(57)【要約】  本発明は、直交周波数分割マルチプレクス（ＯＦＤＭ）システム（２００）、特に超広帯域（ＵＷＢ）システム内で、複数搬送波パスに渡って搬送波データを選択的に拡散するための多目的システムを提供する。本発明はデータ入力（２０２）を具備し、これはデータを乱数化機（２０４）へ送る。次にデータは畳込符号機能（２０６）へ送られ、その出力はパンクチュアリング機能（２０８）によりパンクチュアされる。インタリーバ機能（２１０）はパンクチュアされた符号データを受け取り、マッパー要素（２１８）と協力して符号化データを準備し、これはＩＦＦＴ（２２０）で送信前変換される。マッパー要素（２１８）は二重搬送波変調機能（２１６）を含み、これは２つのパンクチュアされた符号データ要素を関連づけて２つの別々の信号トーン上で送信するための形式に変換する。
2007535238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超広帯域無線通信システムであって；
データ入力と；
データ入力からデータを受け取り、そのデータを符号化するように適合した符号化機能と；
符号化機能から符号化データを受け取るように適合したインタリーバ機能と；
インタリーバ機能と協力するように適合し、二重搬送波変調機能を有するマッパー要素と；
マッパー要素から符号化データを受け取り、その符号化データを送信前に変換するように適合した送信前変換機能、とを含む前記超広帯域無線通信システム。
【請求項２】
請求項１記載のシステムが、更にデータ入力と符号化機能との間に挿入されたスクランブル機能を含む、前記システム。
【請求項３】
請求項１記載のシステムにおいて、符号化機能が更に畳込符号を含む、前記システム。
【請求項４】
請求項３記載のシステムにおいて、符号化機能が更に［Ｒ＝１／３，ｋ＝７］形式の畳込符号を含む、前記システム。
【請求項５】
請求項３記載のシステムにおいて、符号化機能が更にパンクチュアリング特性を用いて所望のパンクチュアされた符号に等価な符号化データを表すように適合したパンクチュアリング機能を含む、前記システム。
【請求項６】
請求項５記載のシステムにおいて、パンクチュアされた符号等価物が３／４でパンクチュアリング特性が８ビットである、前記システム。
【請求項７】
請求項１記載のシステムにおいて、マッパー要素が；
マッピング機能と；
グループ化機能と；
二重搬送波変調機能とを含む、前記システム。
【請求項８】
請求項７記載のシステムにおいて、グループ化機能が符号化データを用意するために、二重搬送波変調機能に加えて、周波数領域拡散機能と時間領域拡散機能を利用するように適合している前記システム。
【請求項９】
請求項１記載のシステムにおいて、二重搬送波変調機能が１つのＮｘＮマトリクス変換を含む、前記システム。
【請求項１０】
請求項９記載のシステムにおいて、二重搬送波変調機能が２ｘ２マトリクス変換を含む、前記システム。
【請求項１１】
請求項１記載のシステムにおいて、二重搬送波変調機能が直交マトリクス変換を含む、前記システム。
【請求項１２】
請求項１記載のシステムにおいて、二重搬送波変調機能が単位マトリクス変換を含む、前記システム。
【請求項１３】
請求項１記載のシステムにおいて、二重搬送波変調機能が［２  １；１  −２］マトリクス変換を含む、前記システム。
【請求項１４】
請求項１記載のシステムにおいて、二重搬送波変調機能が［２  １；−１  ２］マトリクス変換を含む、前記システム。
【請求項１５】
請求項１記載のシステムにおいて、二重搬送波変調機能が［１  １；１  −１］マトリクス変換を含む、前記システム。
【請求項１６】
請求項１記載のシステムにおいて、送信前変換機能が逆高速フーリエ変換を含む、前記システム。
【請求項１７】
ＯＦＤＭベースのデータ送信システムであって；
データ入力と；
データ入力からデータを受け取り、データを符号化するように適合した符号化機能と；
符号化データを変換するように適合した二重搬送波変調機能と；
二重搬送波変調機能で変換された後に符号化データを受け取り、その符号化データを送信前に変換するように適合した送信前変換機能とを含む、前記システム。
【請求項１８】
請求項１７記載のシステムにおいて、ＯＦＤＭベースのデータ送信システムが、多帯域ＯＦＤＭデータ送信システムである、前記システム。
【請求項１９】
請求項１７記載のシステムにおいて、ＯＦＤＭベースのデータ送信システムが、超広帯域データ送信システムである、前記システム。
【請求項２０】
請求項１７記載のシステムにおいて、ＯＦＤＭベースのデータ送信システムが、８０２．１１ＯＦＤＭベースのデータ送信システムである、前記システム。
【請求項２１】
ＯＦＤＭベースの送信システム内のデータ変調方法であって：
指標分離係数を提供し；
第１指標値を有する第１データ構成要素を、第１指標値から分離係数分分離された第２指標値を有する第２データと関連づけ；
［第１データ構成要素；第２データ構成要素］の形式を有する列ベクトルを形成し；
変換マトリクスを用意し；
変換マトリクスを列ベクトルに適用して変換された列ベクトルを生成し；
変換された列ベクトルを第１および第２指標値に対応するトーンで送信する、ステップを含む前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に無線通信分野に関わり、さらに詳細には周波数領域変換を通した直交周波数分割マルチプレクスを用いて通信の稼働率および効率を最大化するための構成並びに方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
さらに強力で便利なデータ並びに情報通信に対する増大する要求によって、多くの通信技術の発展、特に無線通信技術が引き起こされて来ている。多くの場所における、種々の応用分野において無線通信の利便性を提供する多くの技術が展開されてきている。無線通信のこの急増の結果、多くの製造および運用上の考慮を引き起こしている。しかしながらほとんどの場合、無線通信システムは少なくとも１つの共通する特徴、データ伝送速度の最大化の要求および意向、を有する。
【０００３】
無線通信は放送（ＯＴＡ：Ｏｖｅｒ  Ｔｈｅ  Ａｉｒ）送信に依存しているので、無線システムは多くの環境上の信号干渉、同様に法律上の要求および規制を受ける。これらの法的な影響はかなり変動し、さらに異なる国および地域によっては相反する場合もある。無線機器製造者およびサービス提供者はしばしば特定の通信手法を規定する工業規格を制定して、それらに対する競合および係争を緩和させようとしている。環境的な信号干渉は、無線通信に影響を与える自然的に発生する現象により変化する。無線通信の急増の結果、隣接して、部分的に重なり合ったり、または重なり合う周波数領域またはチャンネルで動作する多数の異なる技術が生じている。従って無線機器製造者およびサービス提供者は、周波数領域の衝突の結果生じる性能および信頼性の低下を把握しなければならない。
【０００４】
最近新たに生起している通信技術、特に高データ伝送速度を目的としたものの中で、種々の超広帯域（ＵＷＢ：Ｕｌｔｒａ−Ｗｉｄｅｂａｎｄ）技術が支持と承諾を得ている。ＵＷＢ技術はビデオ、オーディオまたはその他の、種々の装置間での高帯域データ無線伝送で共通的に使用されている。一般的にＵＷＢは短距離無線通信、典型的に約９．１メートル（３０フィート）以内での装置間のデータ中継、で使用されるがより長距離の応用事例も開発されている。従来型ＵＷＢ送信機は、一般的に非常に広い周波数スペクトル、数ＧＨｚの帯域上で動作する。ＵＷＢは、１）その中心周波数の２０％より大きな帯域を占めるスペクトルを有するか、またはもっと一般的に理解されているように２）５００ＭＨｚ以上の帯域のいずれかを有する無線技術として定義される。
【０００５】
ＵＷＢシステムは一般的に直交周波数分割マルチプレクス（ＯＦＤＭ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）として知られる変調技法を用いて非常に広い帯域に渡りデータ伝送を構築または配置している。ＯＦＤＭ技法はＵＷＢシステムのみならず、広帯域通信システムおよび８０２．１１（ａ）のようなプロトコルで一般的に利用されている。
【０００６】
しばしば、特にＵＷＢシステムにおいて、ＯＦＤＭ技法は指定された周波数範囲を複数の副帯域に分割することにより補助されている。これらの複数の副帯域を利用する、ＯＦＤＭ変調と組み合わされたシステムは一般的に多帯域ＯＦＤＭとして知られている。ＵＷＢシステムにおける多帯域ＯＦＤＭ（ＭＢＯＦＤＭ）は、広帯域データ伝送を可能とする、比較的低電力の、広スペクトル通信を提供する。
【０００７】
説明上の事例としてＵＷＢを考えると、米国の連邦通信委員会（ＦＣＣ：Ｆｅｄｅｒａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）は、ＵＷＢ無線通信に対して３．１ＧＨｚ−１０．６ＧＨｚのスペクトルを割り当てている。このＵＷＢ周波数割り当ては無免許制であり、そのスペクトルを多数の潜在的に衝突を起しかねない技術に開放している。この無免許という性質上、ＵＷＢ機器およびシステムは隣接する周波数帯域を占めていたり、または同一周波数帯域のある部分を共有している、既存および将来開発されるサービスの両方に対して対処しなければならない。上手に共存するために、ＵＷＢシステムは或るスペクトル・マスク、或るスペクトル副領域内で選択的に送信を制限する、ように適合できなければならない。
【０００８】
さらに、ＵＷＢ信号の相対強度（すなわち電力）もまた−４１．２５ｄＢｍ／ＭＨｚの送信電力に制限されている。この比較的低い電力のため、ＵＷＢの短距離の性質として、隣接する周波数帯域からの公称程度の信号フェージングまたは信号干渉であっても、指定されたトーンでの信号の整合性に大きな影響を与えかねない。
【０００９】
従来型ＯＦＤＭシステム（例えばＵＷＢシステム）が、１つまたは複数のスペクトル・マスク要求を考慮しなければならないような、普通の状況が増えると、周波数帯域の或る副領域が利用できなくなり、システムの潜在的データ伝送帯域幅が減少する。現在制限されているチャンネルの利用可能な副部分の上で、所望の広帯域データ伝送を実現するために、従来型ＯＥＤＭシステムは利用可能チャンネル副部分上で伝送されるデータの原ボリュームを最大化しなければならない。しかしながら残念なことに、従来型ＯＦＤＭシステムは多くのデータ・コーディングおよびエラー訂正並びにデータ同一性のために冗長化技術を使用している。これらの技術はデータ伝送の信頼性および同一性を、信号雑音または信号干渉を考慮または訂正することにより改善するが、これらは効果的なデータ伝送をかなり低下させる。従って、ＯＦＤＭ技術を利用する無線システム設計者は、高いデータ伝送速度を得ることと、データの同一性または信頼性を保証することとの間の板挟みに会うことになる。
【００１０】
その結果、信頼性のあるデータ同一性を提供する一方で、ＯＦＤＭ規格通信技術の中で最適なデータ処理量を提供するシステム、指定された無線送信周波数範囲の全ての利用可能副部分のシステム利用率を最大化する、を簡単に、効率的にしかも廉価に提供する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明はＯＦＤＭ規格通信の利用率、効率および信頼性を、送信に先立ち選択的周波数領域変換を通して最適化するための種々の構成および方法を含む、多目的システムを提供する。本発明のシステムは、送信の前に信号副搬送波のグループに対して、副搬送波エネルギーを副搬送波のグループに効果的に拡散する方法で、周波数領域変換を提供する。本発明は多くの設計要求および変更に対して容易に適用可能であり、種々のＯＦＤＭ規格システムに実装可能である。従って、本発明はＯＦＤＭ規格通信における最適データ処理能力を、簡単に経済的な方法で提供する。
【００１２】
本発明のシステムは、直交周波数分割マルチプレクス（ＯＦＤＭ）システム、特に超広帯域システム内の複数の搬送波パスに渡る、搬送波データの選択的拡散を提供する。本発明はデータをデータ入力から受け取り、これをスクランブル（またはランダム化機）機能に通す。次にデータは畳込符号化機能に送られ、その出力はパンクチャリング（ｐｕｎｃｔｕｒｉｎｇ）機能によりパンクチャされる。インタリーブ機能はこのパンクチャされた符号データを受け取り、マッパー（ｍａｐｐｅｒ）要素と共同でそのパンクチャされた符号データをＩＦＦＴで送信前変換するように準備する。マッパー要素は二重搬送波変調機能を含む。二重搬送波変調機能は２つのパンクチャード符号データ要素に関連し、これらの要素を２つの別の信号トーン上で送信するための形式に変換する。
【００１３】
さらに詳細には、本発明の実施例は、データ入力、そのデータを受け取り符号化するように適合した符号化機能を有する、超広帯域無線通信システムを提供している。インタリーバ機能は符号化されたデータを符号化機能から受け取り、マッパー要素と協調するように適合されている。マッパー要素は二重搬送波変調機能を有する。送信前変換機能は符号化されたデータをマッパー要素から受け取り、その符号化データをデータの無線送信の前に変換する。
【００１４】
本発明の別の実施例は、ＯＦＤＭベースのデータ送信システムを提供する。このＯＦＤＭシステムはデータ入力、そのデータを受け取り符号化するように適合した符号化機能を有する。二重搬送波変調機能が具備されており、符号化データを選択的に変換するように適合している。送信前変換機能は符号化データを、二重搬送波変調機能による変換の後に受け取り、その符号化データを送信前に変換する。
【００１５】
変発明の或る実施例は、さらにＯＦＤＭ規格通信システムにおけるデータ変調方法を提供する。指標分離係数が用意または決定される。第１指標値を有する第１データ要素が、分離係数分第１指標値から分離された、第２指標値を有する第２データ要素と関連づけられる。［第１データ要素；第２データ要素］を有する列ベクトルが形成される。変換マトリクスが用意され、列ベクトルに適用されて変換列ベクトルを生成する。変換列ベクトルはその後、第１および第２指標値に対応するトーンで送信される。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の種々の実施例を用いて以下に詳細な説明を行うが、本発明は多くの発明的概念を提供しており、これらに基づき種々の改変を行い得ることを理解されたい。本発明をこれ以降、主として直交周波数分割マルチプレクス（ＯＦＤＭ）技法を用いた超広帯域（ＵＷＢ）通信システムの設計および運用に関して図式的に説明する。本発明の或る特徴に関しては多帯域ＯＦＤＭ（ＭＢＯＦＤＭ）ＵＷＢ通信システムの設計および運用に関連してさらに詳細に説明する。このような構成および運用に関して説明するが、本発明の教えおよび実施例は、種々のデータ送信または通信システムまたはプロトコル（例えばＩＥＥＥ  ８０２．１１（ａ））に対して、それらのシステムの特定の必要性または要求に応じて有益に適用できる。従って此処で説明する特定の実施例は、本発明を実施し使用するための特定の方法を単に示すのみであり、本発明の範囲を制限するものではない。
【００１７】
本発明はＯＦＤＭベースの通信システムの利用率、効率および信頼性を最適化するための構造および方法の多目的システムを提供する。本発明はこの最適化を、送信前に信号副搬送波のグループの選択的周波数領域変換を通して提供する。本発明のシステムは副搬送波エネルギーを副搬送波のグループに効果的に拡散し、信号ダイバーシティー損失を緩和し高符号化速度でシステム性能を改善する。本発明は多くの設計要求および変更に適用可能であり、種々のＯＦＤＭベースのシステムに実装可能である。従って本発明はＯＦＤＭベースの通信におけるデータ処理速度の最適化を簡単かつ効率的な方法で提供する。
【００１８】
ＯＦＤＭベースの無線通信システムは一般的に送信前変換機能を用いて、データ信号を周波数領域から時間領域に変換して、無線チャンネル上でＯＴＡ送信を行う。無線チャンネル上で送信する間、或る程度の信号雑音（例えば信号干渉）が時間領域データ信号に加えられる。時間領域信号が受信されると、送信後変換機能が用いられて、信号を周波数領域に戻し後続の信号処理または通信が行われる。しばしばそのような送信前および送信後変換機能は逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）および高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の形をそれぞれ取る。
【００１９】
ＯＦＤＭベースのＵＷＢシステムの場合、送信前ＩＦＦＴは一般的に１２８点（またはトーン）を有する。しかしながら通信システムの型式、または特定の設計または性能要求に依存して、ＩＦＦＴは任意の所望のまたは要求する数のトーンを持つことが可能である。多くの実施例において、それらのトーンの百個がデータ搬送波として使用され、１２個がパイロット搬送波（すなわち、受信機に既知のデータを搬送し、これはコヒーレント検出に使用される）、１０個が保護搬送波、そして６個がヌル（ｎｕｌｌ）トーンである。１０個の保護搬送波は多数の同時または独立機能を提供するように構成される。例えば、保護トーンのいくつかは信号対雑音比（ＳＮＲ）の改善のために構成することが可能であり、これはそれらの保護搬送波に臨界データ（例えば、信頼できないデータ）を運ばせて冗長化送信を行うことで実施する。保護搬送波のいくつかは周波数保護帯域として構成することも可能であり（例えば使用しないで残しておく）、隣接する周波数帯域に対する、またはそこからの信号干渉を防止する。６個のヌルトーンに関して、１つは典型的に利用可能信号スペクトルの真ん中（すなわち直流トーン）を占め、その他は選択的に所望のスペクトル・マスク（例えばＵＷＢ，８０２．１１，８０２．１６）に適合するように構成または指定される。
【００２０】
ＭＢＯＦＤＭシステムにおいて、異なる帯域にまたがるトーンには典型的に直交位相シフトキー（ＱＰＳＫ）データがロードされる。高処理能力ＭＢＯＦＤＭシステムに対して、システムデータ速度を操作したり調整するために使用される多くの技術が存在する。典型的にそのようなシステムは、エラー検出／訂正目的で、何らかの種類の畳込符号を採用している。例えば、ＵＷＢ  ＭＢＯＦＤＭシステムでは、［Ｒ＝１／３，ｋ＝７］畳込符号が、前方エラー訂正（ＦＥＣ）符号として具備されている。そのような符号は種々のパンクチュアリング技法により操作されて、所望のデータ速度（例えば、４８０Ｍｂｐｓに対して［Ｒ＝３／４，ｋ＝７］）が得られる。符号パンクチュアリングに加えて、周波数領域拡散および時間領域拡散のような技術が、所望のデータ速度に落とすために採用されている。
【００２１】
本発明の背景および或る機能を説明する目的で、次に図１を参照すると、これはＭＢＯＦＤＭ  ＵＷＢシステムの送信部分１００の高レベル機能図が示されている。データ１０２がスクランブル機能１０４に、ビット形式で供給される。機能１０４はデータ・ビットに対して疑似乱数化操作を行う。次にデータは畳込み符号機能１０６へ伝送され、これはデータを何らかの所望のコード形式、例えば［Ｒ＝１／３，ｋ＝７］符号形式に変換する。
【００２２】
符号化データは次にパンクチュアリング機能１０８へ伝送され、何らかのパンクチュアリング特性により、所望のパンクチュアされた符号と等価となるように符号化ビットを削減する。例えば、５つのデータ・ビットが［Ｒ＝１／３，ｋ＝７］符号形式に変換される場合、１５個の符号化データ・ビットが機能１０６から機能１０８へ伝送される。所望のパンクチュアされた符号が３／４に等価の場合の、機能１０８は機能１０６から供給された１５個のデータ・ビットを８ビットのパンクチュアリング特性分削減し、７つの符号化ビットを出力する。システムの要求に応じて、機能１０６の畳込符号形式および機能１０８のパンクチュアリング特性は個別にまたは協調して変化し、所望のパンクチュアされた符号と等価（例えば１／２、３／４）となるようにされる。符号化ビットは機能１０８からマッピング機能１１０へ出力される。機能１１０は符号化データに対して、それを送信前変換機能１１２へ送る前に、種々の並べ替えおよびマッピングを実施する。機能１１０は符号化データ・ビットを搬送波トーンにロードするために、例えば隣接する符号化ビットが隣接する搬送波トーンとならないようなインタリーブ機能を実施する。機能１１０はまた符号化データ・ビットをＱＰＳＫ形式に変換し、利用可能データ搬送波トーンの数（例えば１００個）に基づいてＱＰＳＫデータをグループ化する。この場合、機能１１２はＩＦＦＴであって符号化データを、無線チャンネル上で送信する前に周波数領域から時間領域へ変換する。
【００２３】
そのような手法を用いることにより、高データ速度での従来型ＭＢＯＦＤＭ  ＵＷＢシステムは、ビット・エラー率（ＢＥＲ）またはパリティー・エラー率（ＰＥＲ）の増加を経験している。データは複数の帯域上で伝送されるので、変化するＳＮＲ値に曝される率が増加する。伝送されるパケットサイズの大きさ、および経験されるＳＮＲ値により、ＢＥＲまたはＰＥＲは極端に増加する可能性が有り、それは、システム内の性能の著しい損失を表す。そのような損失は、パンクチュアリングのような技術によりもたらされた性能損出と結合して、システム全体の効率を著しく低下させる。
【００２４】
次に図２を参照すると、本発明の特徴が本発明に基づくＭＢＯＦＤＭ  ＵＷＢシステムの送信部分２００の高レベル機能表現と関連して説明されている。データ２０２はスクランブル機能２０４へビット形式で供給される。機能２０４はデータ・ビットに対して疑似乱数化操作を行う。次にデータは畳込符号機能２０６へ伝送され、これはデータを何らかの所望のコード形式、例えば［Ｒ＝１／３，ｋ＝７］符号形式に変換する。
【００２５】
符号化データは次にパンクチュアリング機能２０８へ伝送され、何らかのパンクチュアリング特性により、所望のパンクチュアリング符号と等価となるように符号化ビットを削減する。例えば、５つのデータ・ビットが［Ｒ＝１／３，ｋ＝７］符号形式に変換される場合、１５個の符号化データ・ビットが機能２０６から機能２０８へ伝送される。所望のパンクチュアされた符号が３／４に等価の場合の、機能２０８は機能２０６から供給された１５個のデータ・ビットを８ビットのパンクチュアリング特性分削減し、７つの符号化ビットを出力する。システムの要求に応じて、機能２０６の畳込符号形式および機能２０８のパンクチュアリング特性は個別にまたは協調して変化し、所望のパンクチュアされた符号と等価（例えば１／２、３／４）となるようにされる。
【００２６】
符号化ビットは機能２０８からインタリーバ機能２１０へ出力される。機能２１０はマッピング機能２１２およびグループ化機能２１４と協力して機能する。機能２１０は符号化データ・ビットを利用可能副帯域内の搬送波トーンに、隣接する符号化ビットが隣接する搬送波トーンとならないようにロードする。機能２１２は符号化データ・ビットをＱＰＳＫ形式に変換する。グループ化機能２１４は周波数領域拡散機能または時間領域拡散機能のいずれかを、二重搬送波変調（ＤＣＭ）機能２１６に加えて利用し、ＱＰＳＫデータを並べ替えて搬送波トーン（例えば１００トーン）の上にロードする。機能２１２，２１４および２１６は単一の演算マッピング構成要素２１８の中に実装される。構成要素２１８はインタリーバ２１０の１つの機能部分として実装されても良いし、別の機能要素として実装されても構わない。機能２１０−２１６が符号化データを所望の配列に構成すると、そのデータは次に送信前変換機能２２０へロードされる。この実施例では、機能２２０はＩＦＦＴでありこれは符号化データを周波数領域から時間領域に、無線チャンネル上で送信する前に変換する。
【００２７】
二重搬送波変調機能２１６はＱＰＳＫデータ上に実施される変換を提供し、これは受信機でデータ復元が成功する確率を最適化するように、トーン上でのデータ拡散を最適化する。指定された数の搬送波トーン（例えば１００個）に対して、機能２１６は単一シンボル内のデータを解析し、与えられたデータ要素（Ｓ１）を（Ｓ１）から所望の分離係数（α）だけ離れた別のデータ要素（ＳＡ）と関連づける。分離係数は多くのシステム変数、例えば特定の無線システムに対するトーン・フェージング特性を考慮して選択または調整される。例えば１００個の搬送波トーンの応用事例では、（Ｓ１）と（ＳＡ）との間の最大可能分離を行うために、分離係数２が好適である。Ａの値は次のように決定される：
【００２８】
【数１】
2007535238.tif 000003
従って、１００個の副搬送波と所望の分離係数２を有する事例では、（Ｓ１）は（Ｓ５１）と関連づけられ、（Ｓ２）は（Ｓ５２）と関連づけられる。これらの関連するデータ要素の対は列ベクトル［Ｓ１；Ｓ５１］，［Ｓ２；Ｓ５２］…．［ＳＫ；ＳＬ］の形式のデータ・シンボルとして与えられ、此処で各々のデータ・シンボルは共に（Ｋ）および（Ｌ）トーン上で送信される。
【００２９】
従って、２つの副搬送波グループは、ＫおよびＬと指標をつけられた副搬送波内で送信されるべき、列ベクトル［ＳＫ；ＳＬ］の形式の、１つの送信前データ・シンボルを有する。このデータの送信は［ＳＫ；ＳＬ］を副搬送波ＫおよびＬにマッピングする形式を取り、ＩＦＦＴを適用して、ゼロパッドまたは周期プレフィックスのいずれかを追加して、結果として出来た時間領域ＯＦＤＭシンボルを送信する。しかしながら本発明によれば、ＤＣＭ変換（Ｔ）が最初に［ＳＫ；ＳＬ］に適用され、変換されたシンボル［ＹＫ；ＹＬ］を生成する、此処で［ＹＫ；ＹＬ］＝Ｔ＊［ＳＫ；ＳＬ］である。ＴはＮｘＮ変換マトリクスであり、これは広範な種々の変換型式として提供される。この例ではＴは２ｘ２直交変換として選択される。
【００３０】
従って、この例では［ＹＫ；ＹＬ］がＩＦＦＴにロードされ、無線チャンネル上で送信される。そのようなシステムの受信端では、受信された信号は多くの通常処理操作、例えば同期、周期プレフィックスの除去、およびＦＦＴによる送信後変換が加えられる。受信されたデータ・シンボルは［ＲＫ；ＲＬ］の形式である。［ＲＫ；ＲＬ］＝［ＨＫ＊ＹＫ；ＨＬ＊ＹＬ］、これは［ＨＫ，０；０，ＨＬ］＊［ＹＫ；ＹＬ］と等価である。［ＨＫ，０；０，ＨＬ］は送信チャンネルの何らかの付加または変形特性（例えば雑音効果）を表し、これは例えば受信機側で既知の訓練情報を送信することにより決定または推定される。［ＨＫ，０；０，ＨＬ］＊［ＹＫ；ＹＬ］＝［ＨＫ，０；０，ＨＬ］＊  Ｔ＊［ＳＫ；ＳＬ］；これから［ＳＫ；ＳＬ］が抽出される。受信機での有効チャンネル（Ｈｃ）は［ＨＫ，０；０，ＨＬ］＊Ｔである。Ｈｃは標準の反転値（ＺＦ）、ＬＭＭＳＥ型チャンネル補償（これはまた２つの副搬送波上の雑音変動と見なせる）のいずれか、またはＭＡＰ／ＭＬ復号機を使用して取り除ける。種々の実施例において、ＤＣＭ変換（Ｔ）は１つの副搬送波グループから別のグループへ変化する。
【００３１】
先に述べたように、（Ｔ）は容易にＮｘＮの事例に、ＮｘＮマトリクスとして拡張できる。例えばＮｘＮ変換を有する１つの実施例において、ＯＦＤＭシンボル内の（Ｍ）個の副搬送波が（Ｎ）個の副搬送波の（Ｍ／Ｎ）個のグループへ分割される。変換（Ｔ）がこれらの副搬送波グループの各々に適用される。個別の運用上の要求または特性に応じて、副搬送波の（Ｍ／Ｎ）個のグループの各々に対して異なる変換（Ｔ１），（Ｔ２）…（Ｔｘ）が適用される。別の実施例において、（Ｍ）個の副搬送波は（Ｎ１），（Ｎ２）…（ＮＰ）副搬送波のグループに分割され、此処で（ＮＰ）、すなわち副搬送波グループ化のサイズ、はＯＦＤＭシンボル内、またはＯＦＤＭシンボルの間で変化する。異なる変換（Ｔ１），（Ｔ２）…（ＴＰ）が副搬送波の各々のグループにそれぞれ適用される。ＤＣＭ変換はまたデータ、パイロットまたは無トーンの任意の組み合わせに対して適用される。変換（Ｔ）のサイズおよび抽出構造もまた指定されたパケット内で、すなわちシンボル間で、また同様にパケットに渡って、時間と共に変化する。
【００３２】
ＭＢＯＦＤＭシステムが各々のＯＦＤＭシンボル内に１００個のデータ・トーンを含む、本発明の１つの実施例において、（Ｔ）がいくつかの有用な形式の１つとして提供されている。先に説明した例で示したように、Ｔ＝［２  ｌ；ｌ−２］が実施例の中で使用されており、此処で各々の副搬送波グループは位置ＫおよびＫ＋５０でのデータ・トーンから成り、すなわち此処で対となっている副搬送波はパイロット・トーンを挿入する前に５０個のトーン位置に分離されている。別の実施例では（Ｔ）は［１  １；１−１］，［２  １；−１  ２］，または［ｃｏｓθｓｉｎθ；−ｓｉｎθｃｏｓθ］の形式を取り、此処でθは０からπ／２の間の値を取る。変換（Ｔ）はまた複素値変換、例えば［１  ｅｘｐ（ｊθ）；ｅｘｐ（−ｊθ）１］であり、此処でθは０からπ／２の間の値を取る。その他の種々の実施例において、変換（Ｔ）は多くの方法、例えば行または列の入れ替え、行または列の負号化、および行および列の共約化で提供および修正することが可能である。選択された（Ｔ）の形式は多くの要素、例えば全体的送信効率または復号化技法の複雑さ、またはそれらの間のトレードオフ、に基づき決定される。
【００３３】
本発明の１つの実施例において、副グループのシンボルは、各々の列ベクトルを異なる高次の星座（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）にマッピングすることにより「拡散」される。例えば、１つの実施例において、２個のシンボルがグループ化され２つの副搬送波上で「拡散」される。この実施例において、［ＳＫ；ＳＬ］はＫおよびＬで表されるトーン指標に対応するシンボル・ベクトルである。ＣはシンボルＳＫおよびＳＬで使用される濃度（Ａ）の星座である。この実施例は、ＭＢＯＦＤＭシステム、星座Ｃは濃度Ａ＝４のＱＰＳＫである。シンボル・ベクトル［ＳＫ；ＳＬ］は新たなベクトル［ＹＫ；ＹＬ］にマッピングされ、此処で構成要素ＹＫおよびＹＬはそれぞれ星座Ｃ１およびＣ２から導かれる。星座Ｃ１およびＣ２はそれぞれ濃度（Ａ１）および（Ａ２）を有する。（Ａ１）および（Ａ２）は（Ａ）より大きく、また（Ａ）２以下となるように選ばれる。例えば、ＭＢＯＦＤＭシステムでは、（Ａ１）および（Ａ２）は１６に選ばれ、星座Ｃ１およびＣ２は、［ＳＫ；ＳＬ］のＣ１およびＣ２への異なるマッピングを有する１６ＱＡＭに選ばれる。
【００３４】
従って、本発明により、送信前変換（Ｔ）は付加拡散領域を提供する。これはＯＦＤＭベースの応用事例に対して効率的な副搬送波拡散技法を提供し、広範な種々の無線通信用途に容易に適用できるものである。データは効率的に対とされるか、またはグループ化され、チャンネルスペクトルに渡って所望の拡散を有する複数の副搬送波上を送信される。この拡散により特定トーンでの損失または信号干渉によるデータ・エラーが減少し、全体でのデータ精度および信頼性が劇的に改善される。さらに、本発明に基づくシステムは種々のチャンネル条件（例えば信号干渉スパイク）の変化に対して対処して適合できる。十分な送信機または受信機技術が存在する場合には、送信条件変化に合わせて、ダイナミックに変換（Ｔ）を変更するようにフィードバックおよび制御システムを組み込むことが可能である。加えて、変換（Ｔ）は特定のパラメータ（例えばＰＥＲ，ＢＥＲ，ＳＮＲ）に対してシステム性能を最適化するように提供できる。
【００３５】
多くの変更が本発明に包含される。従って此処に提示された実施例および事例は本発明および実際的な応用をもっとも良く説明するものとして提示されたものであり、当業者が本発明を利用可能とならしめるものである。しかしながら、当業者は以上の説明並びに事例が図示および例示目的のためのみに提供されていることを理解されよう。例えば、本発明のシステムは効果的に単一または複数アンテナ・システムに適用される。別の変化として送信前変換は単位変換マトリクスまたは直交変換マトリクスとして提供できる。本発明の教えおよび原理は広範な種々の通信プロトコル（例えば、ＵＷＢ，８０２．１１，８０２．１６）に応用可能または適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１はＭＢＯＦＤＭ  ＵＷＢシステム区分の１つの実施例を図示する。
【図２】図２は、本発明の実施例に基づくＭＢＯＦＤＭ  ＵＷＢシステム区分の１つの実施例を図示する。
【図１】
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【図２】
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