(57)【要約】離散パワースペクトル密度（ＰＳＤ）コンポーネントが低減したワイドバンド信号を生成し、処理する方法および装置が、開示される。送信用のデータに応じてデータシンボルを生成し、１個以上のデータシンボルを１個以上の直交周波数多重（ＯＦＤＭ）シンボルを含むフレームに変換し、擬似乱数データ系列に応じてフレームを選択的に反転し、選択的に反転されたフレームを備えるワイドバンド信号内のワイドバンド信号パルスを変調することにより、離散ＰＳＤコンポーネントが低減したワイドバンド信号が得られる。
2007532065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイドバンド信号パルスを含み、離散パワースペクトル密度（ＰＳＤ）コンポーネントが低減したワイドバンド信号で送信するため、ソースデータを処理する方法であって、
前記ソースデータに応じて、データシンボルを生成し、
１個以上の前記データシンボルを、１個以上の直交周波数多重（ＯＦＤＭ）シンボルを含むフレームに変換し、
乱数データ系列に応じて、前記ＯＦＤＭシンボル・フレームを選択的に反転し、
前記選択的に反転されたＯＦＤＭシンボル・フレームを備える前記ワイドバンド信号において、前記ワイドバンド信号内の前記ワイドバンド信号パルスを変調する、ステップを有することを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記ソースデータは、ビットを含み、
前記生成するステップは、（ｉ）二位相偏移変調および（ｉｉ）四位相偏移変調のうちの一つを用いて、前記ソースデータのビットを前記データシンボルにマッピングする、ステップを有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記データシンボルは、周波数領域内にあり、
前記変換するステップは、前記１個以上のデータシンボルを、前記周波数領域から時間領域に変換することにより、前記ＯＦＤＭシンボルを含む前記フレームを生成する、ステップを有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
さらに、前記生成するステップより前に、前記ソースデータをスクランブルするステップを有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記スクランブルするステップは、実質的に無相関の種により初期化される線形フィードバック構成を用いて、前記ソースデータをスクランブルする、ステップを有することを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記選択的に反転するステップは、前記乱数データ系列に応じて、前記フレーム内の１個以上の特定のＯＦＤＭシンボルを、選択的に反転する、ステップを有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ワイドバンド信号は、ウルトラ・ワイドバンド信号パルスを含むウルトラ・ワイドバンド信号であり、
前記変調するステップは、前記選択的に反転されたＯＦＤＭシンボル・フレームを備える前記ウルトラ・ワイドバンド信号において、前記ウルトラ・ワイドバンド信号内の前記ウルトラ・ワイドバンド信号パルスを変調する、ステップを有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ワイドバンド信号は、ワイドバンド信号パルスを含むマルチバンド・ワイドバンド信号であり、
前記変調するステップは、前記選択的に反転されたＯＦＤＭシンボル・フレームを備える前記マルチバンド・ワイドバンド信号において、前記マルチバンド・ワイドバンド信号内の少なくとも１つのサブバンドに対応する前記ワイドバンド信号パルスを変調する、ステップを有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
ワイドバンド信号パルスを含み、離散パワースペクトル密度（ＰＳＤ）コンポーネントが低減したワイドバンド信号で送信するため、ソースデータを処理する装置であって、
前記ソースデータに応じて、データシンボルを生成するように構成されるマッピング部と、
前記マッピング部に結合され、１個以上のデータシンボルを、１個以上の直交周波数多重（ＯＦＤＭ）シンボルを含むフレームに変換するように構成される変換部と、
前記変換部に結合され、前記ＯＦＤＭシンボル・フレームを選択的に反転するように構成される反転部と、
前記反転部に結合され、前記選択的に反転されたＯＦＤＭシンボル・フレームを備える前記ワイドバンド信号において、前記ワイドバンド信号内の前記ワイドバンド信号パルスを変調するように構成されるワイドバンド送信部と、を有することを特徴とする、装置。
【請求項１０】
さらに、前記マッピング部に結合され、前記ソースデータを前記データシンボルにマッピングするより前に、前記ソースデータをスクランブルするように構成されるスクランブラ部を有することを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記スクランブラ部は、
種値により初期化するように構成される線形フィードバック・シフトレジスタと、
前記線形フィードバック・シフトレジスタに結合され、前記線形フィードバック・シフトレジスタを初期化する種値群を含むメモリと、を有し、
前記種値は、互いに実質的に無相関であることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記ワイドバンド送信部は、マルチバンド・ワイドバンド送信部であることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１３】
前記ワイドバンド送信部は、ウルトラ・ワイドバンド送信部であることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１４】
前記データシンボルは、周波数領域内にあり、
前記変換部は、前記データシンボルを、前記周波数領域から時間領域内の前記ＯＦＤＭシンボル・フレームに変換するように構成されることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１５】
前記反転部は、前記フレーム内の１個以上の特定のＯＦＤＭシンボルを選択的に反転するように構成されることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１６】
１個以上の直交周波数多重（ＯＦＤＭ）シンボルを含むフレームが、乱数データ系列を用いて選択的に反転され、前記選択的に反転されたフレームを備えるとともに、離散パワースペクトル密度（ＰＳＤ）コンポーネントが低減した受信ワイドバンド信号において、ソースデータを再生するため、前記受信ワイドバンド信号を処理する方法であって、
前記ワイドバンド信号を復調することにより、前記選択的に反転されたＯＦＤＭシンボル・フレームを再生し、
前記乱数データ系列に応じて前記フレームを選択的に反転することにより、原ＯＦＤＭシンボル・フレームを再生し、
前記原ＯＦＤＭシンボル・フレームを、１個以上のデータシンボルに変換し、
前記１個以上のデータシンボルに応じて、前記ソースデータを生成する、ステップを有することを特徴とする、方法。
【請求項１７】
前記原フレームは、時間領域内にあり、
前記変換するステップは、前記原ＯＦＤＭシンボル・フレームを、前記時間領域から前記周波数領域に変換することにより、前記１個以上のデータシンボルを生成する、ステップを有することを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ソースデータはスクランブルされ、
さらに、前記ソースデータをデスクランブルする、ステップを有することを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記ワイドバンド信号は、ウルトラ・ワイドバンド信号であり、
前記復調するステップは、前記ウルトラ・ワイドバンド信号を復調することにより、前記選択的に反転されたＯＦＤＭシンボル・フレームを再生する、ステップを有することを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記ワイドバンド信号は、マルチバンド・ワイドバンド信号であり、
前記変調するステップは、前記マルチバンド・ワイドバンド信号を復調することにより、前記選択的に反転されたＯＦＤＭシンボル・フレーム再生する、ステップを有することを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
１個以上の直交周波数多重（ＯＦＤＭ）シンボルを含むフレームが、乱数データ系列を用いて選択的に反転され、前記選択的に反転されたフレームを備えるとともに、離散パワースペクトル密度（ＰＳＤ）コンポーネントが低減した受信ワイドバンド信号において、ソースデータを再生するため、前記受信ワイドバンド信号を処理する装置であって、
前記ワイドバンド信号を復調することにより、前記選択的に反転されたＯＦＤＭシンボル・フレームを再生するように構成されるワイドバンド受信部と、
前記ワイドバンド受信部に結合され、前記再生された選択的反転ＯＦＤＭシンボル・フレームを、前記乱数データ系列を用いて選択的に反転することにより、原ＯＦＤＭシンボル・フレームを再生するように構成される反転部と、
前記反転部に結合され、前記原ＯＦＤＭシンボル・フレームを、１個以上のデータシンボルに変換するように構成される変換部と、
前記変換部に結合され、前記１個以上のデータシンボルに応じて、前記ソースデータを生成するように構成されるマッピング部と、を有することを特徴とする、装置。
【請求項２２】
さらに、前記マッピング部に結合され、前記ソースデータをデスクランブルするように構成されるデスクランブラ部、を有することを特徴とする、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記ワイドバンド受信部は、マルチバンド・ワイドバンド受信部であることを特徴とする、請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
前記ワイドバンド受信部は、ウルトラ・ワイドバンド受信部であることを特徴とする、請求項２１に記載の装置。
【請求項２５】
前記原フレームは、時間領域内にあり、
前記変換部は、前記原ＯＦＤＭシンボル・フレームを、前記時間領域から周波数領域内の前記１個以上のデータシンボルに、変換するように構成されることを特徴とする、請求項２１に記載の装置。
【請求項２６】
ワイドバンド信号パルスを含み、離散パワースペクトル密度（ＰＳＤ）コンポーネントが低減したワイドバンド信号で送信するため、ソースデータを処理するシステムであって、
前記ソースデータに応じて、データシンボルを生成する手段と、
１個以上の前記データシンボルを、１個以上の直交周波数多重（ＯＦＤＭ）シンボルを含むフレームに変換する手段と、
乱数データ系列に応じて、前記ＯＦＤＭシンボル・フレームを選択的に反転する手段と、
前記選択的に反転されたＯＦＤＭシンボル・フレームを備える前記ワイドバンド信号において、前記ワイドバンド信号内の前記ワイドバンド信号パルスを変調する手段と、を有することを特徴とする、システム。
【請求項２７】
さらに、前記生成するステップより前に、前記ソースデータをスクランブルする手段を有することを特徴とする、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
ワイドバンド信号パルスを含み、離散パワースペクトル密度（ＰＳＤ）コンポーネントが低減したワイドバンド信号で送信するため、ソースデータを処理するワイドバンド信号処理方法において、コンピュータにより読み取り可能なキャリヤに搭載された前記処理方法を、コンピュータに実装して制御するように構成されたソフトウェアを含む、コンピュータにより読み取り可能なキャリヤであって、
前記処理方法は、
前記ソースデータに応じて、データシンボルを生成し、
１個以上の前記データシンボルを、１個以上の直交周波数多重（ＯＦＤＭ）シンボルを含むフレームに変換し、
乱数データ系列に応じて、前記ＯＦＤＭシンボル・フレームを選択的に反転し、
前記選択的に反転されたＯＦＤＭシンボル・フレームを備える前記ワイドバンド信号において、前記ワイドバンド信号内の前記ワイドバンド信号パルスを変調する、ステップを含むことを特徴とする、コンピュータにより読み取り可能なキャリヤ。
【請求項２９】
前記コンピュータにより実装される方法は、さらに、前記生成するステップより前に、前記ソースデータをスクランブルするステップを含むことを特徴とする、請求項２８に記載のコンピュータにより読み取り可能なキャリヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信の分野に関し、さらに詳しくは、離散パワースペクトル密度コンポーネントが低減したワイドバンド信号を生成し、処理する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウルトラ・ワイドバンド（ＵＷＢ：ｕｌｔｒａ  ｗｉｄｅｂａｎｄ）技術は、非常に短い期間のベースバンド・パルスを使用することにより、ほぼ０ＧＨｚから数ＧＨｚまで、送信信号のエネルギーを非常に薄く拡散する。適切に構成される場合、ＵＷＢ信号は、相互干渉が無視できるため、同一の周波数帯において他の通信信号と共存することが可能である。連邦通信委員会（ＦＣＣ：Ｆｅｄｅｒａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）は、他の通信システムとの干渉を防止するため、ＵＷＢ通信システムに対してＵＷＢ信号の発射限界を規定した。
【０００３】
ＵＷＢ信号の発射分析図は、そのパワースペクトル密度（ＰＳＤ：ｐｏｗｅｒ  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｄｅｎｓｉｔｙ）を調べることにより、測定される。ランダムな時間軸ジッターの存在下において、確率論的手法を用いる「時間ホッピング拡散スペクトラム」信号構成のＰＳＤ特性が、モエ他により、「定常的時間軸ジッターの存在下においてＭ関係巡回定常系列により生成されるデジタルパルスストリームのパワースペクトル密度について」という題の論文において、開示されている。ＩＥＥＥトランザクション・オン・コミュニケーション、４６巻、９号、１１３５−１１４５頁、１９９８年９月発行、を参照。この論文によれば、ＵＷＢ信号のパワースペクトラムは、連続コンポーネントと離散コンポーネントで構成される。全パワーが同等の場合、離散コンポーネントは、連続コンポーネントよりも高いＰＳＤを示す。
【０００４】
現在、マルチバンド・直交周波数多重（ＯＦＤＭ：ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）は、ＵＷＢ通信システムで使用することが検討されている。ＯＦＤＭを用いたマルチバンドＵＷＢ通信システムにおいて、ＵＷＢ周波数バンドはサブバンドに分割され、各サブバンドにＯＦＤＭ変調が適用される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＯＦＤＭを用いたマルチバンドＵＷＢ通信システムなどの通信システムにおいて、通信距離増大への要望が、絶えず存在している。通信距離を増大させる一方策は、送信で使用するパワーを増大させることである。ＵＷＢ信号に対するＦＣＣ発射限界に従いつつ送信パワーを増大させるため、離散コンポーネントを低減することにより、ＦＣＣ発射限界に従いつつ全体的なパワーを増大させることが望ましい。従来の通信システムにおいて、スクランブラは、タイミング再生と等化に共通に用いられる。それゆえに、これらスクランブラが、ＯＦＤＭを用いたマルチバンドＵＷＢ通信システムのサブバンド内における離散ＰＳＤコンポーネントを低減させるのに、効率的および／または効果的であるとは言えない。それは例えば、大略１００Ｍｂｐｓないし５００Ｍｂｐｓの高パルス繰り返し周波数（ＰＲＦ：ｐｕｌｓｅ  ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、およびこれらマルチバンドＵＷＢ通信システムにおける時分割多元接続（ＴＤＭＡ：ｔｉｍｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）フレーム構成に起因している。したがって、ＯＦＤＭを用いたマルチバンドＵＷＢ信号のサブバンド内における離散ＰＳＤコンポーネントを低減させるため、改善された方法および装置が必要とされる。本発明は、とりわけこの必要性を満足する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、離散パワースペクトル密度（ＰＳＤ）コンポーネントが低減したワイドバンド信号を生成し、処理する方法および装置に具体化される。送信用のデータに応じてデータシンボルを生成し、１個以上の前記データシンボルを１個以上の直交周波数多重（ＯＦＤＭ）シンボルを含むフレームに変換し、乱数データ系列に応じて前記フレームを選択的に反転し、前記選択的に反転されたフレームを備える前記ワイドバンド信号内のワイドバンド信号パルスを変調することにより、離散ＰＳＤコンポーネントが低減したワイドバンド信号が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、本発明に従う代表的直交周波数多重（ＯＦＤＭ：ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）ワイドバンド通信システム１００を概念的に表す。図示された通信システム１００内の多少のブロックの機能が、ハードウェアまたはソフトウェアモジュールに関する同様な構成要素により、実行される。当然のことながら、本発明の実施の形態は、ハードウェア、ソフトウェア、またはこれらの組合せで実装される。このような実施の形態では、以下に説明される種々の構成要素およびステップは、ハードウェアおよび／またはソフトウェアで実装される。
【０００８】
一般的に概説すると、ソースデータを送信する送信装置１０２は、ＯＦＤＭ変調構成を用いて送信する前に、選択的に反転し、任意でソースデータをスクランブルすることにより、送信されるデータの離散パワースペクトル密度（ＰＳＤ：ｐｏｗｅｒ  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｄｅｎｓｉｔｙ）コンポーネントを低減させる。受信装置１０４は、送信されたデータを受信し、受信されたデータを、ＯＦＤＭ復調構成を用いて復調し、反転を元に戻し、任意でスクランブルすることにより、原ソースデータを再生する。
【０００９】
送信装置１０２および受信装置１０４の構成要素が、ここで詳細に説明される。一つの代表的実施の形態において、ソースデータは、ソースデータをスクランブルするように構成された任意要素のスクランブラ部１０６に適用される。スクランブラ部１０６は、例えば同期ワードのような繰り返しデータ以外のすべてのソースデータを、スクランブルする。別の代表的実施の形態では、ソースデータはスクランブルされず、任意要素のスクランブラ部１０６は省略することができる。
【００１０】
一つの代表的実施の形態において、スクランブラ部１０６は、スクランブル・ワードを用いて、ソースデータの少なくとも一部分をスクランブルする。８個の代表的スクランブル・ワード（番号０−７）の一覧表が、表１に表される。
【表１】
2007532065.tif 000003
代表的スクランブル・ワードは、例えばＸＯＲ論理回路（図示せず）を用いて、ソースデータの一部分と論理的に結合され、ソースデータがスクランブルされる。
【００１１】
別の代表的実施の形態では、電気電子学会（ＩＥＥＥ：Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒ’ｓ）標準規格ＩＥＥＥ８０２．１５．３ａ、への提案で説明されたようなスクランブラ部が、ソースデータをスクランブルするために用いられる。提案されたスクランブラ部は、１５ビット線形フィードバック・シフトレジスタ（ＬＦＳＲ：ｌｉｎｅａｒ  ｆｅｅｄｂａｃｋ  ｓｈｉｆｔ  ｒｅｇｉｓｔｅｒ）を使用し、スクランブラ部用に擬似乱数バイナリ系列（ＰＲＢＳ：ｓｅｕｄｏ−ｒａｎｄｏｍ  ｂｉｎａｒｙ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を生成する。各フレームの先頭で、ＬＦＳＲは所定値（種）をロードする。所定値は、以下では初期設定と呼ばれる。２個のビット識別子（ｂ１、ｂ０）で示される４個の種は、初期設定の選択用に定義される。それは表２に図示される。
【表２】
2007532065.tif 000004
スクランブル用に使用される種値は、２個のビット識別子を用いて、種群から選択される。次に、選択された種は、例えばＸＯＲ論理回路（図示せず）を用いて、論理的にソースデータと結合され、ソースデータがスクランブルされる。２個のビット識別子は、ソースデータとともにパケットで送信され、受信部１０４においてデスクランブラ部１３４を初期化するために使用される。
【００１２】
表２で表されるように、種値は高い相関性を有する（すなわち、各種値の最初の２ビットだけが独特であるにすぎない）。したがって生成された擬似乱数系列は、高い相関性を有し、適度なランダム性を欠くために、結果的に線スペクトル（すなわち、離散ＰＳＤコンポーネント）になる。発明者は、無相関の種を使用することにより、離散ＰＳＤコンポーネントの抑圧においてよりすぐれた結果が得られることに気づいた。表３は、スクランブラ部１０６で使用される代表的な種群を表す。
【表３】
2007532065.tif 000005
表３には４個の種値があり、各種値は２８ビットを含む。種値は、実質的には無相関であり、それゆえ、これらの種値を用いて生成された擬似乱数系列は、実質的に無相関である。表３の種群は説明用に示されているにすぎず、異なる種値や、より大きいまたはより小さい種、さらに種当たりのビット数がより多いまたはより少ない種を含む種群が、用いられてもよい。ここでの説明から、種群用に適した無相関の種値の生成法は、当業者には理解される。
【００１３】
マッピング部１０８は、スクランブラ部１０６に結合され、スクランブルされたソースデータを受ける。マッピング部１０８は、ソースデータに応じて、データシンボルを生成する。一つの代表的実施の形態において、マッピング部１０８は、ソースデータビットを周波数領域内のデータシンボルにマッピングする。マッピング部１０８は、非限定的な例として、二位相偏移変調（ＢＰＳＫ：ｂｉｎａｒｙ  ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ）、四位相偏移変調（ＱＰＳＫ：ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ）、または直交振幅変調（ＱＡＭ：ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などのコンスタレーションを備えたマッピング構成を使用する。マッピング部１０８は、畳み込み符号化、パンクチュアド符号化、およびビットインタリービングなどの既知の機能を、追加的に実行してもよい。
【００１４】
変換部１１０はマッピング部１０８に結合され、データシンボルを受ける。変換部１１０はデータシンボルを、周波数領域から、時間領域における１個以上のＯＦＤＭシンボルを含むフレームに変換する。一つの代表的実施の形態において、変換部１１０は、逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）または逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）などの逆フーリエ変換を用いる。変換部１１０は、データシンボルから成るフレームを、直交周波数サブキャリヤ群上にマッピングするとともに、各シンボルを異なるサブキャリヤにマッピングする。一つの代表的実施の形態において、変換部１１０は、一度にＮデータシンボルを取り込む。ここでＮは利用可能な周波数サブキャリヤの数であり、Ｎ個の周波数サブキャリヤはＯＦＤＭシンボルから成るフレーム（例えばＴＤＭＡフレーム）を形成する。このＯＦＤＭシンボル・フレームは、すべてのＮデータシンボル（すなわち、Ｎキャリヤ）に対応する正弦曲線値の総和を表すパルスで構成される。
【００１５】
反転部１１２は変換部１１０に結合され、ＯＦＤＭシンボル・フレームを受ける。反転部１１２は、所定の反転機能に従って、ＯＦＤＭシンボル・フレームを選択的に反転する。一つの代表的実施の形態において、反転部１１２は、乱数または擬似乱数系列から成るビットに応じて、全部のＯＦＤＭシンボル・フレームを選択的に反転することにより、フレームを選択的に反転する。別の代表的実施の形態において、反転部１１２は、擬似乱数系列から成るビットに応じて、フレーム内の特定のＯＦＤＭシンボルを選択的に反転することにより、フレームを選択的に反転する。反転部１１２は、ＯＦＤＭシンボル、またはこのＯＦＤＭシンボルを例えば反転回路（図示せず）により反転したシンボル、のいずれか一方を、乱数または擬似乱数系列から成るビットに応じて通過させるマルチプレクサ（図示せず）であってもよい。反転部１１２は、変換部１１０からのＯＦＤＭシンボルから成るパルスを反転してもよいし、パルスから生成される波形を反転してもよい。ここでは、乱数生成部、乱数系列、および乱数は、乱数と擬似乱数の両方に関する生成部、系列、および数を指すために使用される場合がある。
【００１６】
一つの代表的実施の形態において、反転部１１２は乱数生成部１１４に結合される。乱数生成部１１４は、少なくとも実質的に一様に分布される乱数または擬似乱数を生成することにより、乱数または擬似乱数系列を生成する。反転部１１２は、乱数または擬似乱数系列を用いて、ＯＦＤＭシンボル・フレームを選択的に反転する。適切な乱数生成部は、ここでの説明から、当業者には理解される。
【００１７】
ワイドバンド送信部１１６は、反転部１１２に結合される。ワイドバンド送信部１１６は、選択的に反転されたＯＦＤＭシンボル・フレームを、アンテナ１１８を介して送信する。一つの代表的実施の形態において、変換部１１０により生成されるＯＦＤＭシンボルパルスは、補間機能を用いて滑らかにされ、ワイドバンド信号の少なくとも一部分における周波数キャリヤ数に一致するように、アップコンバートされる。次にワイドバンド送信部１１６は、アップコンバートされたＯＦＤＭシンボルパルスから成るフレームを、ＵＷＢ信号内のＵＷＢパルスのように、ワイドバンド信号内のワイドバンドパルス上に変調する。アップコンバートされたフレーム内のＯＦＤＭシンボルパルスは、全部のワイドバンド信号を介してワイドバンドパルス上に変調されてもよいし、マルチバンド・ワイドバンド信号内のサブバンドのように、ワイドバンド信号の一部分内のワイドバンドパルス上に変調されてもよい。ワイドバンド送信部１１６は、ＵＷＢ送信部であってもよいし、マルチバンドＵＷＢ送信部であってもよい。
【００１８】
受信装置１０４内のワイドバンド受信部１２０は、別のアンテナ１２２を介して、送信されたワイドバンド信号を受信し、ワイドバンド信号を処理することにより、選択的に反転されたＯＦＤＭシンボルパルス・フレームを再生する。ワイドバンド受信部１２０内の相関部１２４は、受信されたデータを、送信装置１０２により使用されるパルス形状と相関演算することにより、ワイドバンド信号パルスを特定し、デジタルパルスに変換する。一つの代表的実施の形態において、相関部１２４はマッチドフィルタ相関部であり、ＯＦＤＭ・ＵＷＢパルスなどのＯＦＤＭワイドバンド信号パルスから成る入力フレームを特定し、相関演算するように構成される。ワイドバンド受信部１２０は、相関性を有するＯＦＤＭパルスを処理することにより、選択的に反転されたＯＦＤＭシンボル・フレームを再生する。ワイドバンド受信部１２０は、ＵＷＢ受信部またはマルチバンドＵＷＢ受信部であってもよい。
【００１９】
同期化部１２６は、ワイドバンド受信部１２０に結合される。同期化部１２６は、処理するためのＯＦＤＭシンボルパルス・フレームを同期化させることにより、原ソースデータを再生する。一つの代表的実施の形態において、同期化部１２６は、受信されたＯＦＤＭ信号パルスに含まれる所定のプリアンブルを相関演算することにより、フレームの始まりを特定する。全部のＯＦＤＭシンボル・フレームが選択的に反転される場合、同期化部１２６は、さらに、フレームに対する相関機能が、正の最大値（フレームが反転されていないことを示す）または負の最大値（フレームが反転されていることを示す）を生成するかどうかを判断するようにしてもよい。次に同期化部は、正の最大値と判断されれば、正値の信号を生成し、負の最大値と判断されれば、負値の信号を生成する。
【００２０】
反転部−１１２８（逆反転部１２８）は同期化部１２６に結合され、選択的に反転されたＯＦＤＭシンボル・フレームを受ける。反転部−１１２８は、選択的に反転されたＯＦＤＭシンボル・フレームを選択的に反転することにより、送信部１０２において反転部１１２により導入された選択的反転を元に戻し、その結果、時間領域内の原ＯＦＤＭシンボル・フレームを再生する。反転部−１１２８は、反転部１１２の反転機能に基づく所定の反転機能に従って、反転を元に戻す。一つの代表的実施の形態において、反転部−１１２８は、上述した乱数生成部１１４と実質的に同一構成の乱数生成部１３０に結合される（従って、ここではこれ以上詳しくは説明しない）。反転部−１１２８は、選択的に反転されたフレーム（またはフレーム内のＯＦＤＭシンボル）、もしくはこの選択的に反転されたフレームを例えば反転論理回路（図示せず）により反転したフレーム（またはフレーム内の特定のＯＦＤＭシンボル）、のいずれかを、乱数生成部１３０により生成される擬似乱数系列内の特定のビットに応じて選択的に通過させるマルチプレクサ（図示せず）であってもよい。
【００２１】
２個の乱数生成部１１０および１３０は、同一の擬似乱数系列を生成する。同期化のため、生成部１１０および１３０は、系列の第１ビットが送信されるか受信される時、例えば、同期化部１２６により特定された時に、共通点で生成を開始するように構成される。データが送信準備している時に擬似乱数を生成する（例えば、「オン・ザ・フライ」の）代わりに、乱数群をあらかじめ生成し、配列に記憶しておくことができる。送信装置１０２と受信装置１０４の乱数生成部１１０、１３０には、同等の配列が用いられる。一つの代表的実施の形態において、乱数は、記憶された配列へのインデックスとして生成され、送信装置１０２と受信装置１０４との間の同期確立用に送信される。
【００２２】
全部のフレームが選択的に反転されるような実施の形態では、反転部−１１２８は、同期化部１２６により特定される正および負の最大値に応じて、ＯＦＤＭシンボル・フレームを選択的に反転する。一つの代表的実施の形態において、反転部−１１２８は、負値信号を同期化部１２６から受ける場合、フレームを反転し、正値信号を同期化部１２６から受ける場合、フレームを反転しない。このように、全部のフレームが選択的に反転される場合、乱数生成部１３０は省略することができる。これにより、送信部１０２内の乱数生成部１１４は、乱数生成部と擬似乱数生成部のいずれでもよいことになる。
【００２３】
変換部１３２は反転部−１１２８に結合され、原ＯＦＤＭシンボル・フレームを受ける。変換部１３２は、原ＯＦＤＭシンボル・フレームを、時間領域から周波数領域内のデータシンボルに変換する。このデータシンボルは、送信部１０２内の変換部１１０に送られたものである。
【００２４】
デマッピング部１３４は変換部１３２に結合され、データシンボルを受ける。デマッピング部１３４は、データシンボルに応じて原ソースデータを生成するように構成される。デマッピング部１３４は、非限定的な例として、二位相偏移変調（ＢＰＳＫ）、四位相偏移変調（ＱＰＳＫ）、および直交振幅変調（ＱＡＭ）などのコンスタレーションを備えたデマッピング構成を使用する。デマッピング部１３４は、周波数領域等化（ＦＥＱ：ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｏｍａｉｎ  ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ）、デインタリービング、およびビタビ復号化などの既知の機能を、追加的に実行してもよい。
【００２５】
任意要素のデスクランブラ部１３６はデマッピング部１３４に結合され、ソースデータを受ける。一つの代表的実施の形態において、デスクランブラ部１３６は、同期化の後、スクランブラ部１０６によりソースデータに導入されたスクランブルを元に戻し、原ソースデータを生成する。デスクランブラ部１３６は、スクランブラ部１０６により使用されるスクランブル機能に基づく所定のデスクランブル機能に従って、スクランブルを元に戻す。スクランブラ部１０６が省略される場合、デスクランブラ部１３６は省略される。
【００２６】
図２は、離散ＰＳＤコンポーネントが低減したＵＷＢワイドバンド信号などのワイドバンド信号を送信する代表的処理ステップから成るフローチャート２００を表す。フローチャート２００内のステップは、図１の構成要素を参照して説明される。ブロック２０２において、送信部１０２は、送信用のソースデータを受ける。
【００２７】
ブロック２０４において、任意要素のスクランブラ部１０６は、ソースデータをスクランブルする。ソースデータは、ペイロード・データと、例えば同期データのようなペイロード無しデータとで構成されるデータから成るフレームを含む。一つの代表的実施の形態において、ソースデータは、例えばスクランブル・ワードを用い、所定のスクランブル機能に従って、スクランブルされる。同期データは、すべて正（＋）の連続した１など、すべて１から成るシンボルである。別の代表的実施の形態では、ソースデータはスクランブルされず、任意要素のスクランブラ部１０６およびブロック２０４は省略することができる。
【００２８】
ブロック２０６では、マッピング部１０８は、ソースデータに応じてデータシンボルを生成する。一つの代表的実施の形態において、データシンボルは周波数領域内にあり、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、ＱＡＭ、または他の同様な変調構成を用いて、ソースデータから生成される。
【００２９】
ブロック２０８では、変換部１１０は、１個以上のデータシンボルを、１個以上のＯＦＤＭシンボルを含むフレームに変換する。変換部１１０は、周波数領域内のデータシンボルを時間領域内のＯＦＤＭシンボル・フレームに変換する、ＩＤＦＴまたはＩＦＦＴなどの逆フーリエ変換部である。一つの代表的実施の形態において、変換部１１０は、一度にＮデータシンボルをＯＦＤＭシンボル・フレームに変換する。ここでＮは、システム内のサブキャリヤの数である。
【００３０】
ブロック２１０では、反転部１１２は、乱数生成部１１４により生成される乱数または擬似乱数系列に応じて、１個以上のＯＦＤＭシンボルを含むフレームを選択的に反転する。一つの代表的実施の形態において、反転部１１２は、乱数または擬似乱数系列内の単一ビットに応じて、全部のＯＦＤＭシンボル・フレームを選択的に反転する。別の代表的実施の形態において、反転部１１２は、擬似乱数系列の信号ビットに応じて、フレーム内の１個以上のＯＦＤＭシンボルを選択的に反転する。
【００３１】
ブロック２１２では、ワイドバンド送信部１１６は、選択的に反転されたＯＦＤＭシンボル・フレームを、ＵＷＢ信号内のＵＷＢパルスなどの、ワイドバンド信号内のワイドバンドパルス上に変調する。一つの代表的実施の形態において、ＯＦＤＭシンボル・フレームは、ワイドバンド信号の少なくとも一部分内のワイドバンドパルス上に変調される。例えば、データシンボルは、全部のワイドバンド信号内のワイドバンドパルス、またはマルチバンド・ワイドバンド信号のサブバンド内のワイドバンドパルス上に、変調される。
【００３２】
ブロック２１４では、送信部１０２は、選択的に反転されたＯＦＤＭシンボル・フレームにより変調されたワイドバンド信号を、アンテナ１１８から送信する。
【００３３】
図３は、本発明に従う受信ワイドバンド信号を処理する代表的ステップから成るフローチャート３００を表す。フローチャート３００内のステップは、図１の構成要素を参照して説明される。ブロック３０２では、受信装置１０４内のワイドバンド受信部１２０は、アンテナ１２２を介して、選択的に反転されたＯＦＤＭシンボル・フレームを備える送信ワイドバンド信号を受信する。ブロック３０４では、ワイドバンド受信部１２０は、ワイドバンド信号を復調することにより、時間領域内の選択的に反転されたＯＦＤＭシンボル・フレームを再生する。
【００３４】
ブロック３０６では、反転部−１１２８は、ＯＦＤＭシンボル・フレームを選択的に反転することにより、反転部１０８により導入された反転を元に戻す。一つの代表的実施の形態において、乱数生成部１３０により生成される擬似乱数系列に応じて、フレームが選択的に反転されることにより、原ＯＦＤＭシンボル・フレームが再生される。乱数生成部１３０は、同期化部１２６により同期化される。別の代表的実施の形態において、全部のＯＦＤＭシンボル・フレームが選択的に反転される場合、相関作用の間、同期化部１２６により特定される最小および最大値に応じて、フレームが選択的に反転される。その結果、乱数生成部１３０は省略される。
【００３５】
ブロック３０８では、変換部１３２は、時間領域内のＯＦＤＭシンボル・フレームを、周波数領域内の１個以上のデータシンボルに変換する。ブロック３１０では、デマッピング部１３４は、１個以上のデータシンボルに応じて、ソースデータを生成する。一つの代表的実施の形態において、マッピング部１０８により使用されるＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、ＱＡＭ、または他の同様な変調構成、を元に戻すことにより、ソースデータがデータシンボルから生成される。ブロック３１２では、任意要素のデスクランブラ部１３６は、任意要素のスクランブラ部１０６により導入されたスクランブルを元に戻すことにより、原ソースデータを導出する。ソースデータがスクランブルされないような実施の形態では、デスクランブラ部１３６、およびブロック３１２内のステップは、省略される。
【００３６】
図１、２、および３を参照して上述された代表的通信システム１００に対して、さらに詳細な実装構成がここで与えられる。以下の分析およびシミュレーションの詳細により、線スペクトル（すなわち、離散ＰＳＤコンポーネント）がマルチバンドＯＦＤＭ・ＵＷＢシステムにとって課題であることが示される。加えて、以下の分析およびシミュレーションの詳細により、線スペクトルの改良が本発明を用いて達成可能であることが示される。
【００３７】
最新のマルチバンドＯＦＤＭ・ＵＷＢ系列のＰＳＤについて、ここで分析が与えられるが、このようなマルチバンドＯＦＤＭ・ＵＷＢ系列は、電気電子学会（ＩＥＥＥ）により規定されたＩＥＥＥ標準規格８０２.１５.３ａに提案されているような無線システムに用いられる。
【００３８】
マルチバンドＯＦＤＭ・ＵＷＢ通信システムでは、デジタル的に制御された信号を使用することにより、多数のクロック周期でランダムな送信を生成する。この信号送信技術は、式１に示すように、モデル化することができる。
【数１】
2007532065.tif 000006
（１）
ここで、ＴＳはシンボルクロック期間またはパルスレートに等しく、ｎはシンボルのインデックスであり、ＮＳはシンボル内のトーンまたはサブキャリヤの数に等しく、ｔは時点であり、｛
【数２】
2007532065.tif 000007
｝は互いに独立な同一分布（ｉ．ｉ．ｄ．：ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ｉｄｅｎｔｉｃａｌｌｙ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ）の乱数系列であり、｛ｆｍ｝は各サブバンドの中心周波数である。
【００３９】
Ｍバンドが使用され、ＯＦＤＭシンボルがサブバンド上を交替に送信される場合、バンドｍ内のキャリヤｋの波形は、式２に示すように表すことができる。
【数３】
2007532065.tif 000008
（２）
【００４０】
ＢＰＳＫ変調が各キャリヤで使用される場合、サブバンドｍ上のキャリヤｋの波形は、式３に示すように表すことができる。
【数４】
2007532065.tif 000009
（３）
ここでＡ１は、スケール係数であり、
【数５】
2007532065.tif 000010
、および
【数６】
2007532065.tif 000011
である。
【００４１】
ＱＰＳＫ変調に対しては、バンドｍ上のキャリヤｋの波形は、式４に示すように表すことができる。
【数７】
2007532065.tif 000012
（４）
ここでＡ２は、スケール係数であり、
【数８】
2007532065.tif 000013
、および
【数９】
2007532065.tif 000014
である。
【００４２】
式３および４のそれぞれにおける信号のＰＳＤは、連続コンポーネントと離散コンポーネントとで構成される。これらのコンポーネントは、式５内のそれぞれで表される。
【数１０】
2007532065.tif 000015
（５）
全ＰＳＤは、式５で表される２つの波形スペクトルの重ね合わせである。
【００４３】
式５から、ＰＳＤは、４つの要因、すなわち、
・Ｗｍ，ｋ（Ｆ）：サブバンドｍ内のキャリヤｋのパルス形状および送信パワー
・Ｔｓ：クロック期間またはパルスレート
・ｐ：ａｎの分布
・Ｍ：サブバンドの全数
に従って決定される、と理解することができる。
【００４４】
ｐ＝０．５の場合、離散コンポーネントによる各サブバンド内のスペクトル線は、最小化されるかまたは除去され、それゆえ各サブバンドのＰＳＤは最小化される。新ＰＳＤは、式６に示すように表すことができる。
【数１１】
2007532065.tif 000016
（６）
【００４５】
マルチバンドＵＷＢ信号の離散ＰＳＤコンポーネントを低減する本発明の観点に関して、その詳細がここで与えられる。マルチバンドＵＷＢ信号のＰＳＤに関する上述の分析に基づいて、離散ＰＳＤコンポーネントによる線周波数を低減／除去するため、選択的位相復元（反転）が提案される。
【００４６】
第１に、乱数系列｛ｂｎ，ｍ，ｋ｝が生成される。乱数系列は、式７で表される一様分布関数を含む。
【数１２】
2007532065.tif 000017
（７）
【００４７】
第２に、データ系列および乱数系列は、例えば、式８に示すように系列｛ａｎ，ｍ，ｋ｝および系列｛ｂｎ，ｍ，ｋ｝上の排他的ＯＲ（ＸＯＲ）演算を用いて結合され、新系列｛ｃｎ，ｍ，ｋ｝が生成される。次に、新系列｛ｃｎ，ｍ，ｋ｝は送信に使用される。
【数１３】
2007532065.tif 000018
（８）
【００４８】
この処理過程は、各サブバンド内においてＵＷＢ信号のＰＳＤにおけるスペクトル線（すなわち、離散コンポーネント）を低減／除去する。これは、各サブバンド内のＰＳＤを最小化することと等価である。
【００４９】
ここでシミュレーションが与えられ、線スペクトルが、選択的反転無しのマルチバンドＯＦＤＭシステムにとって依然として課題であることが示される。同様にシミュレーションにおいて、選択的反転を適用することにより、線スペクトルが抑圧され、マルチバンドＯＦＤＭ・ＵＷＢ信号のＰＳＤが低減されることが、示される。
【００５０】
シミュレーションの構成が、図４に示される。シミュレーションは、既知のピリオドグラムＰＳＤ推定法を用いることにより、異なるＵＷＢ信号のＰＳＤを計算する。各ＵＷＢ信号に含まれるサブバンドは、シミュレーションではただ一つ使用される。各ＯＦＤＭシンボルは、１６キャリヤで構成されるとともに、周期的接頭語とその後に続く９６サンプルのガード期間としてのゼロ詰めとを含む１６０サンプルにより表される。１フレームは２５６シンボルを含む。ＦＦＴはフレーム上で実行され、すなわち、６４ｋサンプル上で６４ｋポイントＦＦＴが実行され、ＰＳＤが評価される。通常、１回の推定では推定に大きな偏りが発生し、また連邦通信委員会（ＦＣＣ：Ｆｅｄｅｒａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）のＵＷＢ規定が、平均ＰＳＤ上に制限を設けているため、１００回実行することで、最終的ＰＳＤ推定が滑らかにされる。
【００５１】
シミュレーションの結果は、図５から１０まで、ＰＳＤ対周波数を表すグラフで示される。大文字のＡで指定される図は、例えば｛ａｎ，ｍ，ｋ｝のような原データを用いて生成されたＰＳＤを表し、大文字のＢで指定される図は、本発明に従って選択的に復元／反転する、例えば｛ｃｎ，ｍ，ｋ｝のようなデータを用いて生成されたＰＳＤを表す。図５Ａと５Ｂ、６Ａと６Ｂ、および７Ａと７Ｂは、ソースデータが特定のデータ値（例えば、１の値）をそれぞれ０％、２５％、および４０％有し、ＢＰＳＫ変調を含むマルチバンドＯＦＤＭを用いて処理された場合のＰＳＤ比較を与える。図８Ａと８Ｂ、図９Ａと９Ｂ、および図１０Ａと１０Ｂは、ソースデータが特定のデータ値（例えば、１の値）をそれぞれ０％、２５％、および４０％有し、ＱＰＳＫ変調を含むマルチバンドＯＦＤＭを用いて処理された場合のＰＳＤ比較を与える。
【００５２】
グラフは、現行のマルチバンドＯＦＤＭ・ＵＷＢ通信システムにおける次のような状態を図示する。
・原データ｛ａｎ，ｍ，ｋ｝が一様に分布しない場合、ＢＰＳＫまたはＱＰＳＫのいずれが用いられるかに無関係に、線スペクトル５００は現れる。
・原データ上で実行される選択的位相反転／復元は、スペクトル線を除去／低減することができる。例えば、ＰＳＤの最大値は、図５から７に示されるＢＰＳＫ変調については、それぞれ大略−４．８ｄＢ、−１４ｄＢ、および−２３ｄＢから、大略−３１ｄＢに、図８から１０に示されるＱＰＳＫ変調については、それぞれ大略−７．８ｄＢ、−１７ｄＢ、および−２６ｄＢから、大略−３４ｄＢに、低減される。
・原データのＰＳＤに無関係に、処理データのＰＳＤは類似しており、すなわち、ＢＰＳＫ変調については−３１ｄＢ、ＱＰＳＫ変調については−３４である。
【００５３】
ＩＥＥＥ８０２.１５．３ａアプリケーションに対する選択的反転がここで説明されるが、その中で選択的反転は、フレームに適用され、ランダムフレーム復元（ＲＦＲ：ｒａｎｄｏｍ  ｆｒａｍｅ  ｒｅｖｅｒｓｉｏｎ）に関係づけられる。ＩＥＥＥ８０２.１５．３ａ標準規格は、ＩＥＥＥ８０２.１５.３ＭＡＣを利用し、最大フレーム長は２ｋバイトである。１６Ｍｂｐｓバンド幅のストリームが使用されると仮定すれば、フレームの最小パルス繰り返し周波数（ＰＲＦ：ｐｕｌｓｅ  ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）は、式９により表される。
【数１４】
2007532065.tif 000019
（９）
Ｔｆ＜＜１であるので、ペイロード無しデータは離散ＰＳＤコンポーネントを生成し、結果として強いスペクトル線を生成する。表４は、ｐｓｔがデータストリーム内のペイロード無しデータの百分率である場合、Ｔｆ＝１０−３という仮定の下で、ペイロード無しデータがＰＳＤに寄与する値を記載する。表４は、ペイロード無しデータがフレームの短い部分に寄与するにすぎないにもかかわらず、ＰＳＤへのその寄与度合は、フレームの高ＰＲＦのため無視できないことを示す。過酷な環境においてフレームのエラーレートを低減するため、より短いフレーム長が使用される場合、ペイロード無しデータの同等の百分率により、より強いスペクトル線が生成され、表４に記載される以上のＰＳＤが生成される。
【表４】
2007532065.tif 000020
【００５４】
ＲＦＲは、スクランブルされずペイロード・データではない、ペイロード無しデータにより生成された離散ＰＳＤコンポーネントを低減することができる。簡単化のため、フレーム化されたデータストリームは、式１０に示すように表すことができる。
【数１５】
2007532065.tif 000021
（１０）
ここでｌおよびｋは、フレーム、およびフレーム内のパルスのインデックス値である。
【００５５】
ＩＥＥＥ８０２.１５．３ａシステムにおいて離散ＰＳＤコンポーネントを低減するため、第１に、乱数系列｛ｂｎ｝が、式１１に示すように一様分布関数で生成される。
【数１６】
2007532065.tif 000022
（１１）
第２に、式１２に示される演算がデータおよび乱数系列に適用され、送信用の新系列｛ｃｌ，ｋ｝が生成される。
【数１７】
2007532065.tif 000023
（１２）
【００５６】
スクランブラ部のシミュレーションが、ここで与えられる。図１１は、シミュレーションに使用される構成を表す。この構成において、フレームレートは１２８フレーム／秒であり、１フレームは２５６シンボルを含む。各シンボルは、１６キャリヤを有し、これは、原マルチバンドＯＦＤＭ・ＵＷＢシステムにおいて使用される１２８キャリヤの内、最初の１６キャリヤに由来する。スクランブラ部へのペイロード・データは、すべて「１」であり、ペイロード無しデータはまったく無い。シミュレーション結果は、図１２Ａおよび１２Ｂに示される。ここで図１２Ａは、原スクランブラ部（例えば、４個の実質的に有相関の種（表２を参照）を備える１５ビット線形フィードバック・シフトレジスタ）を用いた結果を表し、図１２Ｂは、ＭＡＴＬＡＢのｒａｎｄ（）により生成される４個の実質的に無相関の種を備える１５ビット線形フィードバック・シフトレジスタを用いた結果を表す。結果は、４個の新しい無相関の種を備えるスクランブラ部が、４個の原有相関の種を備えるスクランブラ部よりも、大略１６ｄＢだけ低減することを示す。
【００５７】
図１２Ｂに示すように、４個の実質的に無相関の種を備える１５ビット線形フィードバック・シフトレジスタを用いても、依然として強いスペクトル線が存続する。これらスペクトル線は、線形フィードバック・シフトレジスタの相対的に短い長さと関係している。これらスペクトル線をさらに低減するため、より長い多項式生成部、例えば、２８ビット線形フィードバック・シフトレジスタを使用してもよい。図１３Ａで示される結果は、原スクランブラ部、例えば、４個の原有相関の種を備えるＬＦＳＲ−１５を用いて達成され、図１３Ｂで示される結果は、４個の新しい実質的に無相関の種を備える新しい２８ビット線形フィードバック・シフトレジスタを用いて達成される。図１２Ｂおよび図１３Ｂにおける結果は、ＬＦＳＲ−２８を使用することにより、ＰＳＤがさらに大略３ｄＢだけ低減することを示す。
【００５８】
スクランブラ部へのペイロード・データがすべて「１」であり、ペイロード無しデータがフレームの大略３．１％で構成されるシミュレーションが、ここでさらに与えられる。図１４Ａは、原スクランブラ部（すなわち、４個の実質的に有相関の種を備えるＬＦＳＲ−１５）により処理されたデータのＰＳＤを示し、図１４Ｂは、４個の実質的に無相関の種を備えるＬＦＳＲ−１５およびＲＦＲにより処理されたデータのＰＳＤを示す。図１５Ａは、原スクランブラ部（すなわち、４個の実質的に無相関の種を備えるＬＦＳＲ−１５）により処理されたデータのＰＳＤを示し、図１５Ｂは、４個の実質的に無相関の種を用いたＬＦＳＲ−２８およびＲＦＲにより処理されたデータのＰＳＤを示す。４個の実質的に無相関の種は、ＭＡＴＬＡＢのｒａｎｄ（）により生成される。図１４Ｂおよび図１５Ｂにおける結果は、新しい構成が、ＵＷＢ信号の離散ＰＳＤコンポーネントを著しく、すなわち、現行システムよりもそれぞれ大略３４ｄＢおよび３７ｄＢ、低減することを示す。
【００５９】
シミュレーション結果は、離散ＰＳＤコンポーネントによるスペクトル線が、マルチバンドＯＦＤＭ・ＵＷＢ信号にとって課題であることを示す。スペクトル線を低減／除去し、その結果マルチバンドＯＦＤＭ・ＵＷＢ信号のＰＳＤの最大値を低減するベースバンド処理のための方法および装置が説明された。シミュレーション結果は、これらの方法および装置が、マルチバンドＯＦＤＭ・ＵＷＢ信号のＰＳＤにおける離散コンポーネントを抑圧する効果を立証している。
【００６０】
本発明の構成要素は、特定の構成要素に関して説明されてきたが、１個以上の構成要素が、コンピュータ上で動作するソフトウェアに実装されてもよいと考えられる。この実施の形態では、いろいろな構成要素から成る１個以上の機能は、コンピュータを制御するソフトウェアで実装される。このソフトウェアは、コンピュータにより読み取り可能なキャリヤ、例えば、磁気または光ディスク、メモリカード、もしくはオーディオ周波数、無線周波数、または光搬送波、に搭載される。コンピュータは、一般または特殊用途コンピュータ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇ比率ｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）、ステートマシンであり、もしくは本質的には、ここで説明したように信号を処理することが可能な装置であればいかなるものでもよい。
【００６１】
さらに、本発明は、ここでは特定の実施の形態を参照して図示され、説明されたが、本発明が示された詳細な記述に限定されることは、意図されていない。むしろ、請求項と等価な広がりをもった範囲内において、かつ本発明から逸脱すること無しに、詳細な記述に種々の修正がなされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に従うＯＦＤＭワイドバンド通信システムのブロック図である。
【図２】本発明に従うＯＦＤＭワイドバンド信号を送信する代表的処理ステップのフローチャートである。
【図３】本発明に従うＯＦＤＭワイドバンド信号を受信する代表的処理ステップのフローチャートである。
【図４】本発明に従うシミュレーションに使用される構成を表す時間配列図である。
【図５Ａ】従来例に従って、特定のデータ値（例えば、１）を０％、２５％、および４０％有し、ＢＰＳＫ変調を含むマルチバンドＯＦＤＭを用いてそれぞれ処理されたソースデータに対するＰＳＤ対周波数を表すグラフである。
【図５Ｂ】本発明に従って、特定のデータ値を０％、２５％、および４０％有し、ＢＰＳＫ変調および選択的反転を含むマルチバンドＯＦＤＭを用いてそれぞれ処理されたソースデータに対するＰＳＤ対周波数を表すグラフである。
【図６Ａ】従来例に従って、特定のデータ値（例えば、１）を０％、２５％、および４０％有し、ＢＰＳＫ変調を含むマルチバンドＯＦＤＭを用いてそれぞれ処理されたソースデータに対するＰＳＤ対周波数を表すグラフである。
【図６Ｂ】本発明に従って、特定のデータ値を０％、２５％、および４０％有し、ＢＰＳＫ変調および選択的反転を含むマルチバンドＯＦＤＭを用いてそれぞれ処理されたソースデータに対するＰＳＤ対周波数を表すグラフである。
【図７Ａ】従来例に従って、特定のデータ値（例えば、１）を０％、２５％、および４０％有し、ＢＰＳＫ変調を含むマルチバンドＯＦＤＭを用いてそれぞれ処理されたソースデータに対するＰＳＤ対周波数を表すグラフである。
【図７Ｂ】本発明に従って、特定のデータ値を０％、２５％、および４０％有し、ＢＰＳＫ変調および選択的反転を含むマルチバンドＯＦＤＭを用いてそれぞれ処理されたソースデータに対するＰＳＤ対周波数を表すグラフである。
【図８Ａ】従来例に従って、特定のデータ値（例えば、１）を０％、２５％、および４０％有し、ＢＰＳＫ変調を含むマルチバンドＯＦＤＭを用いてそれぞれ処理されたソースデータに対するＰＳＤ対周波数を表すグラフである。
【図８Ｂ】本発明に従って、特定のデータ値を０％、２５％、および４０％有し、ＢＰＳＫ変調および選択的反転を含むマルチバンドＯＦＤＭを用いてそれぞれ処理されたソースデータに対するＰＳＤ対周波数を表すグラフである。
【図９Ａ】従来例に従って、特定のデータ値（例えば、１）を０％、２５％、および４０％有し、ＢＰＳＫ変調を伴うマルチバンドＯＦＤＭを用いてそれぞれ処理されたソースデータに対するＰＳＤ対周波数を表すグラフである。
【図９Ｂ】本発明に従って、特定のデータ値を０％、２５％、および４０％有し、ＢＰＳＫ変調および選択的反転を含むマルチバンドＯＦＤＭを用いてそれぞれ処理されたソースデータに対するＰＳＤ対周波数を表すグラフである。
【図１０Ａ】従来例に従って、特定のデータ値（例えば、１）を０％、２５％、および４０％有し、ＢＰＳＫ変調を含むマルチバンドＯＦＤＭを用いてそれぞれ処理されたソースデータに対するＰＳＤ対周波数を表すグラフである。
【図１０Ｂ】本発明に従って、特定のデータ値を０％、２５％、および４０％有し、ＢＰＳＫ変調および選択的反転を含むマルチバンドＯＦＤＭを用いてそれぞれ処理されたソースデータに対するＰＳＤ対周波数を表すグラフである。
【図１１】本発明の一つの観点に従うスクランブラ部の構成を表す説明図である。
【図１２Ａ】４個の実質的に有相関の種を備える１５ビット線形フィードバック・シフトレジスタを用いてスクランブルされ、ペイロード無しデータを含まないソースデータに対するＰＳＤ対周波数を表すグラフである。
【図１２Ｂ】本発明の一つの観点に従って、実質的に無相関の種を備えるＬＦＳＲ−１５を用いてスクランブルされ、ペイロード無しデータを含まないソースデータに対するＰＳＤ対周波数を表すグラフである。
【図１３Ａ】４個の実質的に有相関の種を備える１５ビット線形フィードバック・シフトレジスタを用いてスクランブルされ、ペイロード無しデータを含まないソースデータに対するＰＳＤ対周波数を表すグラフである。
【図１３Ｂ】本発明の一つの観点に従って、実質的に無相関の種を備える２８ビット線形フィードバック・シフトレジスタ（ＬＦＳＲ−２８）を用いてスクランブルされ、ペイロード無しデータを含まないソースデータに対するＰＳＤ対周波数を表すグラフである。
【図１４Ａ】４個の実質的に有相関の種を備える１５ビット線形フィードバック・シフトレジスタを用いてスクランブルされ、ペイロード無しデータを含まないソースデータに対するＰＳＤ対周波数を表すグラフである。
【図１４Ｂ】本発明の一つの観点に従って、選択的に反転されるとともに実質的に無相関の種を備えるＬＦＳＲ−１５を用いてスクランブルされ、ペイロード無しデータを含まないソースデータに対するＰＳＤ対周波数を表すグラフである。
【図１５Ａ】４個の実質的に有相関の種を備える１５ビット線形フィードバック・シフトレジスタを用いてスクランブルされ、ペイロード無しデータを含まないソースデータに対するＰＳＤ対周波数を表すグラフである。
【図１５Ｂ】本発明の一つの観点に従って、選択的に反転されるとともに実質的に無相関の種を備える２８ビット線形フィードバック・シフトレジスタ（ＬＦＳＲ−２８）を用いてスクランブルされ、ペイロード無しデータを含まないソースデータに対するＰＳＤ対周波数を表すグラフである。
【図１】
2007532065.tif 000024
【図２】
2007532065.tif 000025
【図３】
2007532065.tif 000026
【図４】
2007532065.tif 000027
【図５Ａ】
2007532065.tif 000028
【図５Ｂ】
2007532065.tif 000029
【図６Ａ】
2007532065.tif 000030
【図６Ｂ】
2007532065.tif 000031
【図７Ａ】
2007532065.tif 000032
【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【国際調査報告】
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