(57)【要約】      （修正有）【課題】受信機が、受信されたパルス系列を時間に関して正確に位置付けることを必要とすることなく、パルス系列によって搬送される情報を受信機端において再生することができる変調／復調方式を提供する。【解決手段】少なくとも１つのシンボル復号ステップを含み、その過程において、各パルス系列Ｔｓｇｋによって搬送される電力の量を表す少なくとも１つの変調値Ｐｗｋが計算され、少なくとも１つの所定の閾値Ｔｈｖｋと比較され、その閾値は、送信される信号が第１のシンボルを搬送する尤度と、送信される信号が第２のシンボルを搬送する尤度とをそれぞれ表す第１の確率密度関数および第２の確率密度関数を等しくすることにより予め計算される。電力変調されるＵＷＢ信号の復調を実行するために必要とされる処理時間および能力を限定できるようになる。【選択図】図５
2005218079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの送信機および１つの受信機を含む通信システムにおいてデータを送信するための方法であって、
前記送信機はＮｓ個の時間窓にわたってＮｓ個のパルスからなる少なくとも１つのパルス系列によって形成される信号を送信するように構成され、
各パルスは、その関連する時間窓内の位置がチップ番号によって定義される時間チップ内に収容され、
前記方法は、受信機端において実行されることになる少なくとも１つのシンボル復号ステップを含み、
前記シンボル復号ステップの過程において、前記各パルス系列によって搬送される電力の量を表す少なくとも１つの変調値が計算され、少なくとも１つの所定の閾値と比較され、
前記閾値は、送信される信号が第１のシンボルを搬送する尤度と、送信される信号が第２のシンボルを搬送する尤度とをそれぞれ表す第１の確率密度関数および第２の確率密度関数を等しくすることにより予め計算されている、
データを送信するための方法。
【請求項２】
前記閾値は変数Ｍ１／２の多項式によって定義され、
ただしＭは、Ｍ＝（２．Ｂ．Ｎｓ．Ｔｉ＋１）／２によって定義され、
Ｂは前記閾値が計算されるパルス系列の帯域幅であり、
Ｔｉは、前記パルス系列によって搬送される電力の量を計算するために、前記パルス系列に属する各パルスの積分が実行される持続時間である、
請求項１に記載のデータを送信するための方法。
【請求項３】
前記閾値を定義する前記多項式は二次に制限される、請求項１に記載のデータを送信するための方法。
【請求項４】
前記閾値を定義する前記多項式の一次の係数は、曲線の縦座標によって与えられ、
前記曲線の横座標は、関連する前記パルス系列の送信に関連するエネルギー比によって構成される、請求項１に記載のデータを送信するための方法。
【請求項５】
前記パルス系列の送信前に実行されることになる少なくとも１つのシンボル符号化ステップをさらに含み、
前記シンボル符号化ステップの過程において、前記各パルス系列が、前記パルス系列によって搬送されることになるシンボルを表す２つの整数値のうちの１つによって乗算される、
請求項１〜４のいずれか一項に記載のデータを送信するための方法。
【請求項６】
送信されることになる前記各信号は、所定の数の前記パルス系列を重ね合わせることによって構成され、
前記各パルス系列は、シンボル符号化ステップにかけられており、送信するために利用することができる全帯域幅が予め分割されてできた、いくつかの小帯域のうちの１つに対応する、
請求項１〜５のいずれか一項に記載のデータを送信するための方法。
【請求項７】
少なくとも１つの送信機および１つの受信機を含む通信システムであって、
前記送信機はＮｓ個の時間窓にわたってＮｓ個のパルスからなる少なくとも１つのパルス系列によって形成される信号を送信するように構成され、
前記各パルスは、その関連する時間窓内の位置がチップ番号によって定義される時間チップ内に収容され、
前記受信機は、前記各パルス系列によって搬送される電力の量を表す少なくとも１つの変調値を計算し、前記変調値を、少なくとも１つの所定の閾値と比較するように構成されるシンボル復号手段を備え、
前記閾値は、送信される信号が第１のシンボルを搬送する尤度と、送信される信号が第２のシンボルを搬送する尤度とをそれぞれ表す第１の確率密度関数および第２の確率密度関数を等しくすることによって得られる、
通信システム。
【請求項８】
前記送信機は、前記各パルス系列を、前記パルス系列によって搬送されることになるシンボルを表す２つの整数値のうちの１つによって乗算するように構成されるシンボル符号化手段を備える、請求項７に記載の通信システム。
【請求項９】
前記送信機はさらに、所定の数のパルス系列を受信するように構成される信号合成手段を備え、
前記各パルス系列は、シンボル符号化手段によって生成されており、送信するために利用することができる全帯域幅が予め分割されてできた、いくつかの小帯域のうちの１つに対応し、
前記信号合成手段は、全ての前記パルス系列を合成し、送信されることになる信号を生成するように構成される、請求項７または８に記載の通信システム。
【請求項１０】
Ｎｓ個の時間窓にわたってＮｓ個のパルスからなる少なくとも１つの系列によって形成される信号を受信するように構成される装置であって、
前記各パルスは、その関連する時間窓内の位置がチップ番号によって定義される時間チップ内に収容され、
前記受信機は、各パルス系列によって搬送される電力の量を表す少なくとも１つの変調値を計算し、前記変調値を、少なくとも１つの所定の閾値と比較するように構成されるシンボル復号手段を備え、
前記閾値は、送信される信号が第１のシンボルを搬送する尤度と、送信される信号が第２のシンボルを搬送する尤度とをそれぞれ表す第１の確率密度関数および第２の確率密度関数を等しくすることによって得られる、
信号を受信するように構成される装置。
【請求項１１】
Ｎｓ個の時間窓にわたってＮｓ個のパルスからなる少なくとも１つの系列によって形成される信号を送信するように構成される装置であって、
前記各パルスは、その関連する時間窓内の位置がチップ番号によって定義される時間チップ内に収容され、
前記送信機は、前記各パルス系列を、前記パルス系列によって搬送されることになるシンボルを表す２つの整数値のうちの１つによって乗算するように構成されるシンボル符号化手段を備える、
信号を送信するように構成される装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの送信機と１つの受信機とを含む通信システムにおいてデータを送信するための方法に関し、その送信機はＮｓ個の時間窓にわたってＮｓ個のパルスからなる少なくとも１つの系列によって形成される信号を送信するように構成され、各パルスは、その関連する時間窓内の場所がチップ番号によって定義される時間チップ内に収容される。
【０００２】
そのようなデータ送信方法が、現在、いわゆる超広帯域(Ultra-Wide Band)通信システム（ＵＷＢシステムとも呼ばれる）の妥当性を評価する目的で研究されている。そのようなシステムでは、各送信機を、先に説明されたチップ番号によって形成されるシグネチャによって特定することができ、シグネチャそのものは非常に頑強であり、それゆえ、全ての潜在的な受信機に対してシグネチャが確実かつ正確に伝達されることができる。
【０００３】
ＵＷＢシステムにおいて用いられるパルスは非常に短く、たとえば０．１ナノ秒未満の持続時間を有し、そのようなシステムに少なくとも１０ギガヘルツ程度の広い帯域幅を提供するので、結果として、そのようなシステムの自由度は高くなり、それゆえ多数の応用形態に適用できるようになる。
【０００４】
上記の信号は搬送信号を形成することができ、その搬送信号の変調により、その上に情報を符号化することができる。本発明者らは、関連するパルスが短いことに起因して、受信機端において所与のパルス系列と正確に同期をとることが難しいので、費用対効果を良くするために、選択される変調方式に関係する時間関連のパラメータをできる限り少なくすべきであることに気が付いている。
【０００５】
したがって、本発明は、受信機が、受信されたパルス系列を時間に関して正確に位置付けることを必要とすることなく、パルス系列によって搬送される情報を受信機端において再生することができる変調／復調方式を提供することを目的とする。
【０００６】
実際には、冒頭の段落において説明されるような、本発明によるデータを送信するための方法は、受信機端で実行されることになる少なくとも１つのシンボル復号ステップを含み、そのシンボル復号ステップの過程において、各パルス系列によって搬送される電力の量を表す少なくとも１つの変調値が計算され、少なくとも１つの所定の閾値と比較され、その閾値は、送信される信号が第１のシンボルを搬送する尤度、および送信される信号が第２のシンボルを搬送する尤度をそれぞれ表す第１の確率密度関数および第２の確率密度関数を等しくすることにより予め計算されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によるシンボル復号ステップによれば、受信された信号の電力を定量化し、実施するのが容易な、１つあるいは複数の閾値との簡単な比較を実行することにより、変調されたＵＷＢシンボルの復調を非常に簡単に達成できるようになる。そのような復調方式では、受信機が、受信された信号を時間に関して正確に位置付ける必要はないので、適合した受信機を比較的低コストで製造できるようになる。
【０００８】
さらに、所定の閾値はそれぞれ予め定義されることができ、Ｖｋｉが整数値０および１の中から選択されることになる場合には、たとえば、１／２または３／４に設定されることができる。本発明者らは、送信機端と受信機との間の通信条件を考慮に入れない、そのような固定の閾値が復号誤りを引き起こすことに気が付いている。したがって、本発明者らは、それぞれがリアルタイムな通信条件を考慮に入れる、２つの確率密度を等しくすることに基づいて、２つの判断する条件間にグレイゾーンも重なりも存在しないような閾値決定（thresholding）方式を設計した。
【０００９】
本発明の特定の実施形態によれば、閾値は変数Ｍ１／２の多項式(polynom)によって定義され、ただしＭは、Ｍ＝（２．Ｂ．Ｎｓ．Ｔｉ＋１）／２によって定義され、Ｂは閾値が計算されるパルス系列の帯域幅であり、Ｔｉは、上記パルス系列によって搬送される電力の量を計算するために、上記パルス系列に属する各パルスの積分が実行される持続時間である。
【００１０】
後に説明されるように、閾値を定義する多項式は、計算の複雑さと復号の効率との間で適当にバランスをとるために、二次に制限されることが好ましいであろう。
【００１１】
本発明の好適な実施形態によれば、閾値を定義する多項式の一次の係数は、関連するパルス系列の送信に関連するエネルギー比によってその横座標(abcissis)が構成されるような曲線の縦座標(ordinate)によって与えられる。
【００１２】
そのようなシンボル復号ステップを実行することによって復調されることになるＵＷＢ信号の変調は、種々の変調方式によりもたらされることができる。
【００１３】
本発明の特定の実施形態によれば、先に説明されたような方法はさらに、上記パルス系列を送信する前に実行されることになる少なくとも１つのシンボル符号化ステップを含み、そのシンボル符号化ステップの過程では、各パルス系列が、そのパルス系列によって搬送されることになる１つのシンボルを表す１つの整数値によって乗算される。
【００１４】
この変調方式によって、本発明による超広帯域通信システムにおいて送信される信号によって搬送される情報は、これらの信号によって搬送される電力に本質的に関連付けられ、その電力は、そのような信号内に含まれるパルスの振幅に関連付けられる。そのような変調方式は容易に実施され、それにより適合した送信機を比較的低コストで製造できるようになる。
【００１５】
本発明の１つの変形形態によれば、送信されることになる各信号は、所定の数のパルス系列を重ね合わせることによって構成され、各パルス系列はシンボル符号化ステップにかけられており、送信するために利用することができる全帯域幅が予め分割されてできた、いくつかの小帯域(sub-band)のうちの１つに対応する。
【００１６】
本発明のこの変形形態によれば、同じ通信チャネルを通していくつかのシンボルを同時に送信できるようになり、それゆえ、本発明のそのような変形形態が具現される通信システムのスループットを大幅に高めることができるようになる。
【００１７】
ハードウエアに関連する態様の一実施形態によれば、本発明は、少なくとも１つの送信機および１つの受信機を含む通信システムであって、該送信機はＮｓ個の時間窓にわたってＮｓ個のパルスからなる少なくとも１つのパルス系列によって形成される信号を送信するように構成され、各パルスは、その関連する時間窓内の位置がチップ番号によって定義される時間チップ内に収容され、該受信機は、各パルス系列によって搬送される電力の量を表す少なくとも１つの変調値を計算し、該変調値を、少なくとも１つの所定の閾値と比較するように構成されるシンボル復号手段を備え、該閾値は、送信される信号が第１のシンボルを搬送する尤度と、送信される信号が第２のシンボルを搬送する尤度とをそれぞれ表す第１の確率密度関数および第２の確率密度関数を等しくすることによって得られる、少なくとも１つの送信機および１つの受信機を含む通信システムに関する。
【００１８】
ハードウエアに関連する態様の特定の実施形態によれば、その送信機は、各パルス系列を、そのパルス系列によって搬送されるシンボルを表す２つの整数値のうちの１つによって乗算するように構成されるシンボル符号化手段を備える。
【００１９】
このハードウエアに関連する態様の変形形態によれば、その送信機はさらに、所定の数のパルス系列を受信するように構成される信号合成手段を備え、各パルス系列はシンボル符号化手段によって生成されており、送信するために利用することができる全帯域幅が予め分割されてできた、いくつかの小帯域のうちの１つに対応し、その信号合成手段は、その全てのパルス系列を合成して、送信されることになる１つの信号を生成するように構成される。
【００２０】
ハードウエアに関連する態様の別の実施形態によれば、本発明はまた、Ｎｓ個の時間窓にわたってＮｓ個のパルスからなる少なくとも１つの系列によって形成される信号を受信するように構成される装置であって、各パルスは、その関連する時間窓内の位置がチップ番号によって定義される時間チップ内に収容され、該受信機は、各パルス系列によって搬送される電力の量を表す少なくとも１つの変調値を計算し、該変調値を、少なくとも１つの所定の閾値と比較するように構成されるシンボル復号手段を備え、該閾値は、送信される信号が第１のシンボルを搬送する尤度と、送信される信号が第２のシンボルを搬送する尤度とをそれぞれ表す第１の確率密度関数および第２の確率密度関数を等しくすることによって得られる、Ｎｓ個の時間窓にわたってＮｓ個のパルスからなる少なくとも１つの系列によって形成される信号を受信するように構成される装置に関する。
【００２１】
ハードウエアに関連する態様のさらに別の実施形態によれば、本発明は、Ｎｓ個の時間窓にわたってＮｓ個のパルスからなる少なくとも１つのパルス系列によって形成される信号を送信するように構成される装置であって、各パルスは、その関連する時間窓内の位置がチップ番号によって定義される時間チップ内に収容され、該送信機は、各パルス系列を、上記パルス系列によって搬送されることになるシンボルを表す２つの整数値のうちの１つによって乗算するように構成されるシンボル符号化手段を備える、Ｎｓ個の時間窓にわたってＮｓ個のパルスからなる少なくとも１つのパルス系列によって形成される信号を送信するように構成される装置に関する。
【００２２】
先に説明された本発明の特徴および他の特徴は、添付の図面に関連して与えられる以下に記載される説明を読むことからさらに明らかになるであろう。
【００２３】
図１は、本発明が具現される通信システムＳＹＳＴを示す。このシステムＳＹＳＴは少なくとも１つの送信機ＴＲＤおよび１つの受信機ＲＣＤを含み、それらはいずれも、たとえば、移動電話(mobile phone)のような装置によって構成されることができる。送信機ＴＲＤは、Ｎｓ個の時間窓にわたってＮｓ個のパルスｐｊ（ただしｊ＝１〜Ｎｓ）からなる少なくとも１つの系列によって形成される信号Ｔｓｇを送信するように構成され、各パルスは、その関連する時間窓内の位置がチップ番号ｃｊ（ただしｊ＝１〜Ｎｓ）によって定義される１つの時間チップ内に収容される。この系列に含まれるパルスの数Ｎｓは、たとえば、１２８に等しい値に選択されることができ、一方、各時間窓の幅は１００ナノ秒に等しい値に選択されることができ、各時間チップ当たりの幅は１ナノ秒とすることができる。
【００２４】
本発明によれば、送信機ＴＲＤは、各パルス系列を、そのパルス系列によって搬送されることになる１つのシンボルを表す整数値と乗算するように構成されるシンボル符号化手段ＥＮＣを備える。
【００２５】
それゆえ、送信される信号Ｔｓｇによって搬送される情報は本質的に、この信号Ｔｓｇによって搬送される電力に関連付けられ、その電力は、その信号Ｔｓｇ内に含まれるパルスの振幅に関連付けられる。その後、この情報は受信機ＲＣＤによって再生されることができるが、この受信機ＲＣＤは、受信されたパルス系列を、時間に関して正確に位置付ける必要はない。
【００２６】
この目的のため、受信機ＲＣＤは、各パルス系列によって搬送される電力の量を表す少なくとも１つの変調値を計算し、その変調値を少なくとも１つの所定の閾値と比較するように構成されるシンボル復号手段ＤＥＣを備える。後に説明されるように、そのような比較の結果は、シンボル符号化手段ＥＮＣによって送信された信号Ｔｓｇ内にもともと符号化されたシンボルの復調された値を自動的に指示するであろう。
【００２７】
図２は、そのような送信される信号Ｔｓｇをクロノグラムの形で示しており、それによれば、各パルス系列は、それぞれ持続時間Ｔｆを有する時間窓に分割される全持続時間Ｔｓを有し、各時間窓は時間チップＴｃに細分され、各窓内の１つの時間チップは１つのパルスｐｊ（ただしｊ＝１〜Ｎｓ）を収容するように構成され、その１つの時間チップはチップ番号ｃｊによって特定される。したがって、この送信される信号Ｔｓｇの送信機は、上記の全てのチップ番号ｃｊ（ただしｊ＝１〜Ｎｓ）を結合して形成されるシグネチャＳｇ＝（ｃ１，ｃ２．．．ｃＮｓ）によって特定されることになり、シグネチャＳｇそのものは非常に頑強であり、それゆえ、全ての潜在的な受信機に対して確実かつ正確にシグネチャＳｇが伝達されることができる。
【００２８】
本発明によれば、この図に示されるパルス系列に属する各パルスｐｊ（ただしｊ＝１〜Ｎｓ）は、この系列によって搬送される電力の形をとる、このパルス系列によって搬送されることになる１つのシンボルを表す同じ整数値Ｖｉによって乗算されている。ただし、参照記号「ｉ」は、検討中のパルス系列に割り当てられる参照番号を示す。
【００２９】
さらに、パルスｐｊ（ただしｊ＝１〜Ｎｓ）は、シンボル符号化ステップの過程において、＋１または−１に等しいランダムに選択された値αｊによって乗算され、結果として、ここに図示される例では、第２のパルスｐ２は負になる。
【００３０】
正および負のパルスをそのようにランダムに分布させることにより、スペクトル領域内に、その通信システムに収容されない装置と干渉するようになる高い振幅ピークが現れるのを防ぐことができるが、そのパルスによって搬送される情報がそのパルスの１つの二乗形に関連付けられるので、その搬送される情報は影響を及ぼされない。そのような周波数干渉は、規則として制限されるべきであり、欧州委員会指針(European Commission Directive)８３／３３６ＣＥＥによって、ならびに米国連邦通信委員会(USA's Federal Communications Commission)の規定によって規制対象になっている。
【００３１】
ここに示されるパルス系列の全てのパルスｐｊ（ただしｊ＝１〜Ｎｓ）はさらに、シンボル符号化ステップの過程において、ある時間ジッタｄｔｉを受ける場合がある。
【００３２】
時間遅延手段によって導入されるこの時間ジッタは、変調された信号が送信されることになる通信チャネルによって引き起こされることになる遅延スプレッドに対して小さく維持されるであろう。遅延スプレッドはたとえば、１００ナノ秒の値を有することができる。そのような時間ジッタは、各パルス系列によって搬送される情報に影響を及ぼすことはなく、主として本発明による変調方式に対して任意選択の自由度を付加する。
【００３３】
したがって、送信される信号Ｔｓｇは以下の形で表されることができる。
【００３４】
【数１】
2005218079.tif 000003
【００３５】
本発明の応用形態では、送信される信号Ｔｓｇによって搬送されることになる情報は二値の性質を有することになるので、そのパルス系列によって搬送されることになるビットを表す整数値Ｖｉは１あるいは０のいずれかに等しくなるであろう。
【００３６】
図３は、上記のパルスを構成するために選択することができる、取り得る形状ｐ（ｔ）を示す別のクロノグラムである。同じ系列のパルスｐｊ（ｔ）（ただしｊ＝１〜Ｎｓ）が、全て概ね同じ幅を有し、同じエネルギー量を搬送するという条件であるなら、異なる形状を有することもできる。しかしながら、同じ系列に属する全てのパルスｐｊ（ｔ）（ただしｊ＝１〜Ｎｓ）は、ここに示される形状ｐ（ｔ）のような同じ形状を有することができ、その形状は、ガウス関数の二次の導関数として定義され、それは数学的には
ｐ（ｔ）＝Ａ．［１−４π（ｔ／Ｔｗ）２］．ｅｘｐ（−２π（ｔ／Ｔｗ）２）
として表されることができる。
【００３７】
当然、当業者に知られている他のパルス形状をこれと同じ目的で用いることもできる。
【００３８】
図４は、上記のパルス系列のような一連のパルス系列によって形成されるデータフレームＤＦを示す、さらに別のクロノグラムであり、そのパルス系列はそれぞれ全持続時間Ｔｓを有し、所与の系列が後続の系列によって変更されるのを防ぐために、２つのそのような系列間にガード区画（interval）ＧＩが周期的に挿入される。この変更は、たとえば、それらのパルス系列間の相互変調積によって引き起こされる可能性がある。したがって、このデータフレームＤＦは、それぞれ持続時間Ｔｒ（ただしＴｒ＝Ｔｓ＋ＧＩ）を有し、上記のようなパルス系列をそれぞれ含む、一連のフレームによって構成される。
【００３９】
したがって、そのようなデータフレームＤＦを受信するように構成される装置は、受信されたパルス系列を時間に関して正確に位置付ける必要はないが、データフレームＤＦに含まれる情報の内容を識別するために、一連のパルス系列によって搬送される一連の電力量を表す量を測定することだけはできなければならない。
【００４０】
図５は、本発明の別の実施形態による受信機内に備えられるシンボル復号手段ＤＥＣを示しており、その実施形態では、送信される信号Ｔｓｇは、先に記載されたようなＫ個のパルス系列の組み合わせを含む合成信号であり、したがって、各パルス系列は送信端においてシンボル符号化ステップにかけられている。この受信機は、そのような合成信号Ｔｓｇを受信するように構成されるアンテナ装置ＡＮＴを備える。復号手段ＤＥＣは、ある特定のシンボルをそれぞれ搬送するように構成されるＫ個の異なるパルス系列を定義するために、合成信号Ｔｓｇを送信するために用いられる全帯域幅が分割されてできたＫ個の小帯域を互いから分離するように構成されるＫ個のバンドパスフィルタＰＢＦｋ（ただしｋ＝１〜Ｋ）のアレイを備える。
【００４１】
本発明のこの変形形態によれば、同じ通信チャネルを通していくつかのシンボルを同時に送信できるようになり、それゆえ、本発明のそのような変形形態が具現される通信システムのスループットを大幅に高めることができるようになる。
【００４２】
そのような実施形態では、ランクｋ（ただしｋ＝１〜Ｋ）の所与の小帯域に対応する各パルス系列は以下のように表されるであろう。
【００４３】
【数２】
2005218079.tif 000004
【００４４】
ただし、以下の式が成り立つ。
【００４５】
【数３】
2005218079.tif 000005
【００４６】
ここに示される本発明の実施形態では、シンボル復号手段ＤＥＣは、Ｋ個の二乗モジュールＳＱＭｋ（ただしｋ＝１〜Ｋ）のアレイを備え、二乗モジュールはそれぞれ、バンドパスフィルタＢＰＦｋのうちの１つに接続され、パルス系列Ｔｓｇｋ（ただしｋ＝１〜Ｋ）を受信し、かつその信号Ｔｓｇｋの二乗によって構成される信号Ｓｑｓｋを供給するように構成される。
【００４７】
シンボル復号手段ＤＥＣはさらに、Ｋ個の積分モジュールＩＮＴｋ（ただしｋ＝１〜Ｋ）のアレイを備え、積分モジュールはそれぞれ、二乗モジュールＳＱＭｋのうちの１つに接続され、対応するパルス系列Ｔｓｇｋによって搬送される電力の量を表す変調値Ｐｗｋを供給するように構成される。そのような変調値Ｐｗｋはたとえば、関連する二乗モジュールＳＱＭｋによって供給される二乗信号Ｓｑｓｋの、チャネル遅延の持続時間における積分として計算されることができる。
【００４８】
またシンボル復号手段ＤＥＣは、Ｋ個の比較モジュールＣＭＰＭｋ（ただしｋ＝１〜Ｋ）のアレイも備え、比較モジュールはそれぞれ、積分モジュールＩＮＴｋのうちの１つに接続され、この積分モジュールＩＮＴｋによって供給されることになる変調値Ｐｗｋを、所定の閾値Ｔｈｖｋと比較するように構成される。その閾値は比較モジュール間で異なる場合もある。
【００４９】
こうして、所与のパルス系列Ｔｓｇｋによって搬送されるシンボルは、以下のように表されることができる簡単な復号グリッドに従って、非常に簡単に特定されるであろう。
Ｐｗｋ＜Ｔｈｖｋの場合には、パルス系列Ｔｓｇｋによって搬送されるシンボルはＳ０であり、
Ｔｈｖｋ＜Ｐｗｋの場合には、パルス系列Ｔｓｇｋによって搬送されるシンボルはＳ１である。
【００５０】
各二乗モジュールＳＱＭｋは、同一の入力信号を供給されるギルバートセル(Gilbert cell)によって形成されることができる。各積分モジュールＩＮＴｋは、ＲＣフィードバックを設けられた演算増幅器によって形成されることができる。各比較モジュールＣＭＰＭｋは、所与の変調値Ｐｗｋと、この比較モジュールＣＭＰＭｋに割り当てられた所定の閾値Ｔｈｖｋとを受信するように構成される演算増幅器によって形成されることができる。こうして、シンボル復号手段ＤＥＣは市販のアナログ回路によって形成されることができ、このアナログ回路は、高い処理速度を得ることで知られており、デジタル手段（solutions）とは対照的に、全くサンプリングする必要はないので、本発明のこの実施形態による信号復号ステップを実行するために必要とされる処理能力および時間をさらに削減できるようになるであろう。
【００５１】
所定の閾値はそれぞれ予め定義されることができ、Ｖｋｉが整数値０および１の中から選択されることになる場合には、たとえば１／２あるいは３／４に設定されることができる。本発明者らは、送信機端と受信機との間の通信条件を考慮に入れないそのような固定の閾値が復号誤りを引き起こす可能性があることに気が付いている。したがって、本発明者らは、それぞれがリアルタイムな通信条件を考慮に入れる２つの確率密度を等しくすることに基づいて、２つの判断する条件間にグレーゾーンも重なりも存在しないような閾値決定方式を設計した。
【００５２】
第１および第２の確率密度のいくつかの式が、光学に適用される数学分野の既存の技法から導出されることができる。より具体的には、本発明者らは、いわゆる「カイ二乗」理論によって生成される確率密度を選び出しており、その理論は、本発明者らによってＵＷＢ伝送の分野に適用されるときに、送信される信号が０に等しい値Ｖｋｉを搬送する場合の尤度を表す第１の確率密度ｐ０と、送信される信号が１に等しい値Ｖｋｉを搬送する場合の尤度を表す第２の確率密度ｐ１と得るための以下の式を与える。
【００５３】
【数４】
2005218079.tif 000006
【００５４】
ただしΓはオイラー関数を表しており、Ｉｊは第１種ｊ次のベッセル関数であり、Ｅは、パルス系列によって搬送され、所与の時間Ｔｉにわたって、送信される信号を積分することにより計算されるエネルギーであり、Ｎはその信号の伝送に悪影響を及ぼす雑音強度であり、ＭはＭ＝（２．Ｂ．Ｎｓ．Ｔｉ＋１）／２によって定義され、Ｂは、閾値が計算されるパルス系列の帯域幅である。
【００５５】
図６は、上記の等式系(equation system)において定義される確率密度を等しくすること、すなわちｐ０＝ｐ１を示しており、その等式系に対して閾値Ｔｈｖｋが最適な解を与えるか、あるいは本発明を実施するために選択される実施形態によっては、近似的な解を与えるであろう。
【００５６】
本発明の特定の実施形態によれば、その閾値は変数Ｍ１／２の多項式によって定義され、それは上記の等式系の解の近似値であり、それにより上記の系に対する最適な解を計算するのを避けることができる。この多項式は、計算の複雑さと復号の効率との間で適当にバランスをとるために、二次に制限されることが好ましく、以下のように表されることができる。
【００５７】
【数５】
2005218079.tif 000007
【００５８】
ただしＬ＝Ｅ／Ｎである。
【００５９】
この式は、復号精度に対する計算コストの点から見て最良の結果を与えるように、本発明者らによって選び出されている。
【００６０】
この式は、Ｋが固定の正の値で、ｘが大きな値である場合に、ＩＭ−１（ｘ）の漸近的に等価な式(asymptotic equivalent)としてＫ．ｘ−１／２．ｅｘｐ（ｘ）を用いることにより、本発明者らによって上記の等式系から導出された。Ｍ１／２の多項式の一次の変数に含まれる項−１は、上記の等式系の数学的な操作に由来し、本発明の他の準最適な実施形態では省略されることができる。この式によれば、所定の閾値を比較的簡単に動的に更新できるようになり、それにより、ＭおよびＬの値の変化によって表される通信条件の起こり得る変化を考慮に入れることができるであろう。
【００６１】
上記の本発明の好ましい実施形態によれば、閾値Ｔｈｖｋを定義する多項式の一次の係数、すなわち（Ｍ−１）１／２項の前にある係数は、関連するパルス系列の送信に関係するエネルギー比Ｌ＝Ｅ／Ｎによってその横座標が構成されるような、図表化された曲線(tabulated curve)の縦座標によって与えられる。この曲線が図７に示される。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明が用いられる通信システムを示す機能図である。
【図２】そのような通信システムにおいて送信される搬送信号を構成するパルス系列を示すクロノグラムである。
【図３】そのような系列を生成するために用いることができるパルスモデルを示すクロノグラムである。
【図４】複数のパルス系列を含むデータフレームを示すクロノグラムである。
【図５】本発明の変形形態が具現される、受信機に収容されるシンボル復号手段を示すブロック図である。
【図６】本発明による、閾値が如何に動的に計算されることができるかを示す図である。
【図７】本発明の好ましい実施形態による、そのような閾値を計算するために用いることができる図表化された関数を示す図である。
【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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【外国語明細書】
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