(57)【要約】  無線マルチキャリア通信の方法及びトランシーバである。送信機側において、逆高速フーリエ変換の後に、従来のＯＦＤＭシンボルを時間ドメインにおいてスクランブルし、次いで、ガードインターバル（ＧＩ）を挿入し、伝送用のキャリア周波数においてアップコンバージョンする。受信機側において、ＧＩ除去及び周波数ドメインチャネルイコライズの後に、受信信号を逆高速フーリエ変換によって時間ドメインに変換する。時間ドメインのイコライズされた信号を時間ドメインにおいてデスクランブルし、次いで、周波数ドメインに変換して戻した後に、レートマッチング、復調、及びデコードを行う。この時間ドメインスクランブル及びデスクランブル法は、ＷＬＡＮ、セルラＯＦＤＭ、及びＭＣ−ＣＤＭＡなどの無線ＯＦＤＭシステム内において使用可能である。【選択図】図３
2007522781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の情報ビットを表す信号を複数の符号化シンボルにエンコード及び変調し、前記符号化シンボルを時間ドメインにおける更なる信号に変換する周波数分割多重アクセス通信の方法において、
前記時間ドメインにおける前記符号化シンボルをスクランブルし、スクランブルされた符号化シンボルを表す信号ストリームを提供し、
ガードインターバルにおいて冗長度だけ前記信号ストリームを挿入し、伝送用のガードインターバルを有するデータストリームを提供する、
ことを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記データストリームは、受信機において受信され、前記受信されたデータストリームは、ガードインターバルが除去され、周波数ドメインに変換され、イコライズされてイコライズされた周波数ドメイン信号が供給され、
前記イコライズされた周波数ドメイン信号を時間ドメインに変換し、イコライズされた時間ドメイン信号を提供し、
前記イコライズされた時間ドメイン信号をデスクランブルし、時間ドメインのデスクランブルされた信号を提供し、
前記時間ドメインのデスクランブルされた信号を前記周波数ドメインにおける更なるデスクランブルされた信号に変換する、
ことを更に有する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記符号化シンボルは、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）演算によって時間ドメインにおける更なる信号に変換される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記受信されたデータストリームは、ガードインターバルが除去され、次いで、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）演算によって前記周波数ドメインに変換される、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記イコライズされた周波数ドメイン信号は、ＩＦＦＴ演算によって前記時間ドメインに変換され、前記時間ドメインのデスクランブルされた信号は、ＦＦＴ演算によって前記周波数ドメインにおける前記更なるデスクランブルされた信号に変換される、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
周波数選択性フェージングチャネル上における伝送用のキャリア周波数において、ガードインターバルを有するデータストリームをアップコンバージョンすることを更に有する請求項１に記載の方法。
【請求項７】
複数の情報ビットを表す信号を複数の符号化シンボルにエンコード及び変調し、前記符号化シンボルを時間ドメインにおける更なる信号に変換する周波数分割多重アクセス通信用の送信機において、
前記更なる信号に応答し、スクランブルされた符号化シンボルを表す信号ストリームを提供するスクランブルモジュールと、
前記信号ストリームに応答し、ガードインターバルにおいて冗長度だけ前記信号ストリームを挿入し、伝送用のガードインターバルを有するデータストリームを提供する挿入モジュールと、
を有することを特徴とする送信機。
【請求項８】
前記ガードインターバルは、最大遅延スプレッドを上回る長さを有する、請求項７に記載の送信機。
【請求項９】
送信機を具備する周波数分割多重アクセス通信システムに使用する受信機において、
前記システムは、
複数の符号化シンボルを表す時間ドメインにおける更なる信号を提供するために、前記複数の情報ビットを表す信号を複数の符号化シンボルにエンコード及び変調する手段と、
スクランブルされた信号を提供するために、更なる信号をスクランブルする手段と、
ガードインターバル信号を提供するために、ガードインターバルにおいて冗長度だけ前記スクランブル信号を挿入する手段と、
前記ガードインターバル信号を表すデータストリームを伝送する手段と、
を有する送信機を有し、
前記受信機内において受信された前記データストリームは、ガードインターバルが除去され、周波数ドメインに変換され、イコライズされてイコライズされた周波数ドメイン信号が供給され、
前記受信機は、
イコライズされた時間ドメイン信号を提供するために、前記イコライズされた周波数ドメイン信号を変換する第１モジュールと、
時間ドメインのデスクランブルされた信号を提供するために、前記イコライズされた時間ドメイン信号をデスクランブルする第２モジュールと、
前記時間ドメインのデスクランブルされた信号を前記周波数ドメインにおける更なるデスクランブルされた信号に変換する第３モジュールと、
を有することを特徴とする受信機。
【請求項１０】
ワンタップチャネルイコライザによってイコライズされてイコライズされた周波数ドメイン信号を提供するために、前記受信機において受信された前記データストリームは、ガードインターバルが除去され、前記周波数ドメインに変換される、請求項９に記載の受信機。
【請求項１１】
前記第１モジュールは、前記イコライズされた周波数ドメイン信号を前記イコライズされた時間ドメイン信号に変換する逆フーリエ変換演算を有し、前記第３モジュールは、前記時間ドメインのデスクランブルされた信号を前記周波数ドメインにおける前記更なるデスクランブルされた信号に変換するフーリエ変換演算を有する、請求項９に記載の受信機。
【請求項１２】
周波数分割多重アクセス通信システムにおいて、
複数の符号化シンボルを表す更なる信号を提供するために、複数の情報ビットを表す信号を複数の符号化シンボルにエンコード及び変調する第１モジュールと、
前記符号化シンボルを時間ドメインにおける周波数分割多重シンボルに変換する第２モジュールと、
スクランブルされた信号を提供するために、時間ドメインにおける前記周波数分割多重シンボルをスクランブルする第３モジュールと、
ガードインターバル信号を提供するために、ガードインターバルにおいて冗長度だけ前記スクランブルされた信号を挿入する第４モジュールと、
前記ガードインターバル信号を表すデータストリームを伝送する第５モジュールと、
を有する送信機と、
ガードインターバルが除去された信号を提供するために、前記データストリーム内の前記ガードインターバルを除去する第１モジュールと、
前記ガードインターバルが除去された信号を周波数ドメイン信号に変換する第２モジュールと、
イコライズされた周波数ドメイン信号を提供するために、前記周波数ドメイン信号をイコライズする第３モジュールと、
前記イコライズされた周波数ドメイン信号をイコライズされた時間ドメイン信号に変換する第４モジュールと、
時間ドメインのデスクランブルされた信号を提供するために、前記イコライズされた時間ドメイン信号をデスクランブルする第５モジュールと、
前記時間ドメインのデスクランブルされた信号を周波数ドメインにおける更なるデスクランブルされた信号に変換する第６モジュールと、
を有するデータストリームを受信する受信機と、
を有することを特徴とする通信システム。
【請求項１３】
ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）を有する、請求項１２に記載の通信システム。
【請求項１４】
セルラー直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システムを有する、請求項１２に記載の通信システム。
【請求項１５】
マルチキャリアＣＤＭＡシステムを有する、請求項１２に記載の通信システム。
【請求項１６】
ＤＳＬシステムを有する、請求項１２に記載の通信システム。
【請求項１７】
デジタルブロードキャスティングシステムを有する、請求項１２に記載の通信システム。
【請求項１８】
周波数分割多重アクセス通信システム内のコンポーネントにおいて、
アンテナと、
前記アンテナに動作可能に接続されたトランシーバであって、
複数の符号化シンボルを表す更なる信号を提供するために、複数の情報ビットを表す信号を複数の符号化シンボルにエンコード及び変調する第１モジュールと、
前記符号化シンボルを時間ドメインにおける周波数分割多重シンボルに変換する第２モジュールと、
スクランブルされた信号を提供するために、時間ドメインにおける前記周波数分割多重シンボルをスクランブルする第３モジュールと、
ガードインターバル信号を提供するために、ガードインターバルにおいて冗長度だけ前記スクランブルされた信号を挿入する第４モジュールと、
前記ガードインターバル信号を表すデータストリームを伝送する第５モジュールを有する送信機と、
データストリームを前記アンテナを介して受信する受信機であって、
ガードインターバルが除去された信号を提供するために、前記データストリーム内の前記ガードインターバルを除去する第１モジュールと、
前記ガードインターバルが除去された信号を周波数ドメイン信号に変換する第２モジュールと、
イコライズされた周波数ドメイン信号を提供するために、前記周波数ドメイン信号をイコライズする第３モジュールと、
前記イコライズされた周波数ドメイン信号をイコライズされた時間ドメイン信号に変換する第４モジュールと、
時間ドメインのデスクランブルされた信号を提供するために、前記イコライズされた時間ドメイン信号をデスクランブルする第５モジュールと、
前記時間ドメインのデスクランブルされた信号を周波数ドメインにおける更なるデスクランブルされた信号に変換する第６モジュールを有する受信機と、
を有するトランシーバと、
を有することを特徴とするコンポーネント。
【請求項１９】
ユーザ装置（ＵＥ）を有する、請求項１８に記載のコンポーネント。
【請求項２０】
モバイル端末を有する、請求項１８に記載のコンポーネント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、通信システムに関するものであり、更に詳しくは、直交周波数分割多重システム又はマルチキャリア符号分割多重接続（ＭＣ−ＣＤＭＡ）システムなどの無線マルチキャリア通信に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）は、略矩形のスペクトル利用率に起因した高スペクトル効率を有するパケットデータサービスの改善されたダウンリングシステム容量、カバレージ、及びデータレートと、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を使用した低廉な実装という利点を提供している。従来、ＯＦＤＭは、モバイル無線チャネル、ＨＤＳＬ（High bitrate digital Subscriber Line）、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）、及びデジタルブロードキャスティング上における広帯域データ通信に活用されている。ＯＦＤＭは、帯域幅全体を並列の独立したサブキャリアに分割し、パラレルデータストリームを伝送している。相対的に長いシンボル持続時間とガードインターバルにより、シンボル間干渉（ＩＳＩ）に対する大きな耐性を提供している。これは、最近、３ＧＰＰ標準化フォーラムにおいて、ＵＭＴＳモバイル無線システムの発展のための無線インターフェイスとして大きな注目を集めている。
【０００３】
従来のＯＦＤＭトランシーバが図１に示されている。図１に示されているように、情報ビットをエンコードし、レートマッチングし、適応変復調・符号化（Adaptive Modulation and Coding：ＡＭＣ）セットに基づいて変調している。次いで、この信号を次式のようなＮ点ＩＦＦＴによって処理する。
【０００４】
【数１】
2007522781.tif 000003
【０００５】
ここで、Ｂ（ｋ）は、長さＮのデータシーケンスである。次いで、ＩＦＦＴの出力をパラレルからシリアル（Ｐ／Ｓ）に変換し、次のような最大遅延スプレッドを上回る長さのガードインターバル（Guard Interval：ＧＩ）の形態において冗長度だけ挿入する。
【０００６】
【数２】
2007522781.tif 000004
【０００７】
ここで、ｘ（ｎ）は、送信信号であり、Ｇは、ＧＩ長である。最終的に、ＧＩが付加されたＩＦＦＴ出力ｘ（ｎ）をキャリア周波数においてアップコンバージョンし、付加白色ガウス雑音（Additive White Gaussian Noise：ＡＷＧＮ）を有する周波数選択性フェージングチャネル上において伝送する。
【０００８】
ＵＥにおける受信信号は、次式によって付与される。
【０００９】
【数３】
2007522781.tif 000005
【００１０】
は、時間ドメインにおけるチャネルインパルス応答あり、Ｌは、経路の数であり、αl（ｔ）は、ｌ番目の経路における複合チャネル係数であり、τlは、タップ遅延であり、δ（ｔ）は、デルタ関数であり、ｎ（ｔ）は、付加白色ガウス雑音である。ＧＩを受信信号から除去し、ＧＩが除去された信号を次のようにＦＦＴによって処理する。
【００１１】
ｙ（ｎ）＝ｒ（ｎ＋Ｇ），  ｎ＝０，１，２，．．．，Ｎ−１      （５）
【００１２】
【数４】
2007522781.tif 000006
【００１３】
それぞれのサブキャリアの帯域幅がチャネルコヒーレンス帯域幅を大幅に下回っている場合には、それぞれのサブキャリアごとに１つの周波数フラットチャネルモデルを仮定可能であり、この結果、受信機においてそれぞれのサブキャリアごとに必要とされるのは、１つのワンタップイコライザのみとなる。周波数ドメインにおけるチャネル推定Ｈ（ｋ）により、次のようなゼロフォーシング（zero−forcing）検出器によって、
【００１４】
【数５】
2007522781.tif 000007
【００１５】
或いは、次のような最小平均二乗誤差（Minimum Mean Square Error：ＭＭＳＥ）基準において、受信信号をイコライズ可能であり、
【００１６】
【数６】
2007522781.tif 000008
【００１７】
ここで、（）*と｜｜2は、複素共役演算と累乗をそれぞれ表しており、σ2は、雑音分散である。次いで、イコライズされた信号を相応して復調し、レートマッチングし、デコードする。
【００１８】
ＧＩ除去を有する対応する離散時間受信信号は、次式のとおりである。
【００１９】
ｙ＝ＴＨＧＦ-1ｂ＋ｎ
＝ＸＦ-1ｂ＋ｎ      （９）
【００２０】
ここで、ｙは、受信信号ベクトルであり、Ｔは、切り捨て行列（truncating matrix）であり、Ｈは、チャネルインパルス応答を有する行列であり、Ｇは、ＧＩ挿入用の行列であり、Ｆ-1は、ＩＦＦＴ行列であり、ｂは、送信シンボルのベクトルであり、ｎは、雑音ベクトルである。ＧＩ長が最大遅延スプレッドを上回っていると仮定すれば、Ｘ＝ＴＨＧは、循環正方行列であって、次のようにモデル化可能であり、
【００２１】
Ｘ＝Ｆ-1ＨfＦ      （１０）
【００２２】
ここで、Ｈfは、周波数ドメインにおけるチャネルインパルス応答を有する直交行列であり、Ｆは、ＦＦＴ行列である。次いで、式９のＧＩ除去を有する受信信号は、次式に単純化可能である。
【００２３】
ｙ＝Ｆ-1Ｈfｂ＋ｎ      （１１）
【００２４】
次のようなＦＦＴ及びワンタップゼロフォーシングチャネルイコライザによって、
【００２５】
【数７】
2007522781.tif 000009
【００２６】
或いは、次のようなＭＭＳＥにおいて、送信信号を検出可能である。
【００２７】
【数８】
2007522781.tif 000010
【００２８】
従来、リユース・ワン（reuse-one）ＯＦＤＭシステム用に周波数ホッピングが提案されており、これは、隣接セルに渡った完全な周波数の再使用を可能にし、帯域幅全体にわたって伝送サブキャリアをインターリーブ及び拡散させることによって周波数ダイバーシティを提供し、且つ、セル間干渉を平均化する。しかしながら、周波数ホッピングによれば、リユース・ワンＯＦＤＭシステムのスペクトル効率は、ＷＣＤＭＡほどに良好なものにならない。サブキャリアのサブセットが特定のＵＥによって低ピークデータレートに使用される。更には、これは、リソース及びサブキャリアの割り当てにおける無線ネットワーク制御上の難問でもある。正規化された周期的なハミング自動相関関数を使用して時間／周波数パターンをモデル化することによるネットワークレベルのリソース計画を必要としないＯＦＤＭチャネルマッピングが提案されているが、これも、スペクトル効率のよい方式ではない。
【００２９】
ピーク電力と平均電力の比率（ＰＡＲ）を低減するべく、周波数ドメインにおける選択的スクランブルがＯＦＤＭ用に提案されている（Ｙａｎｇ他による「Peak-to-Average Power Control in OFDM Using Standard Arrays of Linear Block Codes」（ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｍｕｎ．  Ｌｅｔｔｅｒｓ、第７巻、第４号、１７４〜１７６頁、２００３年４月；Ｅｅｔｖｅｌｔ他による「Peak-to-Average Power Reduction for OFDM Schemes by Selective Scrambling」（ＩＥＥ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、第３２巻、第２１号、１９６３〜１９６４頁、１９９６年１０月）を参照されたい）。直行周波数・符号分割多重（ＯＦＣＤＭ）及びマルチキャリアＣＤＭＡシステムにおける高速セルサーチのために周波数ドメインにおいて信号をスクランブルするべく、セル固有のコードが提案されている（Ｔａｎｎｏ他による「Three-Step Fast Cell search Algorithm Utilizing Common Pilot Channel for OFDM Broadband Packet Wireless Access」（ＩＥＥ  ＶＴＣ−Ｆａｌｌ、第３巻、２４〜２８頁、２００２年）；Ｈａｎｄａ他による「Three-Step Cell Search Algorithm for Broadband Multi-carrier CDMA Packet Wireless Access」（ＩＥＥＥ  ＰＩＭＲＣ、第２巻、Ｇ３２〜３７頁、２００１年）を参照されたい）。ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡシステムにおけるユーザー分離のために、時間ドメインにおける擬似雑音（ＰＮ）コードスクランブルも適用されている（Ｋｉｍ他による「An OFDM-CDMA Scheme Using Orthogonal Code Multiplexing and Its Parallel Interference Cancellation Receiver」（ＩＥＥＥ  ＩＳＳＳＴＡ、３６８〜３７２頁、Ｃｚｅｃｈ  Ｒｅｐ．、２００２年９月）を参照されたい）。しかしながら、周波数ドメインにおけるスクランブルは、リユース・ワンＯＦＤＭシステムの隣接セルによって誘発される干渉の影響を抑圧することができない。
【発明の開示】
【００３０】
隣接セルによって誘発される干渉の影響を抑圧し、周波数ダイバーシティを改善することが本発明の目的の１つである。周波数のリユース係数が１であると考えられるＯＦＤＭシステムにおいては、すべての周波数又はサブキャリアが隣接セルのすべてのセクタにおいて使用されている。このような周波数リユース・ワンＯＦＤＭシステムにおいては、特にセルのエッジにおけるユーザ装置（ＵＥ）において、非常に強力なセル間干渉が存在することになり、この結果、性能が相対的に低下する。本発明は、ＯＦＤＭ信号処理の方法及び装置を提供しており、時間ドメインのスクランブルを使用してセル間干渉を抑圧し、周波数ダイバーシティを改善する。本発明は、特に無線セルラ環境におけるスペクトル効率と全体的なＯＦＤＭシステムのスループットを改善し、且つ、ＷＣＤＭＡシステムと同等のピークデータレートを実現する。
【００３１】
従って、本発明の第１の態様は、複数の情報ビットを表す信号を複数の符号化シンボルにエンコード及び変調し、符号化シンボルを時間ドメインにおける更なる信号に変換する周波数分割多重アクセス通信法を提供する。この方法は、時間ドメインにおいて符号化シンボルをスクランブルし、スクランブルされた符号化シンボルを表す信号ストリームを提供する段階と、ガードインターバルにおいて冗長度だけ信号ストリームを挿入し、伝送用のガードインターバルを有するデータストリームを提供する段階と、を有している。
【００３２】
本発明によれば、このデータストリームは受信機において受信され、受信したデータストリームは、ガードインターバルが除去され、周波数ドメインに変換され、且つ、イコライズされてイコライズされた周波数ドメイン信号が提供される。本方法は、イコライズされた周波数ドメイン信号を時間ドメインに変換し、イコライズされた時間ドメイン信号を提供する段階と、イコライズされた時間ドメイン信号をデスクランブルし、時間ドメインのデスクランブルされた信号を提供する段階と、時間ドメインのデスクランブルされた信号を周波数ドメインにおける更なるデスクランブルされた信号に変換する段階と、を更に有している。
【００３３】
本発明によれば、符号化シンボルを逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）演算によって時間ドメインにおける更なる信号に変換し、受信データストリームのガードインターバルを除去した後に、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）演算によって周波数ドメインに変換し、イコライズされた周波数ドメイン信号をＩＦＦＴ演算によって時間ドメインに変換し、時間ドメインのデスクランブルされた信号をＦＦＴ演算によって周波数ドメインにおける更なるデスクランブルされた信号に変換している。
【００３４】
本発明によれば、本方法は、周波数選択性フェージングチャネル上における伝送用のキャリア周波数において、ガードインターバルを有するデータストリームをアップコンバージョンする段階を更に有している。
【００３５】
本発明の第２の態様は、複数の情報ビットを表す信号を複数の符号化シンボルにエンコード及び変調し、符号化シンボルを時間ドメインにおける更なる信号に変換する周波数分割多重アクセス通信に使用するための送信機を提供する。送信機は、更なる信号に応答してスクランブルされた符号化信号を表す信号ストリームを提供するスクランブルモジュールと、信号ストリームに応答して伝送用のガードインターバルを有するデータストリームを提供するためにガードインターバルにおいて冗長度だけ信号ストリームを挿入する、挿入モジュールと、を有している。
【００３６】
本発明によれば、ガードインターバルは、周波数選択性チャネルに起因したシンボル間干渉に抗するべく、最大遅延スプレッドを上回る長さを有している。
【００３７】
本発明の第３の態様は、周波数分割多重アクセス通信システムに使用するための受信機を提供し、このシステムは、送信機を有しており、この送信機は、複数の符号化シンボルを表す時間ドメインにおける更なる信号を提供するために複数の情報ビットを表す信号を複数の符号化シンボルにエンコード及び変調する手段と、スクランブルされた信号を提供するために、更なる信号をスクランブルする手段と、ガードインターバル信号を提供するためにガードインターバルにおいて冗長度だけスクランブル済みの信号を挿入する手段と、ガードインターバル信号を表すデータストリームを伝送する手段と、を有しており、受信機において受信されたデータストリームは、ガードインターバルが除去され、周波数ドメインに変換され、イコライズされてイコライズされた周波数ドメイン信号が提供される。受信機は、イコライズされた時間ドメイン信号を提供するためにイコライズされた周波数ドメイン信号を変換する第１モジュールと、時間ドメインのデスクランブルされた信号を提供するためにイコライズされた時間ドメイン信号をデスクランブルする第２モジュールと、時間ドメインのデスクランブルされた信号を周波数ドメインにおける更なるデスクランブルされた信号に変換する第３モジュールと、を有している。
本発明によれば、受信機において受信されたデータストリームは、ガードインターバルが除去され、周波数ドメインに変換され、ワンタップチャネルイコライザによってイコライズされてイコライズされた周波数ドメイン信号が提供される。
【００３８】
本発明の第４の態様は、周波数分割多重アクセス通信システムを提供し、このシステムは、複数の符号化シンボルを表す更なる信号を提供するために複数の情報ビットを表す信号を複数の符号化シンボルにエンコード及び変調する第１モジュールと、符号化シンボルを時間ドメインにおける周波数分割多重シンボルに変換する第２モジュールと、スクランブルされた信号を提供するために時間ドメインにおいて周波数分割多重シンボルをスクランブルする第３モジュールと、ガードインターバル信号を提供するためにガードインターバルにおいて冗長度だけスクランブルされた信号を挿入する第４モジュールと、ガードインターバル信号を表すデータストリームを伝送する第５モジュールと、を有する送信機と、ガードインターバルが除去された信号を提供するためにデータストリーム内のガードインターバルを除去する第１モジュールと、ガードインターバルが除去された信号を周波数ドメイン信号に変換する第２モジュールと、イコライズされた周波数ドメイン信号を提供するために周波数ドメイン信号をイコライズするべく第３モジュールと、イコライズされた周波数ドメイン信号をイコライズされた時間ドメイン信号に変換する第４モジュールと、時間ドメインのデスクランブルされた信号を提供するためにイコライズされた時間ドメイン信号をデスクランブルする第５モジュールと、時間ドメインのデスクランブルされた信号を周波数ドメインにおける更なるデスクランブルされた信号に変換する第６モジュールと、を有するデータストリームを受信する受信機と、を有している。
【００３９】
本発明によれば、通信システムは、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、セルラ直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システム、マルチキャリアＯＦＤＭシステム、ＨＤＳＬシステム、ＡＤＳＬシステム、及びデジタルブロードキャスティングシステムを有している。
【００４０】
本発明の第５の態様は、周波数分割多重アクセス通信システムにおけるコンポーネントを提供し、このシステムは、アンテナと、複数の符号化シンボルを表す更なる信号を提供するために複数の情報ビットを表す信号を複数の符号化シンボルにエンコード及び変調する第１モジュールと、符号化シンボルを時間ドメインにおける周波数分割多重シンボルに変換する第２モジュールと、スクランブルされた信号を提供するために時間ドメインにおける周波数分割多重シンボルをスクランブルする第３モジュールと、ガードインタバール信号を提供するためにガードインターバルにおいて冗長度だけスクランブルされた信号を挿入する第４モジュールと、ガードインターバル信号を表すデータストリームを伝送する第５モジュールと、を有する送信機と、ガードインターバルが除去された信号を提供するためにデータストリーム内のガードインターバルを除去する第１モジュールと、ガードインターバルが除去された信号を周波数ドメイン信号に変換する第２モジュールと、イコライズされた周波数ドメイン信号を提供するために周波数ドメイン信号をイコライズする第３モジュールと、イコライズされた周波数ドメイン信号をイコライズされた時間ドメイン信号に変換する第４モジュールと、時間ドメインのデスクランブルされた信号を提供するためにイコライズされた時間ドメイン信号をデスクランブルする第５モジュールと、時間ドメインのデスクランブルされた信号を周波数ドメインにおける更なるデスクランブルされた信号に変換する第６モジュールと、を有するアンテナを介してデータストリームを受信する受信機と、を有するアンテナに動作可能に接続されたトランシーバと、を有している。
【００４１】
本発明によれば、コンポーネントは、ユーザ装置（ＵＥ）を有している。
【００４２】
本発明によれば、コンポーネントは、モバイル端末を有している。
【００４３】
本発明については、図２〜図７との関連において以下の説明を参照することにより、明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
本発明は、送信機におけるＩＦＦＴ演算の後に、且つ、ＧＩ挿入の前の段階で、長いスクランブルシーケンスを有する従来のＯＦＤＭシンボルのスクランブルを実行する。リユース・ワンＯＦＤＭダウンリンクシステム用に時間ドメインにおけるスクランブルを使用することにより、セル間干渉を抑圧し、周波数ダイバーシティを改善する。本発明によれば、ＷＣＤＭＡシステムと同等のスペクトル効率及びピークデータレートを有するＯＦＤＭシステムが得られる。従って、送信機側における逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）演算後の従来のＯＦＤＭシンボルを、セルサーチ、リユース・ワンＯＦＤＭシステム内におけるセル間干渉のホワイトニング（whitening）、及び周波数ダイバーシティのために、時間ドメインにおいてスクランブルする。次いで、ガードインターバル（ＧＩ）を挿入し、キャリア周波数においてアップコンバージョンし、伝送する。
【００４５】
受信機側における周波数ドメインのチャネルイコライズの後に、イコライズされた信号をＩＦＦＴ関数によって時間ドメインに変換し、相応してデスクランブルする。次いで、時間ドメインにおけるデスクランブルされた信号を周波数ドメインに再度変換して戻し、この後に、復調、レートマッチング、及びチャネルデコードなどの従来のＯＦＤＭ受信機構造と同一の処理段階を実行する。
【００４６】
本発明による時間ドメインにおけるスクランブルを有するＯＦＤＭ送信機の一実施例が図２に示されている。本発明によるＯＦＤＭ受信機は、図３に示されている。
【００４７】
図２に示されているＯＦＤＭ送信機１０においては、データソースブロック１２から供給される情報ビット１１２をチャネルエンコーダ１４によって符号化ビット１１４にエンコードしている。変調ブロック１６によってレートマッチング及び変調された後に、符号化ビットは、コードシンボル又はＢ（ｋ）となる。Ｎ点ＩＦＦＦブロック１８からのＩＦＦＦ出力１１８をパラレル／シリアルブロック２０によって変換する。本発明によれば、式１のＩＦＦＴ演算の後の従来のシンボル１２０又はｂ（ｎ）を、次式のような対応する長いスクランブルシーケンスにより、時間ドメインにおいてスクランブルしている。
【００４８】
【数９】
2007522781.tif 000011
【００４９】
【数１０】
2007522781.tif 000012
【００５０】
最後に、デスクランブルされたＴＤ信号１６２を、ブロック６４において、式６と同様のＦＦＴ演算によって周波数ドメインに変換して戻す。デスクランブルされたＦＤ信号１６４をブロック６６において復調及びレートマッチングする。次いで、復調ブロック６６の出力１６６、又は推定符号化ビットをチャネルデコーダ６６によって推定情報ビット１６８にデコードする。
【００５１】
本発明による時間ドメインのスクランブルを有するＯＦＤＭトランシーバ５０内におけるＧＩ除去を有する離散時間受信信号は、次のように記述可能である。
【００５２】
ｙ＝ＴＨＧＣＦ-1ｂ＋ｎ
＝ＸＣＦ-1ｂ＋ｎ      （１６）
【００５３】
ここで、Ｃは、長いスクランブルコードを含む直交行列である。対応するＧＩ除去を有する単純化された受信信号は、次式のとおりである。
【００５４】
ｙ＝Ｆ-1ＨfＦＣＦ-1ｂ＋ｎ      （１７）
【００５５】
次いで、受信信号をＦＦＴによって周波数ドメインに変換し、次のようなワンタップゼロフォーシングチャネルイコライザによってイコライズする。
【００５６】
【数１１】
2007522781.tif 000013
【００５７】
次いで、イコライズされた信号をＩＦＦＴによって時間ドメインに変換し、対応したスクランブルコードによってデスクランブルし、次のように周波数ドメインに変換して戻す。
【００５８】
【数１２】
2007522781.tif 000014
【００５９】
本発明による方式が必要とする追加処理は、送信機側においては、図２のブロック２２によって、受信機側においては、図３のブロック６０、６２、及び６４によって実行されている。スクランブル及びデスクランブル処理は、サイズがＮである加算によって容易に実装可能である。図１に示されている従来のＯＦＤＭと比較すると、本発明の時間ドメインのスクランブルは、更に２つのＦＦＴ演算（ブロック６０及び６４）を必要としている。
【００６０】
要約すれば、本発明による時間ドメインのスクランブルは、送信機側におけるＩＦＦＴ演算の後に、且つ、ＧＩ挿入の前の段階において実行される。受信機側における従来の周波数ドメインのチャネルイコライズの後に、イコライズされた信号を時間ドメインに変換し、デスクランブルし、周波数ドメインに変換して戻す。次いで、デスクランブルされたＦＤ信号を復調し、レートマッチングし、デコードする。時間ドメインにおいて長いスクランブルを使用することにより、フレーム同期化のためのチャネルタップ遅延の推定、強力なセル間干渉をホワイトニングすることによるリユース・ワンＯＦＤＭセルラー全体システムスループット、及び高速セルサーチなどが改善される。
【００６１】
ＯＦＤＭトランシーバ内における信号処理方法が、図４及び図５に更に示されている。フローチャート２００に示されているように、段階２１０において、受信機内の情報ビットがデータソースから供給された後に、段階２２０において、これらの情報ビットを符号化情報ビットにエンコードする。段階２３０において、符号化情報ビットをレートマッチング及び変調した後に、段階２４０において、時間ドメインＯＦＤＭシンボルに変換する。時間ドメインのスクランブル段階２５０を実行し、スクランブルされたＯＦＤＭシンボルを提供し、段階２６０において、これにＧＩを挿入し、伝送用のキャリア周波数において更にアップコンバージョンする。
【００６２】
フローチャート３００に示されているように、段階３１０において、信号が受信された後に、それらの信号をダウンコンバージョンし、次いで、段階３２０において、信号からＧＩを除去する。ＧＩが除去された信号を、段階３３０において周波数ドメインに変換し、段階３４０において、例えば、ゼロフォーシング検出器によってイコライズする。イコライズされた周波数ドメイン信号を段階３５０において時間ドメインに変換し、この結果、段階３６０において、時間ドメインデスクランブルを実行可能である。時間ドメインのデスクランブルされた信号は、段階３７０において周波数ドメインに変換された後に、段階３８０において、レートマッチング及び復調される。段階３８０の結果は、推定符号化ビットであり、これを段階３９０において推定情報ビットにデコードする。
【００６３】
本発明は、受信機側において２つの更なるＦＦＴ演算を必要としているが、本発明の利点には、
ＯＦＤＭシステムのスペクトル効率及びピークデータレートをＷＣＤＭＡシステムと同程度に向上させることができるという点、
周波数ダイバーシティ及び強力なセル間干渉のホワイトニングによって単一セル又はマルチセル環境におけるシステムスループットを格段に改善可能であるという点、及び
時間ドメインにおける長いスクランブルコードによってフレーム同期化用のチャネルタップ遅延の推定値の改善と高速セルサーチを実現可能であるという点
が含まれる。
【００６４】
本発明は、（ピコ、マイクロ、及びマクロセル環境における）ＷＬＡＮ、セルラーＯＦＤＭ、及びマルチキャリアＣＤＭＡトランシーバを含む（但し、これらに限定されない）任意の種類の無線ＯＦＤＭ通信に適用可能である。本発明は、モバイル無線チャネル、ＨＤＳＬ、ＡＤＬ、及びデジタルブロードキャスティング上における広帯域データ通信に使用可能である。
【００６５】
図６は、本発明によるトランシーバを使用した代表的な通信装置を示している。図示のように、通信装置１は、本発明による送信機１０及び受信機５０によって共有されるアンテナ５を有している。送信機１００及び受信機２００は、ソース符号化モジュール７０を介してマイクロフォン２０及びスピーカー９０にリンクされており、このソース符号化モジュールにおいて、マイクロフォンからの音響信号がエンコードされ、受信された音響信号がデコードされる。通信装置１は、例えば、携帯電話機であってよい。
【００６６】
図７は、本発明によるセルＯＦＤＭ通信用に使用可能な通信ネットワークの概略図である。図示されているように、ネットワークは、スイッチングサブステーション（ＮＳＳ）に接続された複数の基地局（ＢＳ）を有しており、このＮＳＳは、その他のネットワークにも接続可能である。ネットワークは、基地局と通信する能力を有する複数の移動局（ＭＳ）を更に有している。移動局は、携帯電話機であってよく、これは、通常、完全な端末と呼ばれている。移動局は、ディスプレイ、キーボード、電池、カバーなどを有していない端末用のモジュールであってもよい。送信機１０及び受信機５０は、基地局、スイッチングサブステーション、又は他のネットワーク内に配置可能である。
【００６７】
以上、その好ましい実施例に関連して本発明について説明したが、当業者であれば、本発明の範囲を逸脱することなしに、以上の及び様々なその他の形態及びその詳細内容における変更、省略、及び逸脱を実行可能であることを理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】従来のＯＦＤＭトランシーバを示すブロック図である。
【図２】本発明のＯＦＤＭ送信機の一実施例を示すブロック図である。
【図３】本発明のＯＦＤＭ受信機の一実施例を示すブロック図である。
【図４】本発明による送信機側におけるＯＦＤＭ処理方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明による受信機側におけるＯＦＤＭ処理方法を示すフローチャートである。
【図６】本発明によるＯＦＤＭトランシーバを具備した電子装置を示す概略図である。
【図７】本発明によるＯＦＤＭ送信機及び受信機を使用する通信コンポーネントを具備した通信ネットワークを示す概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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