(57)【要約】  無線通信のための装置が提供される。本装置は、直交周波数分割多重シンボルを送信可能な送信機（２００）を含んでいる。直交周波数分割多重シンボルは、直交周波数分割多重シンボルの第一端部に隣接した複製されたトーンの第一の組と、直交周波数分割多重シンボルの第二端部に隣接した複製されたトーンの第二の組と、複製されたトーンの第一及び第二の組の間に設けられた複数のデータトーンとを含んでいる。複製されたトーンの第一及び第二の組は、複数のデータトーンの少なくともいくつかのデータトーンの複製を含んでいる。
2007536835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交周波数分割多重シンボルの第一端部に隣接した複製されたトーンの第一の組と、直交周波数分割多重シンボルの第二端部に隣接した複製されたトーンの第二の組と、複製されたトーンの第一及び第二の組の間に設けられた複数のデータトーンとを有する直交周波数分割多重シンボルを送信可能な送信機であり、複製されたトーンの第一及び第二の組は、複数のデータトーンの中の少なくともいくつかのデータトーンの複製を含むことを特徴とする送信機を含むことを特徴とする、通信のための装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、１００個のデータトーンと、複製されたトーンの第一の組の５個の複製されたトーンと、複製されたトーンの第二の組の５個の複製されたトーンとが存在することを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置において、直交周波数分割多重シンボルは、さらに、
５個のヌルトーンであり、その中の３個のヌルトーンは、複製されたトーンの第一の組に隣接した直交周波数分割多重シンボルの第一端部に設けられ、その中の２個のヌルトーンは、複製されたトーンの第二の組に隣接した直交周波数分割多重シンボルの第二端部に設けられていることを特徴とする５個のヌルトーンと、
直交周波数分割多重シンボルの実質的に中心に位置した直流トーンと、
複数のデータトーンの中に点在する１２個のパイロットトーンとを含むように定義されていることを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１記載の装置において、送信機は、多帯域直交周波数分割多重分科会が規定する物理層の仕様にもとづき、直交周波数分割多重シンボルを送信することを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１記載の装置において、複製されたトーンの第一および第二の組の複製されたトーンの各々は、比例定数によって、複製されたトーンの少なくとも一つのデータトーンに関係付けられており、比例定数の各々は０に等しいか０よりも大きいことを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項１記載の装置において、複製されたトーンの第一の組は、直交周波数分割多重シンボルの第一端部に隣接したガードトーンの第一の組として定義され、複製されたトーンの第二の組は、直交周波数分割多重シンボルの第二端部に隣接したガードトーンの第二の組として定義され、ガードトーンの第一及び第二の組は、複数のデータトーンの中の少なくともいくつかのデータトーンの複製を含むことを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項１記載の装置において、送信機は、パケットの一部として直交周波数分割多重シンボルを送信し、パケットは、プリアンブルフィールド、ヘッダフィールド及びデータフィールドを含み、プリアンブルフィールドは、チャネル評価シーケンスを含み、チャネル評価シーケンスは、直交周波数分割多重シンボルに対して定義された電力エンベロープに等しい電力エンベロープを用いることを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項７記載の装置において、プリアンブルは、さらに、パケット及びフレーム検出シーケンスを含み、パケット及びフレーム検出シーケンスは、直交周波数分割多重シンボルに対して定義された電力エンベロープに等しい電力エンベロープを用いることを特徴とする装置。
【請求項９】
直交周波数分割多重シンボルの少なくともいくつかのデータトーンを、直交周波数分割多重シンボルのガードトーンにマッピングすることが可能なトランシーバであって、ガードトーンは、直交周波数分割多重シンボルのデータトーンの隣接し合う端部に設けられることを特徴とするトランシーバを含む、直交周波数分割多重シンボルの無線通信のための装置。
【請求項１０】
請求項９記載の装置において、ガードトーンは、さらに、直交周波数分割多重シンボルの第一端部の５個のガードトーンの第一の組と、直交周波数分割多重シンボルの第二端部の５個のガードトーンの第二の組として定義され、１０個のデータトーンの複製が、ガードトーンの第一及び第二の組のガードトーンに対して供給されることを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の装置において、直交周波数分割多重シンボルの第一端部に隣接した５個のデータトーンと、直交周波数分割多重シンボルの第二端部に隣接した５個のデータトーンの複製が、ガードトーンの第一及び第二の組のガードトーンに対して供給されることを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求項９記載の装置において、無線通信装置は、多帯域直交周波数分割多重分科会が規定する物理層の仕様にもとづき、通信することを特徴とする装置。
【請求項１３】
請求項９記載の装置において、選択されたガードトーンへの選択されたデータトーンの各マッピングは、マッピングされるガードトーンを決定する比例定数を選択されたデータトーンに掛け合わせることにより得られ、比例定数の各々は０に等しいか０よりも大きいことを特徴とする装置。
【請求項１４】
直交周波数分割多重シンボルの第一端部に隣接したガードビンの第一の組と、直交周波数分割多重シンボルの第二端部に隣接したガードビンの第二の組と、ガードビンの第一及び第二の組の間に設けられたデータを保持するための複数のデータビンを生成するステップと、
ガードビンの第一及び第二の組が、複数のデータビン中に設けられた同一のデータの少なくともいくつかの複製を保持するように、データを複製するステップとを含むことを特徴とする無線通信方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の方法は、さらに、
直交周波数分割多重シンボルを無線送信するステップと、
直交周波数分割多重シンボルを無線受信するステップと、
直交周波数分割多重シンボルの中から、データトーンと複製されたトーンを抽出するステップと、
複製されたトーンを用いて、複製されたデータを解釈するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の方法において、
複製されたトーンを用いて、複製されたデータを解釈するステップは、同一ゲイン組合せ手法及び最大比率組合せ手法の一つを用いて、複製されたトーンと、データトーンの少なくともいくつかとを組み合わせることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１４記載の方法は、さらに、
５個のヌルトーンであり、５個のヌルトーンのうち２個は、直交周波数分割多重シンボルの第一端部に設けられ、５個のヌルトーンのうち３個のヌルトーンは、直交周波数分割多重シンボルの第二端部に設けられていることを特徴とする５個のヌルトーンを符号化するステップと、
直交周波数分割多重シンボルの中心に位置する直流トーンを符号化するステップと、
複数のデータトーンの中に点在する１２個のパイロットトーンを符号化するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１４記載の方法において、
無線送信及び無線受信は、多帯域直交周波数分割多重分科会が規定する物理層の仕様にもとづき、行なわれることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１４記載の方法において、
複製されたデータは、複数のデータビン中の一つのデータビンのデータにもとづき、マッピングされるガードトーンを決定する比例定数をデータビンのデータに掛け合わせることにより得られ、比例定数の各々は０に等しいか０よりも大きいことを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の方法において、データビン及びガードビンにデータが与えられる前に、データが複製されることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信に関し、特に、直交周波数分割多重システムのデータトーンをガードトーンにマッピングする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネットワークは、ネットワークの各部間で通信が行なえるようにするものである。無線ネットワークにより、コネクションレス型の通信が可能となる。無線ローカルエリアネットワークは、通常、コンピュータで利用するために構成され、通信を実現するために複雑なプロトコルを利用する。概ね１０メートルの到達距離を有する個人用無線ネットワークは開発の途上にあり、個人用無線ネットワークをサポートするプロトコルの開発を目指して活発な技術開発が行なわれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
個人用無線ネットワークは、限られた通信距離を有するため、無線ローカルエリアネットワークに比べて、通信対象の数は少なく、より低出力での通信が求められる。ＩＥＥＥ（米国電気電子工学会）は、ＩＥＥＥ８０２．１５．３ａ個人用無線ネットワーク規格を開発中である。用語“ピコネット（ｐｉｃｏｎｅｔ）”は、通信装置を含むアドホック（ａｄ  ｈｏｃ）構成を有する個人用無線ネットワークを指すものである。ピコネットは、ピコネットコーディネータ（ＰＮＣ）によって統括される。様々な無線装置が相互の近接領域に進入、離脱を行なう際には、自発的に、通信の形成、再形成及び停止を行なう。ピコネットは、運用時間と運用空間が限定されるという特徴を有している。物理的に隣接しあう無線装置は、グループ化して、同時に動作する複数のピコネットに対応づけられる。
【０００４】
ＩＥＥＥ８０２．１５．３ａタスクグループへの提案の一つは、３．１ＧＨｚから１０．６ＧＨｚの範囲で７．５ＧＨｚの帯域を有するウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）を１４の帯域に分割し、各帯域を５２８ＭＨｚの周波数幅とするものである。これらの１４の帯域は、各帯域グループが３つの５２８ＭＨｚ帯域を有する４つの帯域グループと、２つの５２８ＭＨｚ帯域を有する１つの帯域グループから構成されている。ピコネットの一例では、第一の多帯域直交周波数分割多重（ＭＢ−ＯＦＤＭ）シンボルを、一番目の３１２．５ナノ秒の継続時間の間に、帯域グループの第一周波数帯域で送信し、第二のＭＢ−ＯＦＤＭシンボルを二番目の３１２．５ナノ秒の継続時間の間に、帯域グループの第二の周波数帯域で送信し、さらに、第３のＭＢ−ＯＦＤＭシンボルを三番目の３１２．５ナノ秒の継続時間の間に、帯域グループの第３の周波数帯域で送信する。他のピコネットでも、同一の周波数グループを同時に用い、異なる時間周波数符号と特徴的なプリアンブルシーケンスを用いて、異なるピコネット間を識別する。帯域グループの３つの５２８ＭＨｚの周波数帯域の各々で送信することにより、複数のピコネットが１つの帯域グループを共有するという方法は、時間周波数符号化又は時間周波数インターリーブ（ＴＦＩ）と呼ばれている。一方、ピコネットが、帯域グループの１つの周波数帯域を独占して送信することも可能であり、これは、固定周波数インターリーブ（ＦＦＩ）と呼ばれている。固定周波数インターリーブを用いたピコネットは、特徴的なプリアンブルシーケンスを用いて時間周波数インターリーブを行なう他のピコネットとは区別される。実際には、時間周波数インターリーブを識別する目的のために、４つの特徴的なプリアンブルシーケンスが割り当てられ、さらに、固定周波数インターリーブのために、１つの特徴的なプリアンブルシーケンスが割り当てられる。異なるピコネットでは、異なる時間周波数符号化が用いられる。さらに、異なるピコネットでは、異なるプリアンブルシーケンスが用いられる。
【０００５】
多帯域ＯＦＤＭ分科会が規定する物理層の仕様によると、メッセージパケットの構造は、プリアンブルフィールド、ヘッダフィールド及びペイロードフィールドを含んでいる。プリアンブルフィールドは、特徴的なプリアンブルシーケンスの複数のインスタンスを含んでいる。プリアンブルフィールドは、さらに、パケット及びフレーム検出シーケンスと、チャネル評価シーケンスに分割されている。チャネル評価シーケンスとは、受信機が無線通信チャネルの特性を評価する際に、逆チャネル状態を効果的に補償するために、受信機が用いる既知のシーケンスである。プリアンブルフィールド、ヘッダフィールド及びペイロードフィールドの各々は、さらに、複数のＯＦＤＭシンボルに分割されている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施例によれば、無線通信のための装置が提供される。本装置は、直交周波数分割多重シンボルを送信可能な送信機を含んでいる。直交周波数分割多重シンボルは、直交周波数分割多重シンボルの第一端部に隣接した複製されたトーンの第一の組と、直交周波数分割多重シンボルの第二端部に隣接した複製されたトーンの第二の組と、複製されたトーンの第一及び第二の組の間に設けられた複数のデータトーンとを有している。複製されたトーンの第一及び第二の組は、複数のデータトーンの中の少なくともいくつかのデータトーンの複製を含んでいる。
【０００７】
他の実施例によれば、直交周波数分割多重シンボルの無線通信のための装置が提供される。本装置は、直交周波数分割多重シンボルの少なくともいくつかのデータトーンを、直交周波数分割多重シンボルのガードトーンにマッピング可能なトランシーバを含んでいる。ガードトーンは、直交周波数分割多重シンボルのデータトーンの隣接した端部に設けらている。
【０００８】
一実施例によれば、無線通信のための方法が提供される。本方法は、直交周波数分割多重シンボルを生成するステップを含んでおり、その直交周波数分割多重シンボルは、直交周波数分割多重シンボルの第一端部に隣接したガードビン（ｂｉｎ）の第一の組と、直交周波数分割多重シンボルの第二端部に隣接したガードビンの第二の組と、ガードビンの第一及び第二の組の間に設けられ、データを保持するための複数のデータビンとを有している。本発明は、ガードビンの第一及び第二の組が、複数のデータビン中に設けられたいくつかのデータのうち少なくともいくつかのデータの複製を保持するように、データを複製するステップを含んでいる。
【０００９】
上記の特徴及びその他の特徴並びに利点は、付属した図面及びクレームとともに、以下の詳細な記述によって、より明確に理解されるものとなる。
【実施例】
【００１０】
本発明は、既にガードトーンとして割り当てられた直交周波数分割多重シンボルの周波数ビンを、データビンの部分を複製するために割り当てることに関するものである。一実施例においては、既にガードトーンとして割り当てられた周波数ビン上に複製又はマッピングするために選択されたデータビンが、直交周波数分割多重シンボルの二つの周波数極値に近接したものとなっており、このため、フィルタが低次あるいは低価格であるために、通過帯域の両端付近で隣接チャネル間の干渉又は減衰の影響を受けるものとなる。データビンの複製により、データビンのＳＮ比が向上し、直交周波数分割多重シンボルの受信特性が向上する。
【００１１】
図１のブロック図は、多数の電子素子で構成されたピコネット１００を示している。第一トランシーバ１０２は、ピコネット１００のピコネットコントローラとして動作する。第二トランシーバ１０４、第三トランシーバ１０６及び第四トランシーバは、ピコネット１００の一部分として動作する。トランシーバ１０２、１０４、１０６及び、又は１０８は、ピコネット１００のピコネットコントローラとしても動作可能であるが、ここでは、その役割を果たすものとしては描かれていない。第一トランシーバ１０２は、ビーコンメッセージをブロードキャストし、ピコネット１００の各部間での通信を行なう。ここで、ビーコンメッセージは、単に、ビーコンと称してもよい。ビーコンメッセージの有効到達範囲、すなわち、ピコネットの有効な通信限界は、図１において破線で示してある。第一トランシーバ１０２は、加入電話回線網１１０又は公衆データ交換回線網１１２のいずれかに接続されており、これにより、ピコネット１００の各部、例えば、トランシーバ１０２、１０４、１０６及び１０８は、インターネット又は相互接続された通信装置の他のネットワークと通信可能となっている。トランシーバ１０２、１０４、１０６及び１０８は、ＩＥＥＥ８０２．１５．１ａ規格の個人用無線ネットワークプロトコルに従い無線で通信することが可能となっている。ピコネット１００内での無線通信は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルのシーケンスとして送受信される。
【００１２】
図２は、ピコネット１００での通信のためにＯＦＤＭシンボルを生成するために好適な、周波数範囲の一例を、周波数ビンとして示したものである。各周波数ビンは、トーンと呼ばれる。周波数ビンの完全集合は、図２に示された、集合１、集合２及び集合３の３つの各集合の周波数ビンを結合して得られる。集合１の周波数ビンは、集合２の周波数ビンに先行するものであり、さらに、集合２の周波数ビンは、集合３の周波数ビンに先行するものである。周波数ビンは、ｎ１からｎ５と記された５個のヌルトーンと、ｇ１からｇ１０と記された１０個のガードトーンと、ｐ１からｐ１２と記された１２個のパイロットトーンと、ＤＣと記された１個の直流トーンと、ｃ１からｃ１００と記された１００個のデータトーンとを含んでいる。
【００１３】
パイロットトーンは、既知の値を含み、ＯＦＤＭシンボルのコヒーレント復調を行なうために設けられている。ヌルトーンは、値が０であり、５２８ＭＨｚの帯域をもつ各周波数帯域間に周波数バッファを形成するために設けられる。ガードトーンは、０値でない非データであり、５２８ＭＨｚの帯域をもつ各周波数帯域間に別の周波数バッファを形成するために設けられる。データトーンは、通信パケットの情報コンテンツであり、プリアンブルフィールド、ヘッダフィールド又はデータフィールドから構成されたコンテンツである。データトーンは、様々な変調手順、例えば、４相位相変異変調（ＱＰＳＫ）に従って、情報の複数ビットを符号化する。
【００１４】
図３において、無線送信機２００は、無線受信機２０２に対して通信するものとして示されている。無線送信機２００は、本発明の一実施例に従いフォーマットされたＯＦＤＭシンボルを送信するのに好適なものであり、無線受信機２０２は、本発明の一実施例に従いフォーマットされたＯＦＤＭシンボルを受信するのに好適なものである。信号源２０４は、変調器２０６に送られるデータを生成する。復調器２０６は、複数のデータトーンに従ってデータを分割し、適切な変調方式に従って各データトーンの値を符号化する。変調器２０６は、ガードトーンとパイロットトーンの値も符号化する。変調器２０６は、データの周波数領域表現をそのデータの時間領域表現に変換する高速逆フーリエ変換器２０８にトーンを出力する。
【００１５】
高速逆フーリエ変換器２０８は、信号の時間領域表現を、Ｄ／Ａ変換器２１０に送り、Ｄ／Ａ変換器２１０は、信号のデジタル表現をアナログ形式に変換する。信号をアナログ形式で表すと、５２８ＭＨｚ幅のベースバンド信号となる。Ｄ／Ａ変換器２１０は、５２８ＭＨｚ幅のベースバンド信号を送信のための所定の周波数帯域に周波数変換するアップコンバータ２１２に、５２８ＭＨｚ幅のベースバンド信号を送る。アップコンバータ２１２は、アップコンバートされた５２８ＭＨｚ幅の信号を、無線伝送のための信号強度まで増幅する増幅器２１４に送る。増幅器２１４は、アップコンバートされ増幅された５２８ＭＨｚ幅の信号を、帯域選択フィルタ２１６に送る。帯域選択フィルタ２１６は、通常、１５８４ＭＨｚの帯域幅を有しており、アップコンバートされた信号の、ＭＢ−ＯＦＤＭ信号の所定の３つの帯域の外側にあるスプリアス周波数成分を減衰させる。帯域選択フィルタ２１６は、送信アンテナ２１８に信号を供給し、アンテナは、アップコンバートされ、増幅され、帯域選択フィルタで濾波された５２８ＭＨｚ幅の信号を無線で送信する。
【００１６】
無線信号は、受信アンテナ２２０によって受信する。受信アンテナ２２０は、受信帯域選択フィルタ２２２に信号を供給する。受信帯域選択フィルタ２２２は、通常、１５８４ＭＨｚの帯域幅を有しており、受信アンテナ２２０が受信可能な全帯域の中から、ＭＢ−ＯＦＤＭ信号の全ての３つの帯域を選択する。受信帯域選択フィルタ２２２は、選択されたＭＢ−ＯＦＤＭ信号を、ダウンコンバータ２２４に送り、ダウンコンバータ２２４は、ＭＢ−ＯＦＤＭ信号の周波数を、５２８ＭＨｚのベースバンド信号に変換する。ダウンコンバータ２２４は、５２８ＭＨｚのベースバンド信号を、通常、５２８ＭＨｚの帯域を有するベースバンド・ローパスフィルタ２２５に送る。ベースバンド・ローパスフィルタ２２５は、濾波された５２８ＭＨｚベースバンド信号を、Ａ／Ｄ変換器２２６に送り、そこで、５２８ＭＨｚベースバンド信号を離散化する。Ａ／Ｄ変換器２２６は、離散化された５２８ＭＨｚベースバンド信号を高速フーリエ変換器２２８に送る。高速フーリエ変換器２２８は、離散化された５２８ＭＨｚベースバンド信号を、時間領域から周波数領域に変換し、離散化された５２８ＭＨｚベースバンド信号は、１００個のデータトーンと、１２個のパイロットトーンと、１０個のガードトーンと、５個のヌルトーンと１個の直流トーンとから構成される１２８個のトーンに分解される。高速フーリエ変換器２２８は、周波数領域のトーンを、１００個のデータトーンをデータストリームに復調する復調器２３０に送る。復調器２３０は、１２個のパイロットトーンと１０個のガードトーンに含まれる情報を用いて、１００個のデータトーンから情報内容を復元する。復調器２３０は、データストリームを、ストリームデータを解釈し利用する媒体アクセス制御（ＭＡＣ）処理部２３２に送る。
【００１７】
上述した無線送信機２２０と無線受信機２０２の構造は、トランシーバと称される単一の装置の形で組み合わされ、いくつかの実施例では、例えば、図１に示すように、トランシーバ１０２、１０４、１０６及び１０８のように構成することが可能である。送信帯域フィルタ２１６及び増幅器２１４は、独立した装置として示してあるが、いくつかの実施例では、これらの機能は、単一の装置に統合することも可能である。さらに、いくつかの実施例では、アップコンバートされた５２８ＭＨｚ帯域信号は、増幅器２１４で増幅される前に、帯域選択フィルタ２１６によって帯域濾波されることも可能である。これらの目的のために、他のシステム、装置及び技術を適用することが可能であるが、それは、当業者にとって容易に類推されるものであり、本発明の主旨と範囲を逸脱するものではない。
【００１８】
次に、５２８ＭＨｚの帯域を有する理想的なベースバンド・ローパスフィルタの周波数特性を図４Ａに示す。５２８ＭＨｚ幅の通過帯域内では、フィルタは減衰を与えることはない。５２８ＭＨｚ幅の通過帯域の外側では、フィルタは急峻な減衰を与える。
【００１９】
次に、概ね５２８ＭＨｚの帯域を有する物理的に実現可能なベースバンド・ローパスフィルタの周波数特性を図４Ｂに示す。５２８ＭＨｚの帯域の中心付近では、ベースバンド・ローパスフィルタは、基本的に減衰を与えない。５２８ＭＨｚの帯域の充分外側では、ベースバンド・ローパスフィルタは、強い減衰を与える。しかし、理想的なベースバンド・ローパスフィルタとは異なり、帯域の両側には過渡的な領域が存在し、その領域では、ベースバンド・ローパスフィルタは、中間的で不完全な減衰を与える。フィルタが、減衰のない領域から強い減衰の領域に遷移する率は、例えば、フィルタの複雑度の関数となるが、概ね、フィルタのコストの関数となる。フィルタの複雑度は、フィルタの次数に対応したものとなり、高次数のフィルタは、より複雑なフィルタであり、低次数のフィルタは、あまり複雑でないフィルタとなる。より急峻で高速な減衰領域への遷移や、確実な濾波効果を得るためには、より高い複雑度をもったフィルタ回路が必要となる。
【００２０】
図２において、ＯＦＤＭシンボルの５２８ＭＨｚ帯域の両側のそれぞれ５個のガードトーン、すなわち、合計１０個のガードトーンが、帯域選択フィルタ２１６及び、又はベースバンド・ローパスフィルタ２２５の減衰遷移の領域内に存在する。さらに、最初の数個のデータトーン及び最後の数個のデータトーンも、帯域選択フィルタ２１６及び、又はベースバンド・ローパスフィルタ２２５の減衰遷移の領域内に存在するため、最初の数個のデータトーン及び最後の数個のデータトーンのＳ／Ｎ比は下がってしまう。
【００２１】
次に、他の周波数領域の例を、図５Ａに示す。Ｃ１からＣ５及びＣ９６からＣ１００のデータトーンは、図２のガードトーンに割り当てられた周波数ビンに複製される。従って、Ｃ’１は、Ｃ１の複製、Ｃ’２は、Ｃ２の複製と以降続き、最後のＣ’１００は、Ｃ１００の複製である。Ｃ’ｎのトーンは、複製トーン又はマップトーンと称する。図５Ａに示された周波数領域の組に従って送信されたＯＦＤＭシンボルを、受信機が復調する際には、復調器２３０は、例えば、最大比率組合せ手法、同一ゲイン組合せ手法又は他の手法によって、Ｃ’１とＣ１、Ｃ’２とＣ２を組合せ、さらに組合せを続け、最後にＣ’１００とＣ１００を組み合わせる。この手法により、データトーンＣ１からＣ５及びＣ９６からＣ１００の受信機におけるＳ／Ｎ比を向上させることができる。
【００２２】
次に、他の周波数領域の例を、図５Ｂに示す。図５Ａに示した周波数領域と図５Ｂに示した周波数領域との違いは、５２８ＭＨｚの帯域の中心領域に近くにあり、フィルタの減衰及び干渉の影響が少ない周波数ビンを、５２８ＭＨｚの帯域の外縁部に近くにある周波数ビンに複製することにある。通常は、周波数領域の外縁部に、隣接チャネル間の干渉とフィルタ減衰が起こる可能性が高いため、この手法により、データトーンＣ１からＣ５及びＣ９６からＣ１００のＳ／Ｎ比を向上させることができる。このように構成したシステムでは、例えばＣ１とＣ１００など、損傷を受けやすいデータトーンを、比例的により強力に保護することが可能となる。
【００２３】
次に、他の周波数領域の例を、図５Ｃに示す。図５Ａに示した周波数領域と図５Ｃに示した周波数領域との違いは、５２８ＭＨｚの帯域の下端の周波数ビンを、５２８ＭＨｚの帯域の上端の周波数ビンに複製し、５２８ＭＨｚの帯域の上端の周波数ビンを、５２８ＭＨｚの帯域の下端の周波数ビンに複製することにある。もし、５２８ＭＨｚの帯域の一方あるいは他方の端部に、強い干渉が発生した場合には、この端部に位置する周波数ビンを、その近接位置に複製したとしても、強力な干渉をそれほど緩和することはできないが、５２８ＭＨｚの帯域の反対側の端部では、強力な干渉の影響を受けないため、そこに複製することにより、より良い効果をもたらす結果が得られる。
【００２４】
次に、他の周波数領域の例を、図５Ｄに示す。図５Ｃに示した周波数領域と図５Ｄに示した周波数領域との違いは、複製した周波数ビンの順序を反転することであり、これにより、いくつかの実施例では有利な結果が得られるものとなる。
【００２５】
ここで注目すべき点は、１０個のデータトーンＣ１からＣ５及びＣ９６からＣ１００は、ＯＦＤＭシンボルの周波数領域の両端部に最も隣接した位置にあり、フィルタ減衰及び、又は隣接チャネルの干渉の影響を最も受けやすいということである。データトーンの複製により、受信機２０２によって処理される信号のＳ／Ｎ比（ＳＮＲ）を向上させることが可能であり、これにより、雑音の多い環境でも通信を可能としたり、又は、より高いデータ伝送レートが得られる。さらに、これらの１０個のデータトーンを複製することにより、これら１０個のデータトーンに対する周波数ダイバーシティを実現し、任意のチャネルヌル（ａｒｂｉｔｒａｒｙ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｎｕｌｌ）や干渉スパイク（ｓｐｉｋｅ）の影響を少なくできる。１０個のデータトーンを複製することにより、図２Ａ、２Ｂ及び２Ｃに図示した周波数ビンの構成に比べて、伝送エネルギーを向上させ、５２８ＭＨｚの帯域をより効率的に利用することができる。１０個のデータトーンを複製することにより、帯域選択フィルタ２１６に対する要求を緩和することが可能となり、例えば、トランシーバ２０２、２０４、２０６及び２０８の複雑度を減らし、製造又は購入コストを減らすことが可能となる。本開示では、他の周波数領域の構成も可能である。さらに単一のデータトーンを複数のガードトーンに複製しても良い。データトーンを１０個のガードトーンに複製するという上述した実施例は、１０個より少ないガードトーン又は１０個より多いガードトーンといった任意の数のガードトーンに容易に拡張することが可能である。
【００２６】
いくつかの実施例においては、複製されたデータトーンＣ’１からＣ’５及びＣ’９６からＣ’１００に対して、正の値をもつ係数を掛け合わせることにより、例えば、データトーンＣ１からＣ５及びＣ９６からＣ１００から複製されたデータトーンに比べて異なる振幅に倍率を与えることができる。いくつかの実施例においては、同一の比例定数を用いて、全てのデータトーンに倍率を与えることができる。他の実施例において、この比例定数は、複製されたデータトーンの位置に応じて変化させ、ヌルトーンとデータトーンの間にランプ状又は遷移領域を設けることができる。適切な倍率を与えることにより、複製される周波数ビンの構成を変えることができる。この倍率は、帯域選択フィルタ２１６の能力に対応して調整する。例えば、送信機２００が、狭い遷移領域を有する極めて高品質の帯域選択フィルタ２１６を用いる場合には、データトーンを全振幅で複製し、単一の出力で送信することが可能となる。もし、送信機が、より広い遷移領域を有する低品質の帯域選択フィルタ２１６を用いる場合には、振幅を下げたり、振幅を上げたりして、５２８ＭＨｚの帯域の端部に近づくに従って、倍率が増えるようにしてもよい。単一の倍率以外のものを使う場合には、パケットのプリアンブルのチャネル評価シーケンスに、同じ倍率又は電力エンベロープを適用して受信機を適切に調節して、倍率が与えられたデータトーンを受信できるようにするべきである。
【００２７】
上述したトランシーバ１０２、１０４、１０６及び１０８は、様々な方法で実装することが可能であり、それには、当業者にとって公知となっている単一の集積回路又は複数の集積回路を組合せた構造上での実装が含まれている。
【００２８】
図６において、システム３６０は、ピコネットの通信装置の一例を示したものである。トランシーバカード３６２は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）３６４又は他の形態のデジタルプロセッサ、Ｄ／Ａコンバータ２１０、Ａ／Ｄコンバータ２２６、増幅器２１４、受信増幅器３７０、スイッチ３６８及び送受信アンテナ３６６を含んでいる。特定用途向け集積回路３６４は、図３において説明した、変調／復調機能及び高速フーリエ変換／高速逆フーリエ変換機能を提供するものである。スイッチ３６８は、アンテナが信号を受信し、受信信号を受信増幅器３７０に入力するか、アンテナが増幅器２１４から出力された信号を送信するかを選択する。特定用途向け集積回路３６４は、（中央処理ユニット又はＣＰＵと称される）プロセッサ３８２に接続されている。ＣＰＵ３８２は、例えば、データリンク層のパケットである通信パケットを、特定用途向け集積回路３６４に送り、通信パケットを特定用途向け集積回路３６４から受け取る。
【００２９】
プロセッサ３８２は、補助記憶装置３８４、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）３８６、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３８８などの記憶素子、入出力（Ｉ／Ｏ）３９０装置及びネットワーク接続装置３９２と通信可能なように接続されている。プロセッサは、一つあるいはそれ以上の数のＣＰＵチップとして実装されている。
【００３０】
補助記憶装置３８４は、通常、一つあるいはそれ以上の数のディスクドライブ又はテープドライブから構成され、ＲＡＭ３８８が全ての作業データを格納できる容量がない場合にオーバーフローしたデータを格納する装置として、データの不揮発性格納のために用いられる。補助記憶装置３８４は、当該プログラムを実行するように選択された際に、ＲＡＭ３８８にロードするプログラムを格納するためにも用いられる。ＲＯＭ３８６は、不揮発性の記憶装置であり、通常は、補助記憶装置のような大きい記憶容量に比べて小さい記憶容量を有している。ＲＡＭ３８８は、揮発データを格納することに用いられ、たいていは、命令を格納することに用いられる。ＲＯＭ３８６及びＲＡＭ３８８の両者へのアクセスは、通常、補助記憶装置３８４へのアクセスよりも高速である。
【００３１】
Ｉ／Ｏ３９０装置としては、プリンタ、ビデオモニタ、液晶表示装置（ＬＣＤ）、タッチスクリーン表示装置、キーボード、キーパッド、スイッチ、ダイヤル、マウス、トラックボール、音声認識装置、カードリーダ、紙テープ読取装置や、その他既知の入力装置がある。ネットワーク接続装置３９２としては、モデム、モデム集合装置、イーサネット（登録商標）カード、汎用シリアルバス（ＵＳＢ）インターフェースカード、シリアルインターフェース、トークンリングカード、光ファイバー分散データインターフェース（ＦＤＤＩ）カード、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）カード、汎欧州デジタル自動車電話方式（ＧＳＭ）無線トランシーバカードなどの無線トランシーバカードや、その他既知のネットワーク装置がある。これらのネットワーク接続装置３９２により、プロセッサ３８２は、インターネット又は一つあるいはそれ以上の数のイントラネットとの通信が可能となる。このネットワーク接続を介して、上述した方法のステップを実行することにより、プロセッサ３８２は、ネットワークから情報を受信し、ネットワークに情報を送信することが可能となる。この情報は、しばしばプロセッサ３８２を用いて実行される一連の命令を表すものであり、例えば、搬送波に載せたコンピュータデータ信号の形で、ネットワークとの間で送受信される。
【００３２】
この情報は、例えば、データ又はプロセッサ３８２を用いて実行される一連の命令を含み、例えば、コンピュータデータベースバンド信号又は搬送波に載せた信号の形で、ネットワークとの間で送受信される。ベースバンド信号又はネットワーク接続装置３９２により生成された搬送波に載せられた信号は、電導体の内部又は表面上、同軸ケーブル内、導波管内、例えば、光ファイバーなどの光媒体内、又は、空間あるいは自由空間内を伝播する。ベースバンド信号又は搬送波に載せられた信号に含まれる情報は、情報の処理、生成、送信、受信に適した形で、様々なシーケンスに従って配置される。ベースバンド信号又は搬送波に載せられた信号、あるいは、現在用いられているか、将来開発される伝送媒体で扱われるその他の種類の信号は、当業者にとって既知となっているいくつかの方法によって生成することが可能である。
【００３３】
プロセッサ３８２は、命令、コード、コンピュータプログラム、スクリプトを実行し、それらは、ハードディスク、フロッピディスク、光ディスク（これら様々な種類のディスクを利用したシステムは、補助記憶装置３８４と考えられる）、ＲＯＭ３８６、ＲＡＭ３８８又は、ネットワーク接続装置３９２に対してプロセッサがアクセスして取得するものとなっている。
【００３４】
以上、本発明のいくつかの実施例を説明してきたが、本発明のシステムと方法は、本発明の主旨と範囲を逸脱することがない限り、他の多くの特定の形態で実施することが可能であると考えられる。本例は、例示的なものであり、制限を与えるものではなく、ここで説明した詳細な内容に限定されるものではないが、特許請求の範囲に相当する全範囲の中で、変形させることが可能である。例えば、多くの要素又は機器を組合せたり統合して他のシステムを構成したり、いくつかの特徴を省いたり、実装しないことが可能である。
【００３５】
また、様々な実施例で説明し図示した、個々のあるいは単独の技術、システム、サブシステム及び方法は、本発明の範囲を逸脱することがない限り、他のシステム、モジュール、技術又は方法と組合せたり統合することが可能である。直接結合させたり通信可能なものとして説明してきた他の部分についても、これらの部分が互いに直接結合しているとは捕らえることはできないが、電気的、機械的又は他の方法の如何を問わず、間接的に結合されているものとして捕らえることが可能となるように、何らかのインターフェースや装置を介してこれらの部分を結合することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施例を実施するための無線ピコネットの一例を示す図。
【図２】直交周波数分割多重メッセージフォーマット中の周波数ビン又は搬送周波数の組の一例を示す図。
【図３】本発明の一実施例における、受信機と送信機のブロック図。
【図４Ａ】理想的なベースバンド・ローパスフィルタの周波数応答の例を示す図。
【図４Ｂ】本発明の一実施例を実装するための、現実的なベースバンド・ローパスフィルタの周波数応答の例を示す図。
【図５Ａ】他の直交周波数分割多重メッセージフォーマット中の周波数ビン又は搬送周波数の組の一例を示す図。
【図５Ｂ】他の直交周波数分割多重メッセージフォーマット中の周波数ビン又は搬送周波数の組の一例を示す図。
【図５Ｃ】他の直交周波数分割多重メッセージフォーマット中の周波数ビン又は搬送周波数の組の一例を示す図。
【図５Ｄ】他の直交周波数分割多重メッセージフォーマット中の周波数ビン又は搬送周波数の組の一例を示す図。
【図６】本発明のいくつかの実施例を実施するために好適な、無線トランシーバカードを有する汎用コンピュータシステムの一例を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【国際調査報告】
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