のマルチトーン信号は同時に受信される第1および第2のサブキャリア1101、1102を備える。
【０１１２】
本発明の受信機は、第1および第2のサブキャリア1101、1102間の第1の位相差Φ21を決定するようにさらに構成される。
【０１１３】
本発明の受信機は、第2の時間期間Thop2の間に、無線信号の第2の部分を搬送する第2のマルチトーン信号102を受信するようにさらに構成され、前記第2のマルチトーン信号102は、同時に受信される第1のサブキャリア1101および第3のサブキャリア1103を備える。
【０１１４】
本発明によれば、受信機は、第1および第3のサブキャリア1101、1103間の第2の位相差Φ31を決定するようにさらに構成される。
【０１１５】
上述のように、マルチトーン信号101から105の各々は少なくとも2つのシングルトーンまたはサブキャリアを備え、少なくとも1つのサブキャリア1101はマルチトーン信号101から105の各々に含まれる。したがって、すべてのマルチトーン信号101から105によって共有されるこの1つのサブキャリア1101は、マルチトーン信号内に含まれるそれぞれの他のシングルトーンの位相を可干渉に整列させるためのアンカーとして機能する。
【０１１６】
サブキャリアf1からf6間のスペクトル周波数間隔は等しい。さらに、マルチトーン信号101から105の各々に含まれる第2のシングルトーンまたはサブキャリアは、1つのサブキャリアから後続のサブキャリアへと逐次的にホップする。たとえば、第1のマルチトーン信号101は周波数f2のサブキャリア1102を備え、第2のマルチトーン信号102は周波数f3のサブキャリア1103を備え、第3のマルチトーン信号103は周波数f4のサブキャリア1104を備えるなどである。
【０１１７】
一例によれば、全周波数帯域f1からf6における少なくとも3つの異なるサブキャリアf1、f2、f3間のスペクトル周波数間隔は等しい。さらに、第1のマルチトーン信号101に含まれる第1および第2のサブキャリア1101、1102間の相対スペクトル間隔が、第2のマルチトーン信号102に含まれる第1および第3のサブキャリア1101、1103間の相対スペクトル間隔とはちょうど1つのスペクトルサブキャリア間隔だけ異なる。
【０１１８】
図6に示される例によれば、本発明の受信機は、2つのマルチトーン信号を受信するだけでなく、複数の前記マルチトーン信号101から105を受信するように構成され得る。
【０１１９】
一例によれば、受信機は、第3の時間期間Thop3の間に、無線信号の第3の部分を搬送する第3のマルチトーン信号103を受信するように構成され得、前記第3のマルチトーン信号103は、同時に受信される第1および第4のサブキャリア1101、1104を備える。受信機は、第1のサブキャリア1101と第4のサブキャリア1104の間の第3の位相差Φ41を決定するようにさらに構成され得る。
【０１２０】
この例は、複数のマルチトーン信号に拡張することができ、すなわち、上記の例は、3つだけの、またはちょうど3つの異なるマルチトーン信号のみに限定されない。
【０１２１】
上述のように、逐次的に受信されたマルチトーン信号101から105のうちの1つに含まれるシングルトーンのスペクトル間隔は、常にちょうど1つの周波数間隔だけ拡張される。言い換えれば、2つの逐次的に受信されたマルチトーン信号間のホッピング間隔は、全周波数帯域にわたって広がるサブキャリアf1からf6間のスペクトル間隔に対応する。
【０１２２】
したがって、図6に示されるようなシングル周波数の階段パターンが得られる。それは、シングルトーンのみが変化するのでシングル周波数階段パターンと呼ばれるが、図1から図4を参照して上述した例では、両方のシングルトーンが変化し、したがってそれはダブル周波数階段パターンと呼ばれた。
【０１２３】
このシングル周波数階段パターンは、逐次的に受信されたマルチトーン信号(時間領域における)の各々のホッピング間隔(周波数領域における)が等しいために生じる。一例として、時間領域においては、第1のマルチトーン信号101と第3のマルチトーン信号103との間に第2のマルチトーン信号102が受信されると言える。周波数領域においては、第2のマルチトーン信号102に含まれる第3のサブキャリア1103は、第1のマルチトーン信号101に含まれる第2のサブキャリア1102と第3のマルチトーン信号103に含まれる第4のサブキャリア1104との間に配置される。
【０１２４】
したがって、一例によれば、受信機は、時間領域において、第1、第2、および第3のマルチトーン信号101、102、103を時間的に逐次的に次々に受信するように構成され得、受信機がマルチトーン信号101、102、103を上昇または下降する周波数階段パターンで受信するように、第3のサブキャリア1103は周波数領域において第2および第4のサブキャリア1102、1104間に配置される。
【０１２５】
要約すると、図6は、それに従って関係付けまたはアンカリングが1つの中心周波数(ここではf1)によって起こる信号発生のさらなる可能性を示す。この中心周波数は、使用される周波数帯域の境界に配置されてもよいが、必ずしもそうである必要はない。前述の信号生成方法と比較して、受信機および送信機における広帯域無線フロントエンドまたはマルチチャネルフロントエンドが必要とされ得る。
【０１２６】
本発明のさらなる例を示す図7に示されるように、周波数パターンが逐次的な階段パターンで実現されない場合も同様である。この例は、図6を参照して上述したものと類似している。しかしながら、ここでの違いは、複数のマルチトーン信号101から105のそれぞれの第2のシングルトーンが周波数スペクトルf1からf6にわたって広がることである。
【０１２７】
図から分かるように、第1のマルチトーン信号101、第2のマルチトーン信号102、および第3のマルチトーン信号103は、直接連続して、すなわち時間領域において、逐次的に次々に受信される。
【０１２８】
しかしながら、1つのマルチトーン信号内に含まれるシングルトーンのスペクトル間隔は各周波数ホップ間で異なる。
【０１２９】
したがって、一例によれば、全周波数帯域f1からf6における少なくとも3つの異なるサブキャリアf1、f2、f3間のスペクトルサブキャリア間隔は等しいが、第1のマルチトーン信号101に含まれる第1および第2のサブキャリア1101、1102間の相対スペクトル間隔が、第2のマルチトーン信号102に含まれる第1および第3のサブキャリア1101、1103間の相対スペクトル間隔とは複数のスペクトルサブキャリア間隔だけ異なる。
【０１３０】
したがって、受信機は周波数階段パターンではなく、むしろランダム化された周波数パターンを受信し得る。アンカーとして機能しないシングルトーンは、全周波数帯域f1からf6に広がっていると言える。
【０１３１】
したがって、マルチトーン信号のそれぞれの第2のシングルトーンが受信機に到着する可能性がある順序は、可変と見なされ得る。
【０１３２】
言い換えれば、さらなる例による受信機は、時間領域において、第1、第2、および第3のマルチトーン信号101、102、103を直接連続して、すなわち逐次的に次々に受信するように構成され得、第4のサブキャリア1104は、周波数領域において第2および第3のサブキャリア1102、1103間に配置されている。
【０１３３】
そのような例は、図7に示される第1、第2、および第3のマルチトーン信号101、102、103について示される。
【０１３４】
しかしながら、図6に示される第3、第4、および第5のマルチトーン信号103、104、105も、添付の特許請求の範囲によれば、第1、第2、および第3のマルチトーン信号と見なされ得る。
【０１３５】
次いで、この例によれば、受信機は、時間領域において、第1、第2、および第3のマルチトーン信号103、104、105を直接連続して、すなわち逐次的に次々に受信するように構成され得、第2のサブキャリア1104は、周波数領域において第3および第4のサブキャリア1105、1106間に配置されている。
【０１３６】
一般に、上記の例のすべてのマルチトーン信号101から105は、時間領域において、ガードタイム時間期間Tguardによって分離され得る。
【０１３７】
周波数合成の設定時間は、ガードインターバルTguardを決定し得る。速い設定時間は速いスイッチングとより良いチャネル利用を可能にする。ガードインターバルの選択は可変であり得るが、それは設定時間を下回らない場合がある。さらに、ガードインターバルのそれぞれの期間は受信機にとって既知であるべきである。
【０１３８】
図8は、本発明による方法を示すブロック図を示しており、この方法は上記の例に関連している。
【０１３９】
ブロック801において、無線信号の第1の部分を搬送する第1のマルチトーン信号が第1の時間期間の間に受信され、前記第1のマルチトーン信号は同時に受信される第1および第2のサブキャリアを備える。
【０１４０】
ブロック802において、第1のサブキャリアと第2のサブキャリアの間の第1の位相差が決定される。
【０１４１】
ブロック803において、無線信号の第2の部分を搬送する第2のマルチトーン信号が第2の時間期間の間に受信され、前記第2のマルチトーン信号は同時に受信される第1および第3のサブキャリアを備える。
【０１４２】
ブロック804において、第1のサブキャリアと第3のサブキャリアの間の第2の位相差が決定される。
【０１４３】
上述の例では、マルチトーン信号101から105は2つのサブキャリアを備えていた。しかしながら、本発明は、3つ以上のサブキャリアを備えるマルチトーン信号もカバーする。3つのサブキャリアを有するマルチトーン信号の一例が図9に示されている。
【０１４４】
マルチトーン信号の各々は、少なくとも1つのサブキャリアを共有し、それによって、上述と同じ方法で位相可干渉性を決定するために、それらは互いに関係付けされている。互いに共有されているサブキャリアの各々の間の関係付けは、「位相アンカリング」として参照される矢印によって図9に示されている。前述のように、本発明の原理は、3つ以上のシングルトーンまたはサブキャリアを備えるマルチトーン信号にも適用される。
【０１４５】
位置特定
上述のように、本発明の原理は、マルチトーン101から105を使用して周波数ホッピング方法で受信された無線信号の位相可干渉性の再構成を可能にする。
【０１４６】
位相可干渉性は、たとえば、図13A、図13B、図14、および図15に示されるように、ワイヤレス通信ネットワーク内の受信機または送信機の位置特定目的のためにさらに利用され得る。
【０１４７】
図13Aは、本発明の受信機がノードであり得るワイヤレス通信ネットワークを示す。
【０１４８】
具体的には、図13Aは、LTEネットワークの場合にはeNodeBまたはeNBとも呼ばれる3つの基地局1301、1302、1303を備えるワイヤレス通信ネットワーク1300を示す。
【０１４９】
ワイヤレス通信ネットワーク1300はまた、スマートフォン、ノートブック、タブレットなどのモバイルデバイスであり得る、UEと略されるユーザ機器1304を備え得る。
【０１５０】
図13Aと図13Bの違いは通信の方法である。すなわち、図13Aでは、ノード1301、1302、1303、1304はアップリンクにおいて通信し、すなわち、UE1304は送信機であり、基地局1301、1302、1303は受信機として働く。
【０１５１】
図13Bでは、ノード1301、1302、1303、1304はダウンリンクにおいて通信し、すなわち、UE1304は受信機であり、基地局1301、1302、1303は送信機として働く。
【０１５２】
一例によれば、本発明はまた、前述の請求項のうちの1つの受信機1301、1302、1303、1304と、送信機1301、1302、1303、1304を備えるワイヤレス通信ネットワーク1300を提供する。
【０１５３】
UE1304の空間位置検出の目的のために、UE1304が図13Bに示されるようにダウンリンクにおいて動作するならば有利であり得る。すなわち、UE1304は本発明の受信機として機能し、基地局1301、1302、1303は送信機として機能する。送信機1301、1302、1303は、たとえばPRS様信号を送信し得る。
【０１５４】
本発明の一例によれば、ワイヤレス通信ネットワーク1300はダウンリンクモードで動作し得、ここで受信機はモバイル端末(UE)1304であり、送信機(eNB1からeNB3)は基地局1301、1302、1303であり、ワイヤレス通信ネットワーク1300は、IFFT(逆高速フーリエ変換)ベースの無線信号を使用する。次いで、位相不確定性は、(能動的にホッピングする)受信機によってのみ決定され得る。
【０１５５】
正確な位置検出を提供するために、周波数ホッピング無線送信機の無線位置特定は、高い精度と堅牢性を達成するために周波数ホッピング無線信号の全帯域幅を利用するものとする。この目的を達成するために、無線信号はありとあらゆる周波数を通じて位相に関して可干渉でなければならない。そうでなければ、位相の可干渉性は、たとえば本発明によって示唆されるような較正によって、少なくとも生産可能または再構成可能でなければならない。しかしながら、この目的のために最小の努力が望まれる。
【０１５６】
図14は、図13を参照して上述したものと同様のワイヤレス通信ネットワーク1400を示す。しかしながら、この例では、ネットワーク1400内に複数の送信機1401、1402および複数の受信機1403、1404、1405が存在する。前述のように、UEおよび基地局は、ワイヤレス通信ネットワーク1400のモード(ダウンリンクまたはアップリンク)に応じて、送信機としても受信機としても動作することができる。
【０１５７】
本発明によれば、送信機の変形および受信機の変形の以下の例が想像できる。
送信機の変形:
1)サインミキサを用いた類似のマルチトーンの生成
2)サインミキサを用いたデジタル的なマルチトーンの生成
3)離散フーリエ変換(DFT)を用いたデジタル的なマルチトーンの生成
4)変調を用いたデジタル的なマルチトーンの生成(MBOC信号またはアダマールシーケンスに関するスペクトル変換)
5)2つの送信機チェーンを用いた生成であり、一方の送信機チェーンは、ガードインターバル時間Tguardを最小にするために、他方の送信機チェーンが離調されている間に送信する。
6)周波数ホップあたりのマルチトーン信号の数は2である。
7)周波数ホップあたりのマルチトーン信号の数は2より大きい。
8)マルチユーザ干渉の低減
受信機の変形:
1)1本のアンテナを用いて
a.スペクトルBoverall(基地局実現;送信機から生じる位相不確定性)の全体をカバーする広帯域受信機を用いて
i.デジタル数値周波数合成およびデジタルミキサを用いたさらなる処理
ii.DFTを用いたさらなる処理
b.トーンの最大間隔に加えて、予備を含むトーン上に変調されている信号の帯域幅をカバーする狭帯域受信機(単純なタグ/UEの実現、受信機と送信機から生じる位相不確定性)を用いる。この受信機は異なる中心周波数に同調可能でなければならない。
c.b)におけるように2つの狭帯域受信機チェーンを用いて、一方の受信機チェーンが次のホップのために離調され、他方の受信機チェーンがホップを受信するようにすることができる。
d.同時トーンごとに1つの狭帯域受信機チェーンを用いる。これらの受信機チェーンの各々はトーン上に変調されている信号の帯域幅よりも大きい帯域幅を備える。受信機チェーンは、(おそらく較正によって)可干渉に実現され得る。トーン配置に応じて、受信機チェーンは、互いに依存して(図1および図3)または別々に、すなわち互いに独立して(残りの図面のすべて)同調可能であり得る。
e.同時トーンよりも狭帯域の受信機を用いる。賢い選択は必要なホップの数を減らす。同時トーンの3倍以上の数の受信機チェーンが存在する場合、受信機チェーンの第1の半数は次のホップのために離調され、受信機チェーンの第2の半数はホップを受信する。
2)M個のアンテナ素子のグループアンテナを用いて
a.スペクトルBoverallの全体をカバーするM個の可干渉チェーンの広帯域受信機を用いる。
i.デジタル数値周波数合成およびデジタルミキサを用いたさらなる処理
ii.DFTを用いたさらなる処理
b.M個のチェーンを備える可干渉狭帯域受信機を用いて、受信機はトーンの最大間隔に加えて、予備を含むトーン上に変調されている信号の帯域幅をカバーする。受信機チェーンは異なる中心周波数に同調可能でなければならない。
【０１５８】
非網羅的および非限定的な例として、上記の本発明の原理に従って再構成された位相可干渉性に基づいて、ワイヤレス通信ネットワーク内の本発明の受信機の位置特定のために以下の手法が使用され得る。
【０１５９】
時間差に基づく位置検出
再構築された位相可干渉性は、TDoA(到着時間差)の位相ベースの(相対)推定または同期の目的で使用されてもよい。これは、高精度の衛星ナビゲーションと同様に発生する。リアルタイムキネマティック法(RTK)によれば、特に相対位相(二重差として)が考慮される。これは到着の位相差とも呼ばれる。2次元位置検出のためには、少なくとも4つの空間的に分散された同期受信機が必要とされる。
【０１６０】
本発明の原理のさらなる用途は、入射角の広帯域推定、すなわちDoA(到来方向)の推定であり、これは狭帯域の変形と比較したときにマルチパスのより良い解消を可能にする。DoAの場合、相互に処理されるM>1個のアンテナ素子を備えるグループアンテナを有する受信機が必要である。有利には(必ずしもそうとは限らないが)、受信機パスはそれに対して可干渉である。DoAを利用するための可能な方法は、たとえば、共分散ビームフォーミング(または、バートレットビームフォーミング)[krim96]、Capon法[capon83]、MUSICアルゴリズム[schmidt86a]またはESPRITアルゴリズム[roy89]であり得る。
【０１６１】
達成された信号データ(または、位相)を利用するためのこれら2つの方法の組合せは、ToA(またはTDOA)およびDoAの一般的な推定であり得、これはジョイントアングルおよび遅延推定(JADE)[vanderveen07]、SI-JADE[vanderveen07]、または2D-MUSIC[schmidt86]とも呼ばれる。
【０１６２】
本発明は、直接位置検出(直接位置決め)のための方法においてさらに使用されてもよく、そこでは送信機の位置は、受信およびサンプリングされた信号から、上述のRTK法と同様に直接決定され得る。独立型アンテナまたはグループアンテナを有する同期受信機の組合せが使用され得る。
【０１６３】
ベースバンド信号sk(t)は周波数fkに混合され、チャネル経由で高周波信号
sHF,k(t)= s(t)exp(j2πfkt)exp(jφTXLO,k)
として送信される。したがって、キャリア合成のための自励発振器の位相φTXLO,k=φTXLO+φfkは任意である。同時に送信されるキャリア信号の場合、位相は共通位相項φTXLOと、定義された周波数依存部分φfkで構成される。受信機iでは、予備的にランタイム遅延τiとノイズ項wHF(t)を有する次の結果がある。
rHF,i,k(t)=β(i,k)i,k・exp(j(2πfk(t-τi)+φTXLO,k))・s(t-τ)+ wHF(t)
局所的に生成されたキャリア振動exp(j(φRXLO,i,k-2πfkt))を用いてベースバンドに混合した後、結果は次のようになる。
ri,k(t)=βi,k・exp(j(φTXLO,k-φRXLO,i,k-2πfkti))・s(t-τi)+w(t)
上式で、w(t)は、結果として生じるホワイトノイズプロセスである。局所位相φRXLO,i,kは、周波数に依存しない位相φRXLO,iと定義された部分φfkから加法的に構成される。
【０１６４】
したがって、マルチキャリア信号の信号処理の場合、その信号処理は、信号生成と同様に定義され得、共通の不可分のキャリア位相
φLO,ki=φTXLO,k-φRXLO,ki=φTXLO-φRXLO,i=φLO,i
は、周波数に依存しない。したがって、部分-2πfi,kτiのみが受信信号に位相の周波数依存性をもたらし、
ri(t)=βi,k・exp(jφi,k)・s(t-τ)+w(t)
であり、これは、φi,k=φi-2πfkτのように書かれ得る。したがって、トーンの位相差
【０１６５】
【数１】
2019536340.tif 000003
【０１６６】
から、曖昧に遅延または間隔
【０１６７】
【数２】
2019536340.tif 000004
【０１６８】
を推定することが可能である。
【０１６９】
しかしながら、非同期の送信機および受信機については、それは2つの項で構成され、波動伝搬の持続時間τprop,i=di/c0の項の他に、局所時間の差ΔTi=TRXi-TTXも考慮されるべきである。
【０１７０】
TDOAシステムは、位置を検出するために、同期受信機のランタイム遅延の差(すなわちΔTi=ΔT)を利用する。2つの受信機i1およびi2について、双曲線は間隔の差から生じ、各可能な点は前記双曲線上にある。これは、二重差によって位相にマッピングされ得る。
【０１７１】
【数３】
2019536340.tif 000005
【０１７２】
また、それと曖昧な関係もあり、
【０１７３】
【数４】
2019536340.tif 000006
【０１７４】
これは(パラメータnの周りに)多数の双曲線をもたらす。
【０１７５】
双曲線は、以下を解くことによって作成される。
【０１７６】
【数５】
2019536340.tif 000007
【０１７７】
位相測定値
【０１７８】
【数６】
2019536340.tif 000008
【０１７９】
はノイズが非常に多いので、レバー(lever)
【０１８０】
【数７】
2019536340.tif 000009
【０１８１】
は、できるだけ大きくする必要がある。しかしながら、曖昧さの実際的な解消には大きなビート波長
【０１８２】
【数８】
2019536340.tif 000010
【０１８３】
を必要とする。
【０１８４】
しかしながら、これは、曖昧さの解消のための最小間隔が短く、精度のための最大間隔が大きい、3つの周波数について図10に示されるような、3つ以上の搬送周波数を使用することによって回避され得る。
【０１８５】
さらに、マルチパス伝搬は位相の直接導関数を妨害する。フラットフェージングは、
【０１８６】
【数９】
2019536340.tif 000011
【０１８７】
に従って伝搬パスの重複を引き起こし、したがって、これは受信機iにおいて任意の位相を引き起こす。シングルパス遅延τi,lは、φi,K,lにおいて周波数fkにわたって重複する位相ランプを引き起こす。それらは上述の方法(共分散ビームフォーミング、MUSIC[schmidt83]、およびESPRIT[roy89])に従って周波数推定量で分離され得る。適切な場合には、スペクトル平滑化および/または前方-後方平均化が有用であるか、または必要でさえあり得る。また、この場合、AoAを推定するために複数のキャリア位相差を使用することが役に立つ場合がある。利用可能なキャリア位相の数Kまたは差が、解決可能なマルチパスの数L(パラメータの数K>L、すなわち観測の数)を決定することは、各受信機パスに対して一般に有効である。さらに、全体の帯域幅が分離と推定の精度を決定する。
【０１８８】
しかしながら、複数の同時測定が必要である。しかしながら、広帯域信号は、非常に高い支出および電流消費を伴ってのみ生成され得る。したがって、狭帯域信号を用いた逐次的な測定が望ましい。
【０１８９】
単なる周波数ホッピング方法は、ほとんどのトランシーバにおいて、新しい周波数fkへの再同調中に新しい位相φTXLO,KおよびφRXLO,Kiがランダムに発生するという欠点を有し得るので、位相関係がもはや正しく解析されなくなる可能性がある。
【０１９０】
本発明は、周波数ホッピング送信機が2つの信号をいくつかのサブキャリアにおいて同時に、送信するという点でこの態様に対処する。ここで、サブキャリアのうちの少なくとも1つが両方の周波数ホップ間隔において送信されるとき、2つの後続の周波数ホップからの位相差は、準可干渉方式で相互に分析され得る。したがって、相互サブキャリアは、位相関係をアンカリングするまたは関係付ける目的を果たす。3つ以上の周波数ホップ間隔の場合、複数の仮想的に連鎖した測定値が生成され得る。
exp(jΔφi,11)=1
exp(jΔφi,12)=exp(j(φi,2-φi,1))
exp(jΔφi,13)=exp(jΔφi,23)exp(jΔφi,12)=exp(j(φi,3-φi,2))exp(j(φi,2-φi,1))
exp(jΔφi,14)=exp(jΔφi,34)exp(jΔφi,23)exp(jΔφi,12)=exp(jΔφi,24)exp(jΔφi,12)
…
【０１９１】
その結果、周波数領域においてチャネル位相の所望の離散サンプリングが得られる。必要であれば、測定されるべきチャネル振幅βi,kが含まれていてもよい。周波数ホッピングから生じる局所的な位相変化がここでは測定されないことがこの連鎖方法の利点である。
【０１９２】
受信機i1およびi2において位相の二重差
【０１９３】
【数１０】
2019536340.tif 000012
【０１９４】
が使用され得る場合、シングルトーンにアンカリングされていることが省略され得、位相差が帯域幅にわたって利用されるようになる。広帯域化[blewitt89]と同様に、波長
【０１９５】
【数１１】
2019536340.tif 000013
【０１９６】
は解決可能な曖昧さを決定し、次いで、それはLambda法[teunissen97]で分析され得る。その場合、基準送信機による較正は三重差に基づくことになる。
【０１９７】
複数のトーンの場合にエラーが合計される可能性があることは不利であり得る。さらに、利用可能な大きさの情報が失われる可能性がある。しかしながら、特にマルチパスシナリオにおいては、その大きさはかなりの量の情報を含む。次のように、それは、以下に従って位相と同じように相対的に記録され得る。
【０１９８】
【数１２】
2019536340.tif 000014
【０１９９】
それは続いて、上述のように決定された相対位相とともに角度推定に使用され得る。しかしながら、この場合にも平均誤差二乗の増加の同じ不都合が現れる(ここでは積)。
【０２００】
重複の数、したがってエラーの増加を減らすために、相対位相および相対振幅を計算する際に、スペクトルの中域のトーンが基準として使用される必要がある。
【０２０１】
受信機のうちのいくつか、またはそれらのアンテナが、それぞれ1本の線で密接に結び付けられているとき、そこから角度推定器が得られる。これらの場合、マルチキャリア方式はマルチパスの解決に役立つ。
【０２０２】
2つのキャリア信号に対する全体の受信信号は、L個の受信された単一の信号から生じる。それらはまた送信信号のマルチパスの一部でもよい。時間nにおけるi番目の受信機の受信信号のベクトルは、次のように2つのトーンについて与えられる。
【０２０３】
【数１３】
2019536340.tif 000015
【０２０４】
ここで、
【０２０５】
【数１４】
2019536340.tif 000016
【０２０６】
は、次元(M×L)(M個のアンテナ、L個のパス)を有するステアリング行列である。Bi,kは、受信位相行列Φi,k=diag(φi,k,0,…Φi,k,L-1)のように、単一の伝搬パスのk番目のサブキャリアのチャネル利得がそれらの対角線上にある(L×L)対角行列である。これらのキャリア位相は、受信アンテナの場合と同様に、Φi,k,l=2πfkτi,l+φi,lをもたらす。チャネルパスの到来角は、θi=(θ0,…θL-1)Tに含まれる。
【０２０７】
一般的な帯域幅において、
【０２０８】
【数１５】
2019536340.tif 000017
【０２０９】
は近似され得る。ステアリング行列
【０２１０】
【数１６】
2019536340.tif 000018
【０２１１】
の依存性は、広帯域幅ではより大きいため、それらは等しいと見なされるべきではない。
【０２１２】
上述のように、帯域幅は、マルチトーン信号の関係付けに基づいて可干渉でない(incoherent)周波数ホップにわたって拡張され得る。次いで、たとえばMUSIC[schmidt83]、ESPRI [roy89]、Matrix Pencil[Yilmazer10]、または他の方法によって、到来角がすべての周波数トーンにわたって準可干渉な方法で推定され得る。s1,nとs2,nにおける変調を除去した後(未変調のs0,n)、および相対位相を除去した後、上述のブロック対角拡張ステアリング行列(直接パスのためだけの)が、サブ行列(対角線上の上に位置する)のステープルに組み合わせられ得る。
【０２１３】
【数１７】
2019536340.tif 000019
【０２１４】
次いで、両方の周波数比率の位相差
【０２１５】
【数１８】
2019536340.tif 000020
【０２１６】
が、l>0の各マルチパスに対して、[0,2π]においてよりランダムに分布され、τi,0がより多いほどτi,lとは異なり、
【０２１７】
【数１９】
2019536340.tif 000021
【０２１８】
がより多いほど
【０２１９】
【数２０】
2019536340.tif 000022
【０２２０】
とは異なる。
【０２２１】
これは、間接受信パスτi,l>τi,0の各々の影響が方向推定に対して(統計的に)減少するように、すなわち、それらは平均してより低い重み付けとなるように、周波数ホッピング信号を関係付けるための本明細書で提案された本発明の方法を用いて3つ以上のトーンに拡張され得る。
【０２２２】
したがって、P個のトーンの開始方程式は次のようになる。
【０２２３】
【数２１】
2019536340.tif 000023
【０２２４】
その結果、以下のようになる。
【０２２５】
【数２２】
2019536340.tif 000024
【０２２６】
他の位相部分は既知であると仮定することができ、すなわち、それらは到来角の推定において相殺される。
【０２２７】
さらなる(しかし上記の考察によれば、直接的な)拡張は、角度および遅延の組合せ推定であり得る。達成された遅延を用いて、図11に示されるように、到達時間(双曲線)と到達角度(ビーム)との差の組合せから位置が推定され得るように、TDoA法がいくつかの測定ノードで実行され得る。そうするためには、少なくとも1つのアンテナ素子を有する少なくとも1つのさらなる同期受信機が必要である。
【０２２８】
直接位置計算
本発明が使用され得るさらなる用途は、[weiss05]または[hadaschik15]に記載されているような直接位置推定方法である。複数の可干渉トーンを使用する可能性は、かなり高い精度を可能にする。数学的モデルはマルチトーン推定と変わらない。図12は、空間MUSICスペクトル[hadaschik15]に基づく直接位置推定のために可干渉周波数トーンを追加することによって達成可能であり得る利得を示す。6つのアンテナ素子をそれぞれ有する2つの角度推定受信機は、(0、-10)および(0、10)に配置されている。1つの可干渉トーンを加えることによって、(曖昧な)間隔が抽出可能である。その間の1つのさらなる周波数トーンはすでに多くの曖昧さを排除し、そして角度スペクトルをシャープにする。
【０２２９】
ワイヤレス通信ネットワーク内のノードの同期
上記の本発明の原理は、ワイヤレス通信ネットワークまたはワイヤレス通信サブネットワーク内のノードを同期させるためにも使用され得る。同期されるこれらのノードは、本発明による受信機または送信機であり得る。
【０２３０】
要約すると、本発明は、(比較的)狭帯域送信機の位置特定にも使用され得、これはテレメトリ送信機にも使用され得る。いくつかのキーワードは次のとおりである。
・スマートメーター
・モノのインターネット
・LTE/5G
○NB-IOT(LTE-狭帯域IOT)
○MTC(LTE-機械タイプ通信)
○mMTC (5G-大規模機械タイプ通信)
これらのシステムは通常、高域と共通の大規模信号拡散を有する。
【０２３１】
上記のように設計されたテレメトリ信号はいくつかの基地局から受信され得る。それらが適切に同期される場合、または、それらの時間オフセットが決定および補償され得る場合、2次元位置(すなわち、平面内の位置)は、サービスを受けるセクタごとに1つのアンテナを有する少なくとも3つの基地局で計算され得る。セクタ当たり複数のアンテナを有する基地局の場合、位置推定のために方向推定(到来方向;DoA)も考慮され得る。
【０２３２】
記載された概念のいくつかの態様は装置の文脈で記載されているが、これらの態様は対応する方法の説明も表し、ブロックまたはデバイスは方法ステップまたは方法ステップの特徴に対応することは明らかである。同様に、方法ステップの文脈で説明された態様はまた、対応する装置の対応するブロックまたは項目または特徴の説明を表す。
【０２３３】
特定の実装形態の要件に応じて、本発明の実施形態はハードウェアまたはソフトウェアにおいて実装され得る。実装形態は、デジタルストレージ媒体、たとえば、それぞれの方法が実行されるように、プログラム可能なコンピュータシステムと協働する(または、協働することが可能な)電子的に読み取り可能な制御信号が記憶された、クラウドストレージ、フロッピーディスク、DVD、ブルーレイ、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROMまたはFLASHメモリを使用して実行され得る。したがって、デジタルストレージ媒体はコンピュータ可読であり得る。
【０２３４】
本発明によるいくつかの実施形態は、本明細書に記載の方法のうちの1つが実行されるように、プログラム可能なコンピュータシステムと協働することが可能な、電子的に読み取り可能な制御信号を有するデータキャリアを備える。
【０２３５】
一般に、本発明の実施形態は、プログラムコードを有するコンピュータプログラム製品として実装され得、プログラムコードは、コンピュータプログラム製品がコンピュータ上で動作するときに方法のうちの1つを実行するように動作可能である。プログラムコードは、たとえば、機械可読キャリアに記憶され得る。
【０２３６】
他の実施形態は、機械可読キャリアに記憶された、本明細書に記載の方法のうちの1つを実行するためのコンピュータプログラムを備える。言い換えれば、本発明の方法の一実施形態は、したがって、コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されるとき、本明細書に記載の方法のうちの1つを実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラムである。
【０２３７】
したがって、本発明の方法のさらなる実施形態は、本明細書に記載の方法のうちの1つを実行するためのコンピュータプログラムを備える、それを記録したデータキャリア(あるいはデジタルストレージ媒体、またはコンピュータ可読媒体)である。したがって、本発明の方法のさらなる実施形態は、本明細書に記載の方法のうちの1つを実行するためのコンピュータプログラムを表すデータストリームまたは一連の信号である。データストリームまたは一連の信号は、たとえば、インターネットなどのデータ通信接続を介して転送されるように構成され得る。さらなる実施形態は、本明細書に記載の方法のうちの1つを実行するように構成または適合された処理手段、たとえばコンピュータ、またはプログラマブルロジックデバイスを備える。さらなる実施形態は、本明細書に記載の方法のうちの1つを実行するためのコンピュータプログラムをインストールしたコンピュータを備える。
【０２３８】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の方法の機能の一部または全部を実行するために、プログラマブルロジックデバイス(たとえば、フィールドプログラマブルゲートアレイ)が使用され得る。いくつかの実施形態では、フィールドプログラマブルゲートアレイは、本明細書に記載の方法のうちの1つを実行するためにマイクロプロセッサと協働し得る。一般に、本方法は、任意のハードウェア装置によって実行されることが好ましい。
【０２３９】
上記の実施形態は、本発明の原理を説明するための例示にすぎない。本明細書に記載された構成および詳細の修正および変形は、他の当業者にとって明らかであろうことが理解される。したがって、差し迫った特許請求の範囲によってのみ限定され、本明細書の実施形態の記述および説明のために提示された具体的な詳細によっては限定されないことが意図されている。
【符号の説明】
【０２４０】
101  第1のマルチトーン信号
102  第2のマルチトーン信号
103  第3のマルチトーン信号
104  第4のマルチトーン信号
105  第5のマルチトーン信号
1101  シングルトーン
1101  第1のサブキャリア
1102  シングルトーン
1102  第2のサブキャリア
1102  アンカー
1103  第3のサブキャリア
1103  アンカー
1104  第4のサブキャリア
1104  アンカー
1105  サブキャリア
1105  アンカー
1106  サブキャリア
1300  ワイヤレス通信ネットワーク
1301  基地局
1301  ノード
1301  送信機
1302  基地局
1302  ノード
1302  送信機
1303  基地局
1303  ノード
1303  送信機
1304  ユーザ機器
1304  ノード
1304  送信機
1400  ワイヤレス通信ネットワーク
1401  送信機
1402  送信機
1403  受信機
1404  受信機
1405  受信機
【図１】
2019536340.tif 000025
【図２】
2019536340.tif 000026
【図３】
2019536340.tif 000027
【図４】
2019536340.tif 000028
【図５】
2019536340.tif 000029
【図６】
2019536340.tif 000030
【図７】
2019536340.tif 000031
【図８】
2019536340.tif 000032
【図９】
2019536340.tif 000033
【図１０】
2019536340.tif 000034
【図１１】
2019536340.tif 000035
【図１２】
2019536340.tif 000036
【図１３Ａ】
2019536340.tif 000037
【図１３Ｂ】
2019536340.tif 000038
【図１４】
2019536340.tif 000039
【図１５】
2019536340.tif 000040
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月21日(2018.8.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報を搬送する無線信号を周波数ホッピング方法によって受信するように構成された受信機であって、前記無線信号が、少なくとも3つの異なるサブキャリアf1、f2、f3を有する全周波数帯域f1からf6を備え、
前記受信機が、
第1の周波数ホップ間隔Thop1の間に、前記無線信号の第1の部分を搬送する第1のマルチトーン信号(101)を受信することであって、前記第1のマルチトーン信号が、同時に受信される第1および第2のサブキャリア(1101、1102)を備える、前記受信することと、
前記第1のマルチトーン信号(101)の前記第1および前記第2のサブキャリア(1101、1102)間の第1の位相差Φ21=Φ2-Φ1を決定することと、
第2の周波数ホップ間隔Thop2の間に、前記無線信号の第2の部分を搬送する第2のマルチトーン信号(102)を受信することであって、前記第2のマルチトーン信号(102)が、同時に受信される前記第1および前記第2のサブキャリア(1101、1102)のうちの1つと第3のサブキャリア(1103)とを備える、前記受信することと、
前記第2のマルチトーン信号(102)の前記第1および前記第2のサブキャリア(1101、1102)のうちの1つと、前記第3のサブキャリア(1103)との間の第2の位相差Φ32=Φ3-Φ2を決定することと、
前記第1および前記第2のマルチトーン信号(101、102)の前記位相差Φ21およびΦ32を関係付けることによって、前記無線信号の位相可干渉性を再構築することと
を行うようにさらに構成される、受信機。
【請求項２】
前記無線信号が複数のマルチトーン信号(101から105)を備え、各マルチトーン信号(101から105)が、少なくとも1つの相互サブキャリアf1からf6によって少なくとも1つのさらなるマルチトーン信号(101から105)と関係付けされている、請求項1に記載の受信機。
【請求項３】
前記第1のマルチトーン信号(101)の少なくとも前記第1および前記第2のサブキャリア(1101、1102)が、送信の時点で既知の位相関係を備える、請求項1または2に記載の受信機。
【請求項４】
前記第1のマルチトーン信号(101)の前記第1および前記第2のサブキャリア(1101、1102)間の相対スペクトル間隔が、前記第2のマルチトーン信号(102)の前記第2および前記第3のサブキャリア(1102、1103)間の相対スペクトル間隔に等しい、請求項1から3のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項５】
前記受信機が、時間領域において、前記第1のマルチトーン信号(101)の直後に、前記第2のマルチトーン信号(102)を受信するように構成される、請求項1から4のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項６】
前記受信機が、第3の周波数ホップ間隔Thop3の間に、前記無線信号の第3の部分を搬送する第3のマルチトーン信号(103)を受信するように構成され、前記第3のマルチトーン信号(103)が、同時に受信される前記第3および第4のサブキャリア(1103、1104)を備え、前記受信機が、前記第3および前記第4のサブキャリア(1103、1104)間の第3の位相差Φ43=Φ4-Φ3を決定し、前記第1、前記第2、および前記第3の位相差Φ21、Φ32、Φ43を使用して前記第1および前記第4のサブキャリア(1101、1104)間の位相差を決定するようにさらに構成される、請求項1から5のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項７】
前記第1のマルチトーン信号(101)の前記第1および前記第2のサブキャリア(1101、1102)間の相対スペクトル間隔が、前記第2のマルチトーン信号(102)の前記第2および前記第3のサブキャリア(1102、1103)間の相対スペクトル間隔に等しく、また前記第3のマルチトーン信号(103)の前記第3および前記第4のサブキャリア(1103、1104)間の相対スペクトル間隔に等しい、請求項6に記載の受信機。
【請求項８】
前記第2のマルチトーン信号(102)が前記第1のマルチトーン(101)の直後に受信され、前記第3のマルチトーン信号(103)が前記第2のマルチトーン(102)の直後に受信されるように、前記受信機が、時間領域において、前記第1、前記第2、および前記第3のマルチトーン信号(101、102、103)を連続して受信するように構成される、請求項6または7に記載の受信機。
【請求項９】
前記マルチトーン信号(101、102、103)がランダム化されたシーケンスで受信されるように、前記受信機が、時間領域において、前記第1、前記第2、および前記第3のマルチトーン信号(101、102、103)を非連続的に受信するように構成され、前記受信機が、前記第1、前記第2、および前記第3のマルチトーン信号(101、102、103)の受信後に前記第1および前記第4のサブキャリア間の前記位相差を決定するように構成される、請求項6または7に記載の受信機。
【請求項１０】
前記全周波数帯域f1からf6における前記少なくとも3つの異なるサブキャリアf1、f2、f3間のスペクトル周波数間隔が等しく、1つのマルチトーン信号(101から105)に含まれる前記サブキャリア(110x)間の相対スペクトル間隔が、前記全周波数帯域f1からf6の前記スペクトル周波数間隔の整数倍である、請求項1から9のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１１】
前記第1のサブキャリア(1101)の前記周波数f1が前記第2のサブキャリア(1102)の前記周波数f2より高く、前記第2のサブキャリア(1102)の前記周波数f2が前記第3のサブキャリア(1103)の前記周波数f3より高い、請求項1から10のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１２】
前記受信機がどんなマルチトーン信号も受信しない無信号サブキャリアとして、前記受信機が、前記全周波数帯域f1からf6内の少なくとも1つのサブキャリアf3、f4を選択するように構成される、請求項1から11のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１３】
前記受信機が、前記無線信号を受信する前に前記無信号サブキャリアf3、f4を選択するか、または前記無線信号の前記受信中に、適応的に前記無信号サブキャリアf3、f4を選択するように構成される、請求項12に記載の受信機。
【請求項１４】
前記全周波数帯域f1からf6における前記少なくとも3つの異なるサブキャリアf1、f2、f3間のスペクトル周波数間隔が等しく、前記第1のマルチトーン信号(101)に含まれる前記第1および前記第2のサブキャリア(1101、1102)間の相対スペクトル間隔が、前記第2のマルチトーン信号(102)に含まれる前記第1および前記第3のサブキャリア(1101、1103)間の相対スペクトル間隔とはちょうど1つのスペクトルサブキャリア間隔だけ異なる、請求項1から13のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１５】
前記全周波数帯域f1からf6における前記少なくとも3つの異なるサブキャリアf1、f2、f3間のスペクトルサブキャリア間隔が等しく、前記第1のマルチトーン信号(101)に含まれる前記第1および前記第2のサブキャリア(1101、1102)間の相対スペクトル間隔が、前記第2のマルチトーン信号(102)に含まれる前記第1および前記第3のサブキャリア(1101、1103)間の相対スペクトル間隔とは1より大きいスペクトルサブキャリア間隔だけ異なる、請求項1から13のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１６】
前記受信機が、第3の周波数ホップ間隔Thop3の間に、前記無線信号の第3の部分を搬送する第3のマルチトーン信号(103)を受信するように構成され、前記第3のマルチトーン信号(103)が、同時に受信される前記第1および第4のサブキャリア(1101、1104)を備え、前記受信機が、前記第1および前記第4のサブキャリア(1101、1104)間の第3の位相差Φ41=Φ4-Φ1を決定するようにさらに構成される、請求項14または15に記載の受信機。
【請求項１７】
前記受信機が、前記第1、前記第2、および前記第3のマルチトーン信号(101、102、103)を時間的に逐次的に次々に受信するように構成され、前記受信機が前記マルチトーン信号(101、102、103)を上昇または下降する周波数階段パターンで受信するように、前記第3のサブキャリア(1103)が周波数領域において前記第2および前記第4のサブキャリア(1102、1104)間に配置される、請求項16に記載の受信機。
【請求項１８】
前記受信機が、時間領域において、前記第1、前記第2、および前記第3のマルチトーン信号(101、102、103)を時間的に逐次的に次々に受信するように構成され、周波数領域において、前記第3のマルチトーン信号(103)の前記第4のサブキャリア(1104)が、前記第1のマルチトーン信号(101)の前記第2のサブキャリア(1102)と前記第2のマルチトーン信号(102)の前記第3のサブキャリア(1103)との間に配置され、または、前記第1のマルチトーン信号(101)の前記第2のサブキャリア(1102)が、前記第2のマルチトーン信号(102)の前記第3のサブキャリア(1103)と前記第3のマルチトーン信号(103)の前記第4のサブキャリア(1104)との間に配置される、請求項16に記載の受信機。
【請求項１９】
前記マルチトーン信号が時間領域において、ガード時間期間Tguardによって分離される、請求項1から18のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項２０】
情報を搬送する無線信号を周波数ホッピング方法によって受信するための方法であって、前記無線信号が、少なくとも3つの異なるサブキャリアf1、f2、f3を有する全周波数帯域f1からf6を備え、前記方法が、
第1の周波数ホップ間隔Thop1の間に、前記無線信号の第1の部分を搬送する第1のマルチトーン信号(101)を受信するステップであって、前記第1のマルチトーン信号が、同時に受信される第1および第2のサブキャリア(1101、1102)を備える、ステップと、
前記第1のマルチトーン信号(101)の前記第1および前記第2のサブキャリア(1101、1102)間の第1の位相差Φ21=Φ2-Φ1を決定するステップと、
第2の周波数ホップ間隔Thop2の間に、前記無線信号の第2の部分を搬送する第2のマルチトーン信号(102)を受信するステップであって、前記第2のマルチトーン信号(102)が、同時に受信される前記第1および前記第2のサブキャリア(1101、1102)のうちの1つと第3のサブキャリア(1103)とを備える、ステップと、
前記第2のマルチトーン信号(102)の前記第1および前記第2のサブキャリア(1101、1102)のうちの1つと、前記第3のサブキャリア(1103)との間の第2の位相差Φ32=Φ3-Φ2を決定するステップと、
前記第1および前記第2のマルチトーン信号(101、102)の前記位相差Φ21およびΦ32を関係付けることによって、前記無線信号の位相可干渉性を再構築するステップと
を備える、方法。
【請求項２１】
前記無線信号が複数のマルチトーン信号(101から105)を備え、各マルチトーン信号(101から105)が、少なくとも1つの相互サブキャリアf1からf6によって少なくとも1つのさらなるマルチトーン信号(101から105)と関係付けされている、請求項20に記載の方法。
【請求項２２】
前記第1のマルチトーン信号(101)の少なくとも前記第1および前記第2のサブキャリア(1101、1102)が、送信の時点で既知の位相関係を備える、請求項20または21に記載の方法。
【請求項２３】
コンピュータ上で実行されるとき、請求項20から22のいずれか一項に記載の方法を実行する命令を記憶するコンピュータ可読媒体を備える非一時的コンピュータプログラム製品。
【請求項２４】
請求項1から19のいずれか一項に記載の受信機(1301から1304)と、送信機(1301から1304)と、を備える、ワイヤレス通信ネットワーク(1300、1400)。
【請求項２５】
前記受信機(1301から1304)がモバイル端末UEであり、前記送信機(1301から1304)が基地局eNB1からeNB3であり、前記ワイヤレス通信ネットワーク(1300、1400)がマルチトーン無線信号を使用する、請求項24に記載のワイヤレス通信ネットワーク(1300、1400)。
【請求項２６】
前記送信機(1301から1304)がモバイル端末UEであり、前記受信機(1301から1304)が基地局eNB1からeNB3であり、前記ワイヤレス通信ネットワーク(1300、1400)がマルチトーン無線信号を使用する、請求項24に記載のワイヤレス通信ネットワーク(1300、1400)。
【請求項２７】
前記ワイヤレス通信ネットワーク(1300、1400)が、前記受信機(1301から1304)によって決定された前記位相差に基づいて、前記ワイヤレス通信ネットワーク内に配置された受信機または送信機(1301から1304)の空間位置を検出するように構成される、請求項24から26のいずれか一項に記載のワイヤレス通信ネットワーク(1300、1400)。
【請求項２８】
前記ワイヤレス通信ネットワーク(1300、1400)が、到着の時間、到着の時間差、到着の位相差の、位相を基にした推定のために、または同期のために前記位相差を利用することによって、前記ワイヤレス通信ネットワーク内に配置された受信機または送信機(1301から1304)の前記空間位置を検出するように構成される、請求項27に記載のワイヤレス通信ネットワーク(1300、1400)。
【請求項２９】
前記ワイヤレス通信ネットワーク(1300、1400)が、到来方向の推定のために前記位相差を利用することによって、前記ワイヤレス通信ネットワーク内に配置された受信機または送信機(1301から1304)の前記空間位置を検出するように構成される、請求項27に記載のワイヤレス通信ネットワーク(1300、1400)。
【請求項３０】
前記ワイヤレス通信ネットワーク(1300、1400)が、到着の時間または到着の時間差のうちの1つとの到来方向の組み合わされた推定のために前記位相差を利用することによって、前記ワイヤレス通信ネットワーク内に配置された受信機または送信機(1301から1304)の前記空間位置を検出するように構成される、請求項27に記載のワイヤレス通信ネットワーク(1300、1400)。
【請求項３１】
前記ワイヤレス通信ネットワーク(1300、1400)が、直接位置推定のための方法において前記マルチトーン信号(101から105)を利用することによって、前記受信機(1301から1304)によって受信され、サンプリングされる前記マルチトーン信号(101から105)に基づいて、前記ワイヤレス通信ネットワーク内に配置された送信機(1301から1304)の空間位置を検出するように構成される、請求項24から26のいずれか一項に記載のワイヤレス通信ネットワーク(1300、1400)。
【国際調査報告】
2019536340.tif 000041
2019536340.tif 000042