(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のトランシーバと第２のトランシーバとの間の無線通信のためのデータ速度をダイナミックに割当てる方法において、
第１のトランシーバから第２のトランシーバへ第１の予め定められたパワーレベルおよび第１のデータ速度でデータを送信し、
第２のトランシーバでそのデータを受信して受信されたデータの受信されたパワーレベルを感知し、
予め定められた周波数バンドパワーバジェットに関する比較処理に応答して、前記第１のトランシーバから送信されるデータとは別のデータを第２のトランシーバから第１のトランシーバへ送信するために前記第１のデータ速度とは異なっている第２のデータ速度を決定し、この第２のデータ速度は第１のトランシーバから受信されたデータの受信パワーレベルに基づいて決定され、
第２のトランシーバから第１のトランシーバへ第２のデータ速度および第２のパワーレベルで前記別のデータを送信し、第２のデータ速度を決定するステップは第１のトランシーバにより送信される後続するデータを受信した後で第２のトランシーバから第１のトランシーバへ送信される前記別のデータの送信におけるデータ速度の決定に反復して使用され、
第１のトランシーバにおいて第２のトランシーバから送られてきた前記別のデータを受信して受信された前記別のデータの受信されたパワーレベルを感知し、
さらに、第２のトランシーバから受信された前記別のデータのパワーレベルに基づいて第１のデータ速度から変更された第１の変更されたデータ速度を決定し、
決定された第１の変更されたデータ速度で第１のトランシーバから第２のトランシーバへ前記送信されたデータに後続するデータを送信するステップを含んでいる方法。
【請求項２】
第２のトランシーバにおいて第１のトランシーバから後続するデータを受信し、
受信された前記後続するデータの受信パワーレベルを感知し、
受信された前記後続するデータの受信パワーレベルから変更された第２のデータ速度を決定し、
変更された第２のデータ速度で第２のトランシーバから第１のトランシーバへ後続する前記別のデータを送信するステップをさらに含んでいる請求項１記載の方法。
【請求項３】
第１のトランシーバから送信される前記データおよび前記後続するデータを送信するステップは５．７２５乃至５．８２５ＧＨｚの帯域内で送信し、前記別のデータおよび前記後続する別のデータを送信するステップは５．２５乃至５．３５ＧＨｚの帯域と５．１５乃至５．２５ＧＨｚの帯域のいずれか一方で送信する請求項２記載の方法。
【請求項４】
データおよび前記後続するデータを送信するステップは５．７２５乃至５．９２５ＧＨｚの帯域内で送信し、前記別のデータおよび前記後続する別のデータを送信するステップは５．２５乃至５．３５のＧＨｚの帯域と５．１５乃至５．２５ＧＨｚの帯域の両者内で送信する請求項２記載の方法。
【請求項５】
前記第１のパワーレベルは前記第２のパワーレベルよりも大きい請求項２記載の方法。
【請求項６】
前記第１の変更されたデータ速度は第１のデータ速度とは異なっている請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記受信された別のデータの受信されたパワーレベルを感知し、前記第１のトランシーバにより送信するための第１の変更されたデータ速度を決定するステップは、第１のトランシーバにより行われる請求項１記載の方法。
【請求項８】
第１のトランシーバにおいて第２のトランシーバから受信された前記別のデータの受信されたパワーレベルを感知し、前記変更された第１の変更されたデータ速度を決定し、後続するデータを送信するステップは、前記第１のトランシーバが第２のトランシーバから前記別のデータを受信する反復されたステップ期間中に、第２のトランシーバから送信された第２のデータパケットを受信した後に第１のデータパケットを第１のトランシーバから送信させる動作を反復する請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記第１のパワーレベルと前記第１のデータ速度、および前記第２のパワーレベルと前記第２のデータ速度は各反復的な送信に対して異なるように適合されることができる請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記第２のデータパケットの特定の１つが受信された後に送信される前記第１のデータパケットの少なくとも１つは複数のパケットを含んでいる請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記第２のデータパケットの内の特定の１つは複数のパケットを含んでいる請求項１記載の方法。
【請求項１２】
前記後続するデータを送信するステップは、前記第１のデータ速度を含む前記第１のデータパケットの一部を予め定められた低い速度で送信し、その後第１のデータパケットの残りの各データパケットを前記第１のデータ速度で送信する請求項８記載の方法。
【請求項１３】
前記後続するデータを送信するステップは、複数の予め定められたデータ速度の１つから選択された第１のデータ速度で送信する請求項８記載の方法。
【請求項１４】
前記受信されたデータの受信されたパワーレベルを感知し、第２のデータ速度を決定し、前記別のデータを送信するステップは、前記第２のトランシーバでデータを受信する反復されたステップ期間中に、第２のデータパケットの送信を第１のデータパケットの受信後にそれぞれ行わせるように反復される請求項８記載の方法。
【請求項１５】
前記第１のパワーレベルと前記第１のデータ速度、および前記第２のパワーレベルと前記第２のデータ速度は各反復的な送信において異なるように適合されることができる請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記第１のデータパケットの特定の１つが受信された後に送信される前記第２のデータパケットの少なくとも１つは複数のパケットを含んでいる請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記第２のデータパケットの特定の１つは複数のパケットを含んでいる請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記データと前記別のデータを送信するステップは、それぞれ前記第１および第２のデータ速度を含む各前記第１および第２のデータパケットの一部を予め定められた低速度でそれぞれ送信し、その後残りの各第１及び第２のデータパケットをそれぞれ前記第１および第２のデータ速度で送信する請求項１４記載の方法。
【請求項１９】
前記データおよび前記別のデータを送信するステップは、複数の予め定められたデータ速度の１つからそれぞれ選択された第１および第２のデータ速度でそれぞれ送信する請求項１４記載の方法。
【請求項２０】
前記受信された後続するデータの受信されたパワーレベルを感知して前記第２のデータ速度を決定するステップは前記第２のトランシーバにより行われる請求項２記載の方法。
【請求項２１】
無線通信のデータ速度をダイナミックに割当てる装置において、
第１のトランシーバと、
第２のトランシーバとを具備し、
第１のトランシーバは、第１のパワーレベルおよび第１のデータ速度で前記第２のトランシーバへデータを送信する第１の手段を具備し、
第２のトランシーバは、前記第１のデータを受信し、受信されたデータの受信パワーレベルを感知し、第２のパワーレベルおよび第２のデータ速度で前記第１のトランシーバへ第２のデータを送信する第２の手段を具備し、
前記第１の手段はさらに、受信された第２のデータの受信パワーレベルを感知して前記第１のデータに後続するデータを送信するための第１の変更されたデータ速度を受信された第２のデータの受信パワーレベルに基づいて決定する手段を具備しており、
前記第２の手段はさらに、予め定められた周波数バンドパワーバジェットに関する比較処理に応答して、第２のデータを送信する前記第２のデータ速度を決定し、前記第２のデータ速度は受信されたデータの受信されたパワーレベルに基づいて決定され、前記第１のデータ速度とは異なっており、
前記第２の手段は、第１のトランシーバによる前記データの送信の後に送信された第１の後続するデータの受信によって必要となったとき、後続する第２のデータを生成して送信するために反復して使用されるように構成されている無線通信のデータ速度の割当て装置。
【請求項２２】
前記第１のトランシーバはさらに、
第２のデータを受信する手段と、
受信された第２のデータの受信パワーレベルを感知する手段と、
第１のデータに後続するデータを送信するための第１の変更されたデータ速度を決定する手段とを具備し、前記第１の変更されたデータ速度は受信された第２のデータの受信パワーレベルに基づいて決定され、
前記第１のトランシーバはさらに、第１の変更されたデータ速度で前記第１のデータに後続するデータを第２のトランシーバへ送信する手段を具備しており、
前記第２のトランシーバはさらに、前記第１のデータに後続するデータを受信する手段を具備している請求項２１記載の装置。
【請求項２３】
第１のトランシーバはさらに、
受信された第２のデータの後続するデータの受信パワーレベルを感知する手段と、
受信された前記第２のデータの後続するデータの受信パワーレベルが受信された第２のデータの受信パワーレベルから第２の予め定められた量だけ変化される場合には変更された第２のデータ速度を再度決定する手段をさらに含んでいる請求項２２記載の装置。
【請求項２４】
前記第２のデータを受信する前記第１の手段と前記第１のデータを受信する前記第２の手段はそれぞれ多数のアンテナを有している請求項２２記載の装置。
【請求項２５】
前記変更された第１のデータ速度は前記第１のデータ速度とは異なっている請求項２２記載の装置。
【請求項２６】
前記決定するための第１の手段は、第２のトランシーバにより送信された第２のデータパケットを受信するために、前記第１の手段により受信された後にそれぞれ行われる第１のトランシーバにより送信される第１のデータパケットの送信のために反復的に使用される請求項２２記載の装置。
【請求項２７】
前記第１のパワーレベルと前記第１のデータ速度、および前記第２のパワーレベルと前記第２のデータ速度は各反復的な送信に対して異なるように適合される請求項２６記載の装置。
【請求項２８】
前記第２のデータパケットのうちの特定の１つが決定するための前記第１の手段によって受信された後に、送信される前記第１のデータパケットの少なくとも１つは複数のパケットを含んでいる請求項２７記載の装置。
【請求項２９】
前記第２のデータパケットの特定の１つは複数のパケットを含んでいる請求項２８記載の装置。
【請求項３０】
送信するための前記第１の手段は、前記第１のデータ速度を含む各前記第１のデータパケットの一部を予め定められた低い速度で送信し、その後残りの各第１のデータパケットを前記第１のデータ速度で送信する請求項２６記載の装置。
【請求項３１】
前記第１のデータ速度は、複数の予め定められたデータ速度の１つから選択される請求項２６記載の装置。
【請求項３２】
決定するための前記第２の手段は、第１のデータパケットを受信するための第２の手段により受信された後にそれぞれ行われる第２のデータパケットの送信に反復して使用される請求項２６記載の装置。
【請求項３３】
前記第１のパワーレベルと前記第１のデータ速度、および前記第２のパワーレベルと前記第２のデータ速度は各反復的な送信に対して異なるように適合されることができる請求項２６記載の装置。
【請求項３４】
決定するための前記第２の手段によって前記第１のデータパケットのうちの特定の１つが受信された後に送信される前記第２のデータパケットの少なくとも１つは複数のパケットを含んでいる請求項３３記載の装置。
【請求項３５】
前記第２のデータパケットの特定の１つは複数のパケットを含んでいる請求項３４記載の装置。
【請求項３６】
送信するための前記第１及び第２の各手段は、それぞれ前記第１及び第２のデータ速度を含む前記各第１及び第２のデータパケットの一部を予め定められた低い速度でそれぞれ送信し、その後残りの各第１及び第２のデータパケットをそれぞれ前記第１及び第２のデータ速度で送信する請求項３２記載の装置。
【請求項３７】
前記第１のデータ速度および前記第２のデータ速度は、複数の予め定められたデータ速度のうちの１つから選択される請求項３２記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変化するデータ速度を有する無線通信方法および装置、特にＵ−ＮＩＩコンプライアント装置を使用する変化するデータ速度を有する無線通信方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＳ−９５通信標準方式を実施するシステムのような通常のデジタル通信システムは基地局とハンドセット受信機間で通信信号を送信する。このようなシステムでは、多数の異なる基地局は地理的に異なった種々の位置に位置されている。各基地局はそれ故、通信が行われる区域全体の一部分をカバーする。全体的な容量を増加するため、１つの基地局によりカバーされる区域は典型的にセルとして知られており、減少された大きさを有し、または異なるセルがオーバーラップする。動作において、通常のシステムはダウンリンクまたは順方向リンクとして集合的に知られているある通信帯域を使用して、通信信号を基地局から端末装置へ送信する。またこのような通常のシステムはアップリンクまたは逆方向リンクとして集合的に知られている他の通信帯域を使用して、通信信号を端末装置から基地局へ送信する。このようなシステムでは、多数の異なる端末装置からの通信が基地局で１つの受信された信号から同時に検出されなければならないので、逆方向リンク上の通信の回復は順方向リンクの通信の回復よりも困難である。
【０００３】
逆方向リンクにおける異なる端末装置からの同時的な信号の検出を容易にするために、このような通常のデジタル通信システムは特定のセル内で異なる距離にある端末装置の干渉を減少するためにパワー制御を使用する。ＩＳ−９５は特定のパワー制御方式について記載し、これは各端末装置が優勢な他の端末装置からの干渉なしに通信できるレベルで、異なる距離で多数の端末装置のパワーを効率的に維持する。したがって、このようなパワー制御方式では、さらに高い送信パワーがさらに長距離に使用される。
【０００４】
別のタイプのデジタル通信システムは802.11無線ＬＡＮ標準に記載されているタイプである。この標準方式では、９０２−９２８ＭＨｚと２．４−２．４８ＧＨｚの通信を目的とする２つのＩＳＭ帯域が存在し、各帯域はそれに関して異なる最大パワーレベルを有する。最初に構想したように、この標準方式を実行するデジタル通信システムは搬送波が感知する多数のアクセス方式を使用し、それによって１つの装置だけが同時に送信できる。各帯域に関連する異なる最大送信パワーレベルは異なる距離範囲の要求に適合するために使用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これらのシステムはデジタル通信の発展を可能にするが、これらは欠点を有する。１つのこのような欠点は各端末装置のデータ速度が使用されるパワーにかかわりなく、それと独立して幾らかの公称上の速度に維持されることである。
【０００６】
最近、ＦＣＣは無線通信で一般的に使用するために３つの帯域、即ちＵ−ＮＩＩ帯域５．１５−５．２５ＧＨｚ、５．２５−５．３５ＧＨｚ、５．７２５−５．８２５ＧＨｚを５ＧＨｚ範囲に割当てた。これらの帯域で動作する装置の帯域幅のさらに効率的な使用はさらに効率的な通信を可能にする。特に、ある最大データ速度を全ての装置に対して特定するのではなく、これらの帯域内で動作する異なる装置で可変のデータ速度を有することが望ましく、それによって全ての装置は最大のデータ速度をもつ必要がないが、各装置が使用しているパワーに応じて種々の量の全体的な帯域幅を使用することができる。したがって、容量と距離間で任意の妥協が行われることができない通常のデジタル通信システムと対照的に、各端末装置が目的とする受信機のさらに近くで動作しているならば容量の増加を可能にしそれによってパワーの使用が少ないシステムを有することが望ましい。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、容量と距離間で妥協が行われることを可能にする５．１５−５．２５ＧＨｚ、５．２５−５．３５ＧＨｚ、５．７２５−５．８２５ＧＨｚ帯域で動作する通信システムを提供することである。
【０００８】
本発明の別の目的は、受信機が送信機のさらに近くで動作しているとき容量の増加を可能にし、それによってパワーの使用が少ない５．１５−５．２５ＧＨｚ、５．２５−５．３５ＧＨｚ、５．７２５−５．８２５ＧＨｚ帯域で動作する通信システムを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の前述の目的を実現するため、とりわけ本発明は容量を増加するようにパワーを最適化する装置および方法を与える。任意の端末装置を特定の最大データ速度に限定するのではなく、代わりに端末装置のデータ速度は使用されるパワーにより限定され、それによってデータ速度は目的とする受信機からの端末装置の距離にしたがって変化できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の前述および他の目的、特徴、利点は、図面を参照して以下の本発明の限定ではなく例示的な実施形態の詳細な説明でさらに説明されている。同一の参照符号は幾つかの図面を通じて本発明の類似部分を表している。
Ｕ−ＮＩＩ装置は３つの異なる周波数帯域で通信する。５．１５−５．２５ＧＨｚ帯域で通信する装置は１装置当たり５０ｍＷの最大送信パワープラス６ｄＢｉのアンテナ利得で送信できる。５．２５−５．３５ＧＨｚ帯域で通信する装置は１装置当たり２５０ｍＷの最大送信パワープラス６ｄＢｉのアンテナ利得で送信できる。５．７２５−５．８２５ＧＨｚ帯域で通信する装置は１装置当たり１Ｗの最大送信パワープラス２３ｄＢｉのアンテナ利得で送信できる。
【００１１】
前述したように、Ｕ−ＮＩＩ装置は種々の距離範囲の要求を適合するためにこれらの異なる帯域で動作することが最初に構想された。しかしながら、本発明はこのような装置に利用可能な帯域幅のさらに有効な使用を考える。特に、以後説明するように、本発明は自動車速度の速度で移動しようとする無線装置と対照的に、実質上の移動を意図しない無線装置で使用されるときに特別な利点を有する。
【００１２】
図１は本発明の概略図を示している。図示されているように、システム10は多数の異なる端末装置16と通信する基地局12を含んでいる。１つのＵ−ＮＩＩチャンネルを使用して、各端末装置16は基地局12からダウンリンク通信を受信する。別のＵ−ＮＩＩチャンネルを使用して、端末装置16は基地局12へアップリンク通信を送信する。好ましい実施形態では、ダウンリンク通信チャンネルはアップリンク通信チャンネルよりも高い周波数であるが、システムはこのようなことを必要としない場合にも設計されることができることが認識されよう。したがって、相互に距離Ｄ内にある端末装置16と基地局12では、図１で示されているように、２つの異なる帯域が使用されることができ、それによってアップリンクとダウンリンクの一方（好ましくは前述したようにダウンリンク）はその帯域でさらに大きい利用可能なパワーが存在するために非常に大きい容量を有する。例えば５．２５−５．３５ＧＨｚ帯域では、５．１５−５．２５ＧＨｚ帯域の送信パワーの５倍の送信パワーが可能にされる。送信パワーにおけるこの過剰の許容度は、端末装置16がアップリンク送信に対して５．１５−５．２５ＧＨｚ、ダウンリンク送信で５．２５−５．３５ＧＨｚを使用するならば、アップリンク送信と比較してダウンリンク送信では全体的な帯域幅を５倍増加するために使用されることができる。
【００１３】
距離Ｄはアップリンクおよびダウンリンク通信の両者が行われ、確実にデータを送信する距離として決定される。認識されるように、Ｄよりも大きいある距離では、同一のデータ量を送信するため、高いパワーが少なくともアップリンクまたはダウンリンクの一方で必要とされる。しかしながら、Ｕ−ＮＩＩ装置はこれらが送信できるパワー量により制限を受けているので、Ｕ−ＮＩＩ規則に妥協するために装置はより大きいパワーを使用することはできない。本発明は低い送信パワーにおけるデータ速度に妥協し、それによって端末装置16−3 が基地局からさらに離れているならば、低い速度の通信リンクはＵ−ＮＩＩ規則に違反せずにセットアップされることができる。
【００１４】
本発明は基地局12と端末装置が高速度で移動しないで毎秒約１メートルの“人間の速度”で移動する環境で特に利点を有することが認識されよう。新型の無線通信システムの平均パケット長がかなり短く、数ミリ秒程度なので、１パケット間隔中に移動する距離は数ミリメートル程度であり、基地局と端末装置との間の平均距離と比較して十分に小さい。それ故、これは所定の端末装置16と基地局12の通信の開始を可能にし、それによってその後の通信が、基地局と端末装置間の距離に関係する最大データ速度と各チャンネルの使用される最大パワーまで行われるように継続することができる知識によって、使用されるパワーの計算が実行されることができる。
【００１５】
各基地局12と端末装置16の形成に使用されるコンポーネントは図２の送信機100 および図３の受信機200 として示されている。各基地局12と端末装置16は典型的に送信機100 と受信機200 の両者を含んでいることが明白であろう。ある同一のコンポーネントが送信機と受信機の両者で使用されることができることが理解されるであろう。しかしながら、理解を簡単にするために、これらを別々に符号をつけて、ここで説明する。
【００１６】
送信機100 はデジタルデータ処理用のデジタルプロセッサ102 を含んでいる。デジタルアナログ変換器104 はデジタルプロセッサからのデジタルデータをアナログフォーマットへ変換する。周波数シンセサイザ106 は適切な搬送波周波数を発生する。周波数上方変換用のミキサ108 は周波数シンセサイザ106 からの搬送波周波数を、デジタルアナログ変換器104 からのアナログデータ出力と結合し、無線周波数送信信号を得る。電力増幅器110 は送信信号の信号増幅を行う。送信信号はその後、バンドパスフィルタ112 で帯域通過濾波され、最終的にアンテナ114 を使用して送信される。
【００１７】
受信機200 は送信信号を受信する受信アンテナ202 を含み、受信された送信信号はその後、バンドパスフィルタ204 を使用して帯域通過濾波される。低雑音増幅器206 はその後、比較的小さい受信された無線周波数送信信号を増幅する。周波数シンセサイザ208 は下方変換のための適切な搬送波周波数を発生する。ミキサ210 は周波数シンセサイザからの搬送波周波数と、増幅された無線周波数送信信号を受信し、下方変換を行って、もとの送信された信号を表すアナログ信号を得る。アナログデジタル変換器212 はアナログ信号を対応するデジタル信号へ変換し、デジタルプロセッサ214 は受信されたデジタル信号を処理する。
【００１８】
前述のコンポーネントは通常のコンポーネントであり、これらをさらに説明することは必要ではないと考える。例えば多数のアンテナは増加された容量と頑丈さを得る目的で、空間ダイバーシティを実現するために基地局12または端末装置16により使用されることができる。
【００１９】
しかしながら、データ速度をダイナミックに割当てるために、本発明により実行される動作は一般的に行われないので、これらの動作についてさらに説明する。特に、本発明によると、特定の基地局12と特定の端末装置16との間のデータ送信速度はデジタルプロセッサ102 を使用して、符号分割多元アクセスまたは他のデータ変調方式によって、デジタルドメインでダイナミックに決定される。図５乃至７で示されているように、所定のパワー供給許容量および端末装置16と基地局12との間の距離において、各端末装置16への実際のデータ速度はダイナミックに割当てられることができる。図５乃至図７は以下の仮定、即ち０ｄＢのアンテナ利得、−７０ｄＢｍの受信機感度、検出前の１０ｄＢ  Ｅb ／Ｎo 、１０ｄＢの全受信機雑音指数、半径１メートル後５０ｄＢの送信パワー損失に基づいて設定されている。図５乃至図７で与えられているパワー供給許容量と距離間の相関は理想化され、さらに正確な調整を必要とする干渉効果が存在することが理解されよう。これをさらに以下説明するが、図５乃至７は異なるデータ速度が、各Ｕ−ＮＩＩ帯域内に存在する種々のパワーレベルで可能であることを示しており、したがって、本発明の理解を容易にする。
【００２０】
このダイナミックな割当は基地局と各異なる端末装置16との間の通信で単に反復される。典型的に、各基地局は数十までの異なる端末装置をサポートすることができ、各端末装置はいずれかの方向における送信で最大パワーレベルを超えない。
【００２１】
本発明によるデータ速度のダイナミックな割当を考察する目的で、パワー−距離の関係は第４のロールオフに従い、即ち平均パワーの必要性は基地局と端末装置との間の距離の第４のオーダーに比例すると仮定する。その仮定に基づく概算は距離が二倍にされるときはいつでも、１２ｄＢのさらに大きいパワーが必要とされていることを示している。平均パワーの必要性は良好に設計されたシステムのデータ速度に比例すべきであるので、距離が半分にされるときにはいつでも、パワー供給許容量が同一であると仮定すると、データ速度は係数１６だけ増加することができる。
【００２２】
したがって、基地局12から特定の端末装置16までの適切なデータ速度の決定において、図４で示されているステップ300 で示されているように基地局の信号プロセッサ102 は可能にされた最大のパワーレベルと、予め定められたデータ速度で端末装置16への送信を開始する。
【００２３】
その後、ステップ302 で、低いデータ速度で受信されたパワーレベルは自動利得制御回路（ＡＧＣ）により信号プロセッサ214 により決定され、自動利得制御回路は受信機で正確に機能するためにＡＤＣの適切なダイナミック距離を決定するために必要とされる。受信されたパワーレベルに基づいて、信号プロセッサ214 は送信に使用するために適切なデータ速度を決定することができる。信号検出はビット当りの受信された信号エネルギＥO に基づいており、それは受信されたパワーとビット当りのインターバルとの積である。所望レベルのＥO がある性能の必要性を保証するために維持されなければならないならば、受信されるパワーレベルとデータ速度は定数ＥO を維持するために相互に正比例する。それ故、最も良好に設計されたシステムでは、新しいデータ速度は受信されたパワーレベルから決定されることができる。ステップ304 が続き、ここでは信号プロセッサ214 は信号プロセッサ102 に、次回の通信で予め定められた低いデータ速度での使用に適したデータ速度を通報する。その後、受信された情報に基づいて、信号プロセッサ102 はステップ306 により示されているデータ速度でデータを送信する。送信中の任意の時間に、パワーレベルが１ｄＢのようなあるしきい値を超えて変化したならば（ステップ308 ）、ステップ310 で示されているように信号プロセッサ214 は信号プロセッサ102 に新しいデータ速度を報告し、信号プロセッサ102 はステップ312 により示されているようにそれにしたがってデータ速度を調整する。さらに、新しいデータ速度をプロセッサ102 へ送信したプロセッサ214 はその後、ステップ314 により示されているように新しいデータ速度に対応して次に受信されたデータを処理する。これは閉ループ速度制御である。
【００２４】
代わりに、新しいデータ速度の送信ではなく、信号プロセッサ214 はデータを信号プロセッサ102 へ送信するため新しいデータ速度を使用できる。新しいデータ速度はプロセッサ214 の受信されたパワーレベルに基づいているので、チャンネルが対称的であると仮定すると、信号プロセッサ102 により受信されるビット当りの信号エネルギは信頼性のある検出に十分である。信号プロセッサ102 のデータ速度の不確実性は以下の２つの方法の一方により解決されることができる。第１に新しいデータ速度の情報は信号プロセッサ214 により予め定められた低いデータ速度で送信されることができ、その後、新しいデータ速度の情報を伝播するビットが信号プロセッサ102 により適時に検出されることができると仮定すると、信号プロセッサ214 はデータ送信のための新しいデータ速度に切換えることができる。第２の方法は両プロセッサ102 と214 により同意された１セットの予め定められたデータ速度を使用する。信号プロセッサ214 により保証されているように、ビット当りの受信されたエネルギがあるしきい値よりも大きい限り、信号プロセッサ214 はこのセットから任意のデータ速度を選択でき、信号プロセッサ102 はこのセットから選択された任意の速度で送信データを確実に検出できる。正確なデータ速度を知らずにデータを検出する実際の機構は当業者の能力の範囲内である。これは開ループ速度制御である。
【００２５】
この実施形態を使用して実行されることができる別の例の通信は、ダウンリンク送信における５．７２５−５．８２５ＧＨｚ帯域と、アップリンク送信における５．１５−５．２５ＧＨｚ帯域の使用である。ダウンリンク送信ではさらに多くの利用可能なパワーが存在するので、全体的なダウンリンク容量はしたがって増加されることができる。この例は、端末装置と基地局の両者のシンセサイザ設計が２つの帯域がさらに広く分離されるので構成が容易であるという点で付加的な利点を有する。
【００２６】
図１乃至図４と図５乃至図７に関して先に概略した原理を使用して、さらに実行されることができる本発明の種々の異なる実施形態が存在する。
【００２７】
図８で示されているように、本発明の１実施形態によるシステム30では、５．７２５−５．８２５ＧＨｚ帯域が（ダウンリンクとアップリンクの両者またはダウンリンクのみで）基地局32と中継器34との間の分配に使用される。中継器は知られているように、データの局部的な分配装置として使用される。したがって、典型的に１つの基地局32に関連する複数の異なる中継器34が存在する。本発明によれば、異なる部屋または異なるビルディングに中継器を有することは有効なデータの通信方法である。同様に、多数の異なる端末装置36はその後、各中継器34と関連されることができる。端末装置36と１つの中継器34との間の通信では、中継器から基地局までのアップリンクで使用される帯域に基づいて、５．２５−５．３５ＧＨｚ帯域がダウンリンク送信に使用されることができ、５．１５−５．２５ＧＨｚ帯域がアップリンク送信に使用されることができる。
【００２８】
この実施形態では、各中継器または基地局は１つのトランシーバとして考えられる。さらに、各基地局32と端末装置36を形成するために使用される特定のコンポーネントはそれぞれ図１の基地局12と端末装置16を参照して前述したコンポーネントと類似であり、一方、各中継器34の形成に使用されるコンポーネントは、デジタルデータ処理装置が最小にされることができる点のみ、端末装置のコンポーネントに類似している。１つの極端な例は、受信された信号増幅、周波数、変換、送信された信号の増幅からなる周波数変換の仕事がアナログコンポーネントにより完全に実行されることができるので、ＡＤＣ、デジタル回路、またはＤＡＣが中継器に必要とされないことである。同様に、先の実施形態のように、多数のアンテナは容量と頑丈さを増加する目的で空間ダイバーシティを実現するために、それぞれ基地局32、中継器34、または端末装置36のそれぞれにより使用されることができる。
【００２９】
前述の原理にしたがって、各端末装置36への実際の帯域幅は個々の必要性および中継器34と端末装置36との間の距離にしたがって変化されることができる。換言すると、各中継器34で利用可能な総リソースはダウンリンク送信では２５０ｍＷの送信パワー（および潜在的な６ｄＢｉのアンテナ利得）である。所定のパワー供給許容量および端末装置と中継器間の距離で、各端末装置への実際のデータ速度はダイナミックに割当てられることができる。基地局32と各中継器34との間のデータ速度は実質上端末装置と中継器との間のデータ速度よりも高い。その理由は、より多くのパワー供給が５．７２５−５．８２５ＧＨｚ帯域プラス実質上のアンテナ利得２３ｄＢｉで許容されるからである。パワーとアンテナ利得の両者が高いと、システムは基地局と中継器との間で、実質上長い距離および高い総合ーデータ速度で転送できる。
【００３０】
図１で示されている実施形態と対照的に、図８の実施形態における中継器34の使用は送信距離のさらに良好な制御を可能にし、それによって例えば所定の中継器34-Aとその端末装置36A1−36Anとの間で送信されるデータは別の中継器34-Bとその端末装置36B1−36Bmとの間で送信されるデータと干渉しない。
【００３１】
図９で示されている本発明の１実施形態によるシステム40では、５．７２５−５．８２５ＧＨｚ帯域が、（ダウンリンクとアップリンクの両者またはダウンリンクのみで）基地局42と中継器44との間の分配に使用される。先の実施形態の基地局32と中継器34とは異なって、基地局42と各中継器44はトランシーバのクラスタであることが好ましく、各トランシーバは１以上の多数のアンテナを有する。図９の例のように、基地局42はトランシーバ43-1、43-2…43-nからなり、中継器44Ａはトランシーバ45-1、45-2…45-mからなり、ここでｎとｍは異なり、ｍは各異なる中継器44で同一である必要はない。ＦＣＣ調整部分15にしたがって、基地局42の一部としての各トランシーバ43はまとめられたデータを各トランシーバ45へ分配するために１ワットのパワーの送信を可能にされ、したがってトランシーバ対の数によって全体的な容量が乗算される。ＣＤＭＡが使用されるならば、多数の送信リンクは同一周波数帯域で同時にアクティブな可能性があるので、同一構造はまた、基地局42と各中継器44との間の分配のために５．７２５−５．８２５ＧＨｚ帯域を使用することだけでなく、１つの中継器44内のトランシーバ45から１つの端末装置46までのダウンリンク通信にもこの帯域を使用することを可能にする。それ故、この特徴は端末装置46の容量を強化し、または端末装置46の距離を増加するために使用されることができる。また図示されているように、実施形態では、各中継器44は、５．２５−５．３５ＧＨｚ帯域がダウンリンク送信に使用され、５．１５−５．２５ＧＨｚ帯域がアップリンク送信に使用されるように端末装置46と通信する。
【００３２】
図９の実施形態で基地局42でトランシーバ43の使用を導入すると、図１の実施形態の基地局12も複数のトランシーバからなり、同一の利点がそこから得られることも注目される。
【００３３】
図１０で示されているように、本発明の別の実施形態では、システム50は基地局52と複数の端末装置56を含み、各帯域は基地局52と端末装置56との間で時分割デュプレックス（ＴＤＤ）によりアップリンクとダウンリンクの両者で使用されることができる。この実施形態では、端末装置56と基地局の両方のトランシーバが同じ送信パワー制限を有するので、全体的なダウンリンク容量が各個々の端末装置56のアップリンク容量以上であるならば、基地局52はトランシーバのクラスタとして構成されることができる。
【００３４】
図１１で示されているように、本発明は多数の基地局62と多数の端末装置66による使用を意図している。各基地局62は前述したように単一のトランシーバまたはトランシーバのクラスタとして考えることができる。１つのクラスタの送信された信号パワーが、他のクラスタの装置により受信されたときの雑音フロアよりも低いように、各基地局62が十分に離れているならば、各基地局62とその端末装置66は先の実施形態で説明したように孤立したシステムとして考慮されることができる。１つの基地局とその関連する端末装置を目的地とする信号が別の基地局とその関連する端末装置により検出されることができるように基地局62が十分に近接して位置されるならば、システムはダウンリンク送信とアップリンク送信の両者に対して前述の原理を使用して設計されることができる。各端末装置への個々のチャンネルは通常の符号分割多元アクセス技術（異なる端末装置に対する異なる符号）または空間分割多重アクセス技術（アンテナダイバーシティの使用）を使用して生成されることができる。
【００３５】
本発明のさらに別の実施形態では、本発明の原理はアドホック（Ad-hoc）ネットワークでも同様に実行されることができる。アドホックネットワークは固定した基地局のないネットワークを意味する。各通信リンクはBluetooth により使用されるプロトコルのような相互に理解されるプロトコルによりダイナミックに設定される。リンクが一度設定されると、マスターまたはクラスタのヘッドは基地局として考慮されるべきである。したがって、基地局が一度決定されると、前述の実施形態の１つがこのようなアドホックネットワークで構成されることができる。換言すると、マスターノードの高い送信パワーを可能にすることは、マスターがデータをそのスレーブへ送信するための全体的な容量がより大きい容量に適合する。
【００３６】
本発明を特定の実施形態を参照して説明したが、変形の程度、種々の変形、置換は先の説明で意図されている。例えば、本発明の帯域幅の管理方法は、前述した２つのＩＳＭ帯域を含む周波数帯域の任意の組合わせに適用されることができる。幾つかの例では、本発明の幾つかの特徴が特許請求の範囲で説明したように本発明の技術的範囲を逸脱せずに対応して他の特徴を使用せずに用いられることも認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にしたがった通信システムの説明図。
【図２】  本発明にしたがった通信システムの説明図。
【図３】  本発明にしたがった通信システムの説明図。
【図４】  本発明にしたがった通信システムの説明図。
【図５】  各異なるＵ−ＮＩＩ帯域における異なる距離の最大データ速度のグラフ。
【図６】  各異なるＵ−ＮＩＩ帯域における異なる距離の最大データ速度のグラフ。
【図７】  各異なるＵ−ＮＩＩ帯域における異なる距離の最大データ速度のグラフ。
【図８】  本発明による通信システムの１実施形態の説明図。
【図９】  本発明による通信システムの別の実施形態の説明図。
【図１０】  本発明による通信システムの別の実施形態の説明図。
【図１１】  本発明による通信システムの別の実施形態の説明図。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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