(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＵＷＢパルス遠隔通信システムにおける、中継端末を介した、送信元端末と受信端末と間の通信方法であって、前記送信元端末が、同一のフレームのシーケンスによって構成される送信元信号と呼ばれる信号の形態で前記受信端末のためのデータ・シンボルを送信し、前記シーケンスはシンボル時間に対応し、各フレームは、ＰＰＭ変調アルファベットによって位置変調されたパルスを含み、前記送信元信号を受信する前記中継端末は、第１の位置と呼ばれる受信された信号の少なくとも１つのフレームにおけるパルスの変調位置を検出し、そして、中継された信号を送信し、該中継された信号は、前記シンボル時間の少なくとも１つの所定の引き続くフレームにおいて、パルスを含み、第２の位置と呼ばれる該パルスの位置は、ＰＰＭ変調アルファベットの順列によって第１の位置から得られることを特徴とする通信方法。
【請求項２】
第２の位置は、前記受信された信号フレームにおけるＰＰＭ変調アルファベットの異なった位置で受信されたエネルギを比較することにより得られることを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
【請求項３】
中継された信号の前記引き続くフレームは、前記受信された信号フレームに連続することを特徴とする請求項１または２に記載の通信方法。
【請求項４】
前記順列は円順列であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の通信方法。
【請求項５】
送信元端末及び中継端末の送信電力は、ａ．Ｐ及びｂ．Ｐに等しいように選択され、ここに、ＰはＵＷＢスペクトル・マスクに従う電力値であり、ａ及びｂは、０＜ａ＜１及び０＜ｂ＜１でａ＋ｂ＝１であるような係数であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の通信方法。
【請求項６】
係数ａ及びｂは、送信元端末と受信端末との間のチャンネル及び中継端末と受信端末との間のチャンネルのそれぞれの状態に従って決定されることを特徴とする請求項５に記載の通信方法。
【請求項７】
係数ａ及びｂは、受信端末から送信元端末及び中継端末までのそれぞれの２つの戻り経路による電力制御ループによって制御されることを特徴とする請求項５に記載の通信方法。
【請求項８】
送信元端末及び中継端末の送信電力は、各々、ＵＷＢスペクトル・マスクに従う電力値に等しいように選択されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の通信方法。
【請求項９】
前記中継端末は、
−  送信元端末及び中継端末を離している距離を決定するステップと、
−  送信元端末からの前記距離よりも短い距離に配置された端末の第１の組を決定するステップと、
−  前記送信元端末からの前記距離よりも短い距離に配置された端末の第２の組を決定するステップと、
−  候補端末と呼ばれる前記第１及び第２の組と共通の端末の中から、送信元端末と候補端末との間及び候補端末と受信端末との間の距離の合計を最小とするものとして、中継端末を選択するステップと、のステップにより送信元及び受信端末により決定されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の通信方法。
【請求項１０】
前記中継端末は、
−  送信元端末及び中継端末を離している距離を決定するステップと、
−  送信元端末からの前記距離よりも短い距離に配置された端末の第１の組を決定するステップと、
−  候補端末と呼ばれる前記第１及び第２の組と共通の端末から中継端末を選択するステップと、
−  前記送信元端末からの前記距離よりも短い距離に配置された端末の第２の組を決定するステップと、
−  候補端末と呼ばれる前記第１及び第２の組と共通の端末を決定し、前記候補端末に送信元端末によって所定のシンボルのシーケンスを送信し、中継端末は、最も低い誤り率を有するシーケンスを検出する候補端末として選択されるステップと、のステップにより送信元及び受信端末により決定されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の通信方法。
【請求項１１】
送信元信号及び中継された信号の双方を受信する前記受信端末は、
−  中継された信号のフレームに対応しない、受信された信号のフレームの第１の副集合の各フレームごとに、ＰＰＭ変調アルファベットの異なった位置において受信されたエネルギを測定し、このようにして、各変調位置ごとの第１のエネルギ値を得、
−  中継された信号のフレームに各々が対応する、受信された信号のフレームの第２の副集合の各フレームごとに、前記アルファベットの各位置においてかつ前記順列による後者に基づいて得られた位置において受信されるエネルギを測定し、このようにして、各変調位置ごとの第２及び第３のエネルギ値を得、
−  各変調位置ごとに、前記第１、前記第２及び第３のエネルギ値を合計し、このようにして、各変調位置ごとの全エネルギ値を得、
−  異なった変調位置の全エネルギ値を比較して、最も高い全エネルギ値に対応する位置を決定し、
−  このようにして得られた位置に基づいて前記データ・シンボルを決定する、ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の通信方法。
【請求項１２】
ＵＷＢパルス遠隔通信端末の送信／受信モジュールであって、
−  送信元端末によって送信されたＵＷＢ信号のフレームに対応する複数の連続時間ウインドに従って受信される信号をタイム・スライシングし（４２０）、このようにして、複数のフレーム信号を得るための手段と、
−  少なくとも１つのフレームごとに、所定のＰＰＭアルファベットの複数の変調位置におけるフレーム信号のエネルギを測定する（４２５０，４２５１，．．．，４２５Ｍ−１）ための手段と、
−  前記フレームにおいてこのようにして測定されたエネルギの内の最も高いものに対応する位置を検出する（４３０）ための手段と、
−  このように検出された位置から、順列された（順序を変えられた（ｐｅｒｍｕｔｅｄ））位置を得るために前記ＰＰＭアルファベットの位置の順列（並べ替え）のための手段と、
−  前記フレームに続く受信された信号のフレームの間に前記順列された（順序を変えられた）位置におけるパルスを発生する（４４０、４５０、４６０）ための手段と、
を含むことを特徴とする送信／受信モジュール。
【請求項１３】
順列手段は、前記アルファベットの円順列を行うために適していることを特徴とする請求項１２に記載の送信／受信モジュール。
【請求項１４】
受信された信号に続く前記フレームは、前記フレームに連続することを特徴とする請求項１２または１３に記載の送信／受信モジュール。
【請求項１５】
ＰＰＭ変調アルファベットにより位置変調されるパルスを各々が含む同一のフレームのシーケンスによって構成される、送信元信号と呼ばれる信号の形態でデータ・シンボルが送信されるＵＷＢパルス遠隔通信端末の受信モジュールであって、
−  第１及び第２フレーム（２ｉ，２ｉ＋１）と呼ばれる送信元信号の２つの連続するフレームに各々が対応する複数の時間ウインドウに従って、時間信号をタイム・スライシングする（５２００，．．．，５２０ｎｆ−１）ための手段と、
−  各第１のフレームにおいて、各ＰＰＭアルファベット変調位置で受信される（６２５０，６２５１，．．．，６２５Ｍ−１，６２００）信号のエネルギを測定し、このようにして各変調位置のための第１のエネルギ値を得るための手段と、
−  各第２のフレームにおいて（６２６０，６２６１，．．．，６２６Ｍ−１，６２０１）、各ＰＰＭアルファベット変調位置で、かつ所定の順列により後者から得られる位置で受信される信号のエネルギを測定し、このようにして各変調位置のための第２及び第３のエネルギ値を得るための手段と、
−  各変調位置ごとに、第１、第２及び第３のエネルギ値を合計し（６３００，．．，６３０Ｍ−１）、このようにして各変調位置のための第４のエネルギ値を得るための手段と、
−  各変調位置ごとに、異なった時間ウインドウのために得られた第４のエネルギ値を合計し（５３００，．．，５３０Ｍ−１）、このようにして各変調位置のための第５のエネルギ値を得るための手段と、
−  前記第５のエネルギ値のうち最も高いものに対応する変調位置を決定する（５４０）ための手段と、
−  このようにして得られた位置に基づいて、前記データ・シンボルを決定する（５５０）ための手段と、
を含むことを特徴とする受信モジュール。
【請求項１６】
前記所定の順列は、前記ＰＰＭアルファベットの円順列であることを特徴とする請求項１５に記載の受信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウルトラ・ワイド・バンド（またはＵＷＢ）の遠隔通信並びに協働型遠隔通信システムの分野に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＵＷＢ遠隔通信システムは、近年においてかなりの研究の主題となってきている。これらのシステムは、いわゆる、ウルトラ・ワイド・バンド信号上のベースバンドに直接作用する特別な特徴を有している。ＵＷＢ信号は、一般に、２００２年２月１４日のＦＣＣ規則で規定され、２００５年３月に変更されたスペクトル・マスクに一致する信号、すなわち、基本的には−１０ｄＢまでの少なくとも５００ＭＨｚの帯域幅を有するスペクトル・バンド３．１から１０．６ＧＨｚまでにおける信号を意味する。
【０００３】
ＵＷＢ信号は、２つのカテゴリに分けることができる。マルチバンドＯＦＤＭ（ＭＢ−ＯＦＤＭ）信号と、ＵＷＢパルス信号とである。ＵＷＢパルス信号は、数百ピコ秒から１ナノ秒までのオーダの非常に短いパルスによって構成される。以下の説明は、ＵＷＢパルス・システムに制限される。
【０００４】
ＵＷＢシステムは、ワイヤレス・パーソナル・ネットワーク（ＷＰＡＮ）に適している。セルラ遠隔通信ネットワークのような通常のワイヤレス・ネットワークにおいては、第３者の端末の参加無しで、送信器と受信器との間で接続が創設される。ワイヤレス・ネットワークの空間的適用範囲を改善するために、端末間の協働のための戦略を履行するアドホック（ａｄ−ｈｏｃ）アーキテクチャが提案されてきた。図１は、このようなネットワークにおける協働型戦略を図式的に示す。送信元端末ｓは、受信端末ｄにデータ・フローを送信すると仮定する。端末ｒもｓによって送信されたデータ・フローを受信し、それを受信端末ｄに中継する。端末ｒは、従って、端末ｓ及びｄ間でのデータの送信において協働する。例えば、ｓ−ｄチャンネルが、特にｓ及びｄ間での障害の存在に起因して貧弱な品質のものであるならば（ＮＬＯＳコンフィギャレーション）、ｓ−ｒ−ｄチャンネルはそれがバイパスされるのを可能とし、そして満足な品質の接続が得られるのを許容する。データ・フローは、送信経路の空間ダイバーシティ（空間的な多様性）を一層高めるために複数の端末によって中継され得る。さらに、それは、１つのホップ（ｓｉｎｇｌｅ−ｈｏｐ：単一ホップ）または複数の連続するホップ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｈｏｐ：多数ホップ）で中継されることができる。
【０００５】
ワイヤレス・ネットワークにおけるアクセスを共有するファミリ：ＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）、ＣＤＭＡ（符号分割多重アクセス）、ＳＤＭＡ（空間分割多元接続）が知られている。ＴＤＭＡネットワークにおいては、各端末は、それに専用の送信間隔を有する。協働型ＴＤＭＡネットワークにおける協働型の２つの可能なモードが識別され、並列協働型及び直列協働型である。
【０００６】
並列協働モードにおいては、中継端末は、送信元端末に割り当てられた送信間隔の間に送信元端末からのデータを受信し、それを、その特定の送信間隔の間に受信端末に再送信する。受信端末は、従って、異なった経路を介して同じデータを受信し、第１のものは、送信元端末の送信間隔の間に受信し、第２のものは、中継端末の送信間隔の間に受信する。用語“並列”は、受信端末によるデータの順次的受信に起因して貧弱に選択されるように見えるかもしれないが、それは、実際は、送信元端末及び中継端末の送信間隔の時間分離から帰結する２つの経路間の干渉の無いことに言及している。並列協働モードにおける動作は、中継端末が、その送信間隔の間に送信されるべき特定のデータを持たないということを仮定している。この制限は、協働型の可能性を実質的に減少する。
【０００７】
直列協働モードにおいては、中継端末は、送信元端末の送信間隔の間に送信元端末からのデータを受信し、それを同じ間隔で再送信する。中継端末は、その送信間隔の間にその特定のデータだけを送信する。受信端末は、従って、送信元端末の送信間隔の間に２つの異なった経路を介して送信元端末からのデータを受信する。
【０００８】
同じ送信間隔の間に特定のデータ及び中継されたデータの同時の送信に起因して、このデータは、受信においてその直交性を確実にするために調査されなければならない。この規約（コード）は、配分された間隔時間コードまたはＤＳＴＣと称される。
【０００９】
協働型遠隔通信システムは、いわゆるＭＩＭＯ（多重入力多重出力）システムのような、送信空間ダイバーシティ（多様性）を有するシステムである。協働型遠隔通信システムは、また、単一アンテナの端末からＭＩＭＯシステムをエミュレートする（模倣する）エレガントな方法にも関している。ＭＩＭＯシステムまたは協働型システムの受信器で用いられる検出のタイプはチャンネル上で利用可能なデータに依存する。以下が識別され得る：
【００１０】
−  代表的には、送信器によって送信されるパイロット・シンボルを用いて行われるチャンネル推定のために、送信チャンネルの特性を受信器が知っている、いわゆる干渉性（コヒレント）システム。チャンネル推定は、次に、データ・シンボルを検出するために用いられる。干渉性（コヒレント）システムは、一般には、高率の適用に対して意図されている；
【００１１】
−  送信チャンネル特性の予めの知識無しで、データ・シンボルのブラインド検出を受信器が行う非干渉性システム；
【００１２】
−  ２つの連続した送信シンボル間の位相または振幅差の形態でデータ・シンボルがコード化される差動システム。これらのシステムは、受信器側でチャンネルの知識を必要とし得ない。
【００１３】
干渉性協働型システムの例は、ｗｗｗ．ｃｏｍｅｌｅｃ．ｅｎｓｔ．ｆｒ．で得られる“ＭＩＭＯ増幅兼送信協働型チャンネルのための最適空間時間コード（Ｏｐｔｉｍａｌ  ｓｐａｃｅ−ｔｉｍｅ  ｃｏｄｅｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ＭＩＭＯ  ａｍｐｌｉｆｙ−ａｎｄ−ｆｏｒｗａｒｄ  ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ  ｃｈａｎｎｅｌ）”という名称のＳ．Ｙａｎｇ及びＪ．−Ｃ．Ｂｅｌｆｉｏｒｅの論文から知られている。差動協働型システムの例は、通信における選択された領域に関するＩＥＥＥジャーナル、１８巻、第７において２０００年７月に発行されたＶ．Ｔａｒｏｋｈ等の論文に提案されている。
【００１４】
上述の論文におけるシステムは、狭帯域信号に対しては良好に動作するが、これはＵＷＢ信号には適用しない。実際、これらのシステムは、複雑な係数を有したコードを用いている。しかしながら、用いられるパルスが非常に短期間であることを考慮すると、ＵＷＢ信号における位相データを回復することができない。
【００１５】
ＵＷＢ信号及び実際の素子を有するコードを用いた干渉性協働型システムは、Ｋｌｕｗｅｒジャーナル（ワイヤレス・ネットワークにおける協働型に関するＳｐｒｉｎｇｅｒの特別発行）における公開のために提出された“ウルトラ−ワイドバンド通信のための配分された代数的な空間時間コード”という名称のＣ．Ａｂｏｕ−Ｒｊｅｉｌｙ等の論文で提案されている。しかしながら、上述したように、このようなシステムは、受信器が送信チャンネルの知識を有することを必要とする。
【非特許文献１】“ＭＩＭＯ増幅兼送信協働型チャンネルのための最適空間時間コード（Ｏｐｔｉｍａｌ  ｓｐａｃｅ−ｔｉｍｅ  ｃｏｄｅｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ＭＩＭＯ  ａｍｐｌｉｆｙ−ａｎｄ−ｆｏｒｗａｒｄ  ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ  ｃｈａｎｎｅｌ）”という名称のＳ．Ｙａｎｇ及びＪ．−Ｃ．Ｂｅｌｆｉｏｒｅの論文
【非特許文献２】通信における選択された領域に関するＩＥＥＥジャーナル、１８巻、第７において２０００年７月に発行されたＶ．Ｔａｒｏｋｈ等の論文
【非特許文献３】Ｋｌｕｗｅｒジャーナル（ワイヤレス・ネットワークにおける協働型に関するＳｐｒｉｎｇｅｒの特別発行）における公開のために提出された“ウルトラ−ワイドバンド通信のための配分された代数的な空間時間コード”という名称のＣ．Ａｂｏｕ−Ｒｊｅｉｌｙ等の論文
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の目的は、特に簡単なアーキテクチャで強健な（エラーに強い）非干渉性協働型ＵＷＢシステムを提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、ＵＷＢパルス遠隔通信システムにおける端末間での協働方法であって、送信元端末が、同一のフレームのシーケンスによって構成される送信元信号と呼ばれる信号の形態で受信端末のためのデータ・シンボルを送信し、前記シーケンスはシンボル時間に対応し、各フレームは、ＰＰＭ変調アルファベットによって位置変調されたパルスを含む協働方法によって限定される。前記送信元信号を受信する中継端末は、第１の位置と呼ばれる受信された信号の少なくとも１つのフレームにおけるパルスの変調位置を検出し、そして、中継された信号を送信し、該中継された信号は、前記シンボル時間の少なくとも１つの所定の引き続くフレームにおいて、パルスを含み、第２の位置と呼ばれる該パルスの位置は、ＰＰＭ変調アルファベットの順列によって第１の位置に基づいて得られる。
【００１８】
本発明は、また、中継端末として働くように意図されたＵＷＢパルス遠隔通信端末の送信／受信モジュールであって、
−  送信元端末によって送信されたＵＷＢ信号のフレームに対応する複数の連続時間ウインドウに従って受信される信号をタイム・スライシングし、このようにして、複数のフレーム信号を得るための手段と、
−  少なくとも１つのフレームごとに、所定のＰＰＭアルファベットの複数の変調位置におけるフレーム信号のエネルギを測定するための手段と、
−  前記フレームにおいてこのようにして測定されたエネルギの内の最も高いものに対応する位置を検出するための手段と、
−  このように検出された位置から、順列された（順序を変えられた（ｐｅｒｍｕｔｅｄ））位置を得るために前記ＰＰＭアルファベットの位置の順列（並べ替え）のための手段と、
−  前記フレームに続く受信された信号のフレームの間に前記順列された（順序を変えられた）位置におけるパルスを発生するための手段と、
を含むことを特徴とする送信／受信モジュールにも関する。
【００１９】
最後に、本発明は、ＰＰＭ変調アルファベットにより位置変調されるパルスを各々が含む同一のフレームのシーケンスによって構成される、送信元信号と呼ばれる信号の形態でデータ・シンボルが送信されるＵＷＢパルス遠隔通信の受信モジュールに関し、該受信モジュールは、
−  第１及び第２フレームと呼ばれる送信元信号の２つの連続するフレームに各々が対応する複数の時間ウインドウに従って、時間信号をタイム・スライシングするための手段と、
−  各第１のフレームにおいて、各ＰＰＭアルファベット変調位置で受信される信号のエネルギを測定し、このようにして各変調位置のための第１のエネルギ値を得るための手段と、
−  各第２のフレームにおいて、各ＰＰＭアルファベット変調位置で、かつ所定の順列により後者から得られる位置で受信される信号のエネルギを測定し、このようにして各変調位置のための第２及び第３のエネルギ値を得るための手段と、
−  各変調位置ごとに、第１、第２及び第３のエネルギ値を合計し、このようにして各変調位置のための第４のエネルギ値を得るための手段と、
−  各変調位置ごとに、異なった時間ウインドウのために得られた第４のエネルギ値を合計し、このようにして各変調位置のための第５のエネルギ値を得るための手段と、
−  前記第５のエネルギ値のうち最も高いものに対応する変調位置を決定するための手段と、
−  このようにして得られた位置に基づいて、前記データ・シンボルを決定するための手段と、を含む。
【００２０】
本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態を読めば明瞭となるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の基本概念は、中継されるべき信号と中継される信号との直交性を確実にしつつパルス位置変調もしくはＰＰＭを有するＵＷＢ信号を用いた協働型戦略を用いることである。
【００２２】
図２Ａは、ＰＰＭ変調を有するこのようなＵＷＢ信号を示している。送信されるべきデータ・シンボルは、シンボル時間Ｔｓ＝ＮｆＴｆでコード化され、ここに、Ｔｆはフレーム期間である。各フレームは、それ自体、パルス繰返し間隔ＰＲＩとも称される期間Ｔｃの複数Ｍの基本間隔に分割される。
【００２３】
送信元端末ｋによって送信されるＵＷＢパルスは、以下の式（１）によって表現され得る。
【数１】
0005143470.tif 000002
【００２４】
ここに、ｐ（ｔ）は、基本パルスの波形であり、
【数２】
0005143470.tif 000003
は、送信電力に依存する係数であり、
【数３】
0005143470.tif 000004
は、送信されるべきシンボルのＭ  −ａｒｙ  ＰＰＭ位置である。Ｍは、ＰＰＭ変調のアルファベットのカーディナリティを表わす。変調位置ｄｋは、信号を構成するＮｆの異なったフレームにおいて同一であることに留意されたし。実際、アクセス分離が個別の送信間隔によって生成されるので、ＴＨ−ＵＷＢ（時間ホッピングＵＷＢ）におけるように異なったユーザに対して個別の時間ホッピング・シーケンスを提供することは必要でない。各送信時間間隔もしくはＴＴＩは、複数のシンボル期間Ｔｓに分割される。
【００２５】
基本間隔の期間Ｔｃは、概して１００ｎｓの程度で、チャンネルの拡散よりも大きいように選択されるのが有利である。従って、受信時のパルスの分離は、予備的な均等化を必要とすること無く得られる。
【００２６】
中継端末ｒは、それに割り当てられた送信時間間隔（ＴＴＩ）の間に送信元端末ｓによって送信される信号を受信する。中継端末によって受信された信号は、以下の式（２）のように表現され得る。
【数４】
0005143470.tif 000005
【００２７】
ここに、ｈｓｒは、Ｔｃよりも短い時間支援を有すると仮定して、ｓ及びｒ間のチャンネルのインパルス応答であり、ｗは、ランダム・ノイズ関数である。
【００２８】
中継端末は、偶数フレームｎ（０によってインデクシングされるシンボルの最初のフレーム）における非干渉性検出を行う。これを行うために、中継端末は、現在の偶数フレームにおける種々の変調位置に対して受信される信号のエネルギを急いで計算し、すなわち、以下の式（３）で計算し、
【数５】
0005143470.tif 000006
そして、各偶数フレームｎごとに、以下の式（４）によって送信されるシンボルに対応する位置を決定する。
【数６】
0005143470.tif 000007
【００２９】
検出が正しいならば、もちろん、以下の式（５）を有することを留意されたし。
【数７】
0005143470.tif 000008
【００３０】
フレームｎにおいて検出された位置の値に基づいて、中継端末は、次のフレームｎ＋１に、中継された信号を送信する。中継された信号は、以下の式（６）によって表現され得る。
【数８】
0005143470.tif 000009
【００３１】
ここに、
【数９】
0005143470.tif 000010
は、中継端末の送信電力に依存した係数であり、σは、アルファベット
【数１０】
0005143470.tif 000011
の順列（ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ）、例えば、円順列である。順列は、自分自身を除いた、それ自身に関する
【数１１】
0005143470.tif 000012
の任意の全単射（バイジェクション）である。円順列σは、関係
【数１２】
0005143470.tif 000013
によって定義され、ここに、ｑは、
【数１３】
0005143470.tif 000014
であるような整数である。
【００３２】
図２Ｂにおいて中継される信号は、中継端末による検出が式（５）の意味において正しかったという仮定で示されている。中継された信号は、奇数フレーム（ｎ＝１；ｎ＝３）においてのみ存在し、これらフレームの内側のＰＰＭ位置は、送信元信号のこれらに対する順列、ここでは、１つの位置による右への周期的回転、すなわち、
【数１４】
0005143470.tif 000015
を受けてきたということが留意される。
【００３３】
受信端末ｄによって受信される信号は、以下の式（７）によって表現され得る。
【数１５】
0005143470.tif 000016
【００３４】
ここで、ｈｒｄ（ｔ）は、Ｔｃよりも短い時間支援で、ｒ及びｄ間のチャンネルのインパルス応答であり、ｖ（ｔ）は、ノイズを表わすランダム関数である。直接の及び中継された信号間の直交性は、ＰＰＭ位置に関する単純な所定の時間順列によって確実にされるので、端末間の協働型の原理は特に強健であるということが、式（７）において留意されるはずである。実際、中継による検出が正しいならば、
【数１６】
0005143470.tif 000017
であり、そして、Ｔｃがチャンネルの拡散（ｓ−ｒまたはｓ−ｒ−ｄ）よりも大きいので、パルスの重複がないということが留意される。
【００３５】
受信端末は、受信された信号に非干渉性検出を行う。これを行うために、各ＰＰＭ位置ごとに全エネルギ、すなわち、式（８）を計算する。
【数１７】
0005143470.tif 000018
【００３６】
式（８）の最初の項は、送信元端末から直接受信される信号に対応し、他方、第２の項は、中継端末を介して受信される信号に対応する。検出されたＭ  −ａｒｙ  シンボルは、次に、以下の式（９）の決定から得られる。
【数１８】
0005143470.tif 000019
【００３７】
受信端末も中継端末もチャンネル推定を行う必要がないということが留意される。
【００３８】
係数
【数１９】
0005143470.tif 000020
の選択、従って、送信元及び中継端末の送信電力の選択は、動作状態に依存する。
【００３９】
ｓ−ｄ及びｒ−ｄの送信チャンネルのそれぞれの状態が知られていないという場合を最初に考察する。問題の係数は、２つの個別のモードに従って選択され得る：
【００４０】
−  第１のモードによれば、送信元端末及び中継端末によって送信される電力は、それらの合計が上述のＦＣＣスペクトル・マスクに従うように選択される。換言すれば、Ｐがスペクトル・マスクとの合致を可能とする電力の値であるならば、送信元端末及び中継端末の電力は、それぞれ、２Ｐ／３及びＰ／３に等しいように選択される。中継端末が送信端末のパルス数の半分を送信するとすれば、それは、実際、
【数２０】
0005143470.tif 000021
を選択することとなり、ここに、Ａは、スペクトル・マスクが送信元端末だけと満足されるのを可能としたであろう振幅の値である。従って、第１のモードは、同じＢＥＲに対して、送信元端末の電力が、送信元及び中継間でそれを配分することによって節約されるのを可能とし得るということが理解される；
【００４１】
第２のモードによれば、送信元及び中継端末のそれぞれの電力は、また、スペクトル・マスクを個別に満足する。この場合、送信される全電力は、送信端末だけによって送信されたであろうものの２倍である。次に、
【数２１】
0005143470.tif 000022
を有する。第２のモードは、受信における電力において、３−ｄＢの増加を得ることを可能とする。換言すれば、上述の第１のモードまたは中継の無い動作に関して、第１の動作モードまたは中継の無い動作のものの半分の信号対雑音比に対して同じＢＥＲを得ることが可能である。
【００４２】
ｓ−ｄ及びｒ−ｄチャンネルの状態が既知ならば、例えば、これらのチャンネル上の減衰係数が既知ならば、第１のモードによる送信元及び中継端末間の電力の配分は、
【数２２】
0005143470.tif 000023
において送信されるパルスの数だけを考慮することによってはもはや行われないが、それは、また、減衰状態を考慮することをも含む。ｓ及びｒの送信電力は、次に、以下の式（１０）であるように選択される。
【数２３】
0005143470.tif 000024
【００４３】
ここに、重み係数ａ及びｂは、例えば、ｓ−ｄ及びｒ−ｄチャンネルの減衰係数に基づいて決定される。
【００４４】
係数ａ及びｂは、代替的には、送信電力制御ループに基づいて決定され得る。これを行うために、電力制御指示、ＴＰＣｓ及びＴＰＣｄ（送信電力制御）が、端末ｄによって２つの戻り経路を介して端末ｓ及びｒに送信される。このことは、直接信号の及び中継された信号の別々の検出が周期的に行われるということを仮定する。指示ＴＰＩｓ及びＴＰＩｄによれば、端末ｓは、ａを減分／増分し、端末ｒは、ｂを増分／減分し、それにより、重み係数ａ＋ｂの合計は、１に等しいままである。
【００４５】
第２のモードによる動作に対応する代替によれば、独立した戻り経路を有することが可能であり、ここに、係数ａ及びｂは、もはやリンクされないが、各々は、１より小さいままであり、それにより、スペクトル・マスクに従う。
【００４６】
上述の協働型戦略においては、１つの与えられた中継端末ｒがあるということが仮定されている。しかしながら、一般的ルールとしては、複数の端末が中継機能を行うことができる。次に、選択を行うことが必要である。
【００４７】
長所的には、第１の代替的実施形態によれば、中継端末の選択は、近接規準に基づいて、送信元端末ｓ及び受信端末ｄ間の協働によって行われる。最初に、端末は、通常の擬似距離またはラウンドトリップ伝播時間計算手段に従って、それらを分離する距離（ピア・ツー・ピア・レンジング）を決定することができるということが仮定されている。ＵＷＢ信号が、場所の適用にとって、それらの波形（短時間パルス）に起因して、適切である。例えば、ウェブサイトｗｗｗ．ｅｅ．ｖｔ．ｅｄｕ．において得られる“ＵＷＢ相対場所システム”と言う名称のＮｅｉｙｅｒ  Ｓ．Ｃｏｒｒｅａｌ等の論文に、ＵＷＢ端末間の距離を計算するための方法の記述がある。
【００４８】
端末ｓ及びｄは、まず、それらを分離する距離Ｄｓ−ｄを決定する。端末ｓは、次に、その近接した隣人の集合Ｓｓを決定する：これを行うために、それは、それを周囲の端末から分離している距離を測定し、それから、Ｄｓ−ｄより少なく位置付けられたものを選択する。端末ｄは、同様に、その近接した隣人の集合Ｓｄを決定する。中継端末は、合計Ｄｓ−ｒ＋Ｄｒ−ｄを最小にする端末として集合Ｓｓ∩Ｓｄにおいて選択され、ここに、Ｄｓ−ｒ及びＤｒ−ｄは、ｓとｒとの間の、及びｒとｄとの間の距離である。集合Ｓｓ∩Ｓｄが空であるならば、協働型手続きは一時的に放棄される。
【００４９】
第２の代替的実施形態によれば、中継端末は、誤り率もしくはエラー・レート（ＢＥＲ）に基づいて、集合Ｓｓ∩Ｓｄにおいて選択される。これを行うために、送信元端末は、例えば制御チャンネル・シーケンスまたはパイロット・シンボル・シーケンスである予め設定されたシーケンスと呼ばれる所定のシンボルのシーケンスを、周囲の端末に送信する。このシーケンスは、端末のすべてに知られ、それを受信する各端末は、従って、検出されたシーケンスと予め設定されたシーケンスとの間の比較により、そのＢＥＲを決定することができる。Ｓｓ∩Ｓｄに属しておりかつＢＥＲが閾値よりも小さいものは、次に、受け取りメッセージを送信元端末に送信し、該送信端末は、任意選択的に、測定されたエラー・レートの範囲及び／または該端末の現在の負荷を特定する。送信元端末は、それらから中継端末を選択する。
【００５０】
図４は、本発明による中継端末の送信／受信モジュールの実施形態を図式的に示している。
【００５１】
送信元端末の信号は、デュプレクサ（送受切換器）４１０を介して受信される。デュプレクサ４１０は、偶数フレームに対して受信位置にあり、奇数フレームに対して送信位置にある。受信された信号は、モジュール４２０において各ＰＰＭアルファベット変調位置のためのタイム・スライシングを受ける。４２０のタイム・スライシングは、各偶数フレームの始まりにおいてトリガされ、Ｍの変調位置の各々のために時間Ｔｃの間続く。二次積分器４２５０、．．、４２５Ｍ−１は、このようにして得られた信号をそれぞれ受信し、そしてエネルギ値
【数２４】
0005143470.tif 000025
を測定する。これらの値は、決定モジュール４３０にアナログ形態で提供される。前記モジュールは、比較を行って最もエネルギの高い（ｔｈｅ  ｍｏｓｔ  ｅｎｅｒｇｅｔｉｃ）位置を検出する。それは、例えば、検出された変調に対しては１に等しく、他のビットに対しては０に等しいビットによって、値
【数２５】
0005143470.tif 000026
をコード化するＭビットのワードを出力において提供する。
【００５２】
このワードは、次に、並列−直列変換器４４０によってＭビットのシーケンスに変換される前に、この場合、配線によって行われるそのビットの円順列σを受ける。ビット・シーケンスは、次に、パルス変調器４５０によって変調される。一層詳細には、この変調器は、Ｍビットのシーケンスｃ０，．．，ｃＭ−１を、アナログ信号
【数２６】
0005143470.tif 000027
に変換する。この信号は、次に、遅延ライン４６０においてＴｆ−τの遅延を受け、ここに、τは、増幅器４８０及びデュプレクサ４１０を介して送信される前の段４１０〜４５０における処理期間である。参照数字４７０は、増幅器４８０の上流のスイッチを表わし、その入力において、中継された信号
【数２７】
0005143470.tif 000028
及び中継端末自体の信号
【数２８】
0005143470.tif 000029
を受信する。該スイッチは、送信元端末に割り当てられた間隔ＴＴＩの間は位置４７１にあり、中継端末に割り当てられた間隔ＴＴＩの間は位置４７３にある。
【００５３】
図５は、本発明による受信端末の受信モジュールの実施形態を図式的に示す。
【００５４】
この図においては、フレームの偶数２ｎｆがある、すなわち、Ｎｆ＝２ｎｆ−１であると仮定されている。受信された信号Ｒｋ（ｔ）は、各々遅延値２Ｔｆを有する（ｎｆ−１）の遅延ラインによって遅延される。
【００５５】
信号Ｒｋ（ｔ）及び遅延された信号は、ｎｆのモジュール５２００，．．，５２０ｎｆ−１によって処理され、これらのモジュールの各々は、受信された信号の２つの連続するフレーム上に処理動作を行う。
【００５６】
図６は、モジュール５２０ｉの構造を図式的に示す。入力における信号は、第１のタイム・スライシング・モジュール６２００に与えられ、かつ値Ｔｆの遅延ライン６１０を介して第２のタイム・スライシング・モジュール６２０１に与えられる。モジュール６２００及び６２０１は同一の構造を有し、そして、上述のモジュール４２０のように各変調位置のためのスライシングを行い、モジュール６２００は、偶数フレーム２ｉの管理を引き受け、モジュール６２０１は奇数フレーム２ｉ＋１の管理を引き受ける。このようにスライシングされた信号のエネルギは、偶数フレームに対しては６２５０，．．．，６２５Ｍ−１で参照されかつ奇数フレームに対しては６２６０，．．．，６２６Ｍ−１で参照される２Ｍの二次積分器によって得られる。これらのエネルギは、加算器６３００，．．．，６３０Ｍ−１によって加算され、各加算器６３０ｍは、積分器６２５ｍ並びに２つの積分器６２６ｍ及び６２６σ（ｍ）に接続されている。加算器６２５ｍは、従って、出力において、以下の式（１１）の値を提供する。
【００５７】
【数２９】
0005143470.tif 000030
ここに、ｎ＝２ｉはモジュール６２００の管理を引き受けられたフレームの（偶数の）ランクである。
【００５８】
さて、図５に戻ると同じ変調位置ｍに対応するモジュール５２０のｎｆの出力は、加算器５３０ｍによって加算される。これらのＭの加算器の出力は、式（８）の決定変数Ｅｋ（ｍ）を表す。モジュール５４０は、値Ｅｋ（ｍ）、ｍ＝０，．．，Ｍ−１の比較を行い、式（９）に従って、最もエネルギの高い位置（ｔｈｅ  ｍｏｓｔ  ｅｎｅｒｇｅｔｉｃ）
【数３０】
0005143470.tif 000031
を決定する。５５０において、それは、前記変調位置に対応するデータ・シンボルを推論する。
【００５９】
本発明の上述の説明において、中継端末は、“１／２の中継速度”を有し、受信された信号の偶数フレームは、この信号の奇数フレームの間に中継される、ものと仮定された。一般に、中継端末は、ｎ≧２で１／ｎの“中継速度”を有し得、受信された信号の各ｎ番目は、該信号の引き続くフレームの間に中継されるということが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】ワイヤレス・ネットワークにおける既知の協働型戦略を図式的に示す図。
【図２】ＵＷＢパルス信号を示す図であり、Ａは、送信元端末によって送信されるＵＷＢパルス信号を示し、Ｂは、中継端末によって送信されるＵＷＢパルス信号を示し、Ｃは、本発明による協働方法を用いた協働ネットワークにおける受信端末によって受信されるＵＷＢパルス信号を示す。
【図３】送信元端末及び受信端末間のジョイント動作によって中継端末の選択を示す図。
【図４】本発明の実施形態による中継端末の送信／受信モジュールを図式的に示す図。
【図５】本発明の実施形態による受信端末の受信モジュールを図式的に示す図。
【図６】図５の受信モジュールのユニットの詳細を示す図。
【符号の説明】
【００６１】
４１０      デュプレクサ（送受切換器）
４２０      タイム・スライシング・モジュール
４２５０、．．、４２５Ｍ−１      二次積分器
４３０      決定モジュール
４４０      並列−直列変換器
４５０      パルス変調器
４６０      遅延ライン
４７０      スイッチ
４８０      増幅器
５２００，．．，５２０ｎｆ−１      モジュール
６１０      遅延ライン
６２００      第１のタイム・スライシング・モジュール
６２０１      第２のタイム・スライシング・モジュール
６２５０，．．，６２５Ｍ−１      偶数フレーム用の二次積分器
６２６０，．．，６２６Ｍ−１      奇数フレーム用の二次積分器
６３００，．．，６３０Ｍ−１      加算器
【図１】
0005143470.tif 000032
【図２】
0005143470.tif 000033
【図３】
0005143470.tif 000034
【図４】
0005143470.tif 000035
【図５】
0005143470.tif 000036
【図６】
0005143470.tif 000037