(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）ベースのスペクトル拡散多重アクセス無線システム中で使用する装置において、
シーケンスを生成するシーケンス生成器と、
タイムスロットベースで、前記シーケンスが変わるように、前記タイムスロットベースで、前記シーケンスを割り当てるシーケンス割当器と、
前記生成したシーケンスおよび前記シーケンスの割り当てに基づいて、前記タイムスロットベースで、少なくとも１つのトーンシーケンスをユーザに割り当てるトーン割当器とを具備し、
前記シーケンスはタイムスロットの持続時間に対して割り当てられ、
各タイムスロットは予め定められた数のドエルタイム間隔を含み、各ドエルタイム間隔は複数の記号期間を含む予め定められた持続期間を有し、各ドエルタイム間隔では１組の１以上のトーンが持続している装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、前記装置がＯＦＤＭ送信機で使用するためのものである装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置において、前記シーケンス生成器が複数のシーケンスを生成し、前記複数のシーケンスのうちの少なくとも１つがラテン方格に基づくシーケンスである装置。
【請求項４】
請求項３記載の装置において、前記生成したシーケンスが、
【数１】
0004593767.tif 000014
の形式で表され、前記ラテン方格に基づくシーケンスが、
【数２】
0004593767.tif 000015
に従って生成され、ここで、ｐ、ａおよびｓiは整数であり、ｐは素数または素数の羃であり、ｋはドエルタイム間隔指数であり、前記ラテン方格に基づくシーケンスの周期がｐである装置。
【請求項５】
請求項１記載の装置において、前記シーケンス生成器が複数のシーケンスを生成し、前記複数のシーケンスのうちの少なくとも１つがラテン立方体に基づくシーケンスである装置。
【請求項６】
請求項５記載の装置において、前記生成したシーケンスが、
【数３】
0004593767.tif 000016
の形式で表され、前記ラテン立方体に基づくシーケンスが、
【数４】
0004593767.tif 000017
に従って生成され、ここで、ｐ、ａおよびｓiは整数であり、ｐは素数または素数の羃であり、
【数５】
0004593767.tif 000018
は、
【数６】
0004593767.tif 000019
より小さい最大の整数であり、ｋはドエルタイム間隔指数であり、前記ラテン立方体に基づくシーケンスの周期がｐ2である装置。
【請求項７】
請求項１記載の装置において、前記シーケンス生成器が複数のシーケンスを生成し、前記複数のシーケンスのうちの少なくとも１つがラテン超立方体に基づくシーケンスである装置。
【請求項８】
請求項７記載の装置において、前記生成したシーケンスが、
【数７】
0004593767.tif 000020
の形式で表され、前記ラテン超立方体に基づくシーケンスが、
【数８】
0004593767.tif 000021
に従って生成され、ここで、ｐ、ａおよびｓiは整数であり、ｐは素数または素数の羃であり、
【数９】
0004593767.tif 000022
は、
【数１０】
0004593767.tif 000023
より小さい最大の整数であり、ｋはドエルタイム間隔指数であり、前記ラテン超立方体に基づくシーケンスの周期がｐi-1である装置。
【請求項９】
直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）ベースのスペクトル拡散多重アクセス無線システム中で使用する装置において、
シーケンスを生成するシーケンス生成器と、
タイムスロットベースで、前記シーケンスが変わるように、前記タイムスロットベースで、前記シーケンスを割り当てるシーケンス割当器と、
前記生成したシーケンスおよび前記シーケンスの割り当てに基づいて、前記タイムスロットベースで、ユーザに対する少なくとも１つの入力トーンシーケンスを識別するトーン識別器とを具備し、
前記シーケンスはタイムスロットの持続時間に対して割り当てられ、
各タイムスロットは予め定められた数のドエルタイム間隔を含み、各ドエルタイム間隔は複数の記号期間を含む予め定められた持続期間を有し、各ドエルタイム間隔では１組の１以上のトーンが持続している装置。
【請求項１０】
請求項９記載の装置において、前記装置がＯＦＤＭ受信機で使用するためのものである装置。
【請求項１１】
請求項９記載の装置において、前記シーケンス生成器が複数のシーケンスを生成し、前記複数のシーケンスのうちの少なくとも１つがラテン方格に基づくシーケンスである装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の装置において、前記生成したシーケンスが、
【数１１】
0004593767.tif 000024
の形式で表され、前記ラテン方格に基づくシーケンスが、
【数１２】
0004593767.tif 000025
に従って生成され、ここで、ｐ、ａおよびｓiは整数であり、ｐは素数または素数の冪であり、ｋはドエルタイム間隔指数であり、前記ラテン方格に基づくシーケンスの周期がｐである装置。
【請求項１３】
請求項９記載の装置において、前記シーケンス生成器が複数のシーケンスを生成し、前記複数のシーケンスのうちの少なくとも１つがラテン立方体に基づくシーケンスである装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の装置において、前記生成したシーケンスが、
【数１３】
0004593767.tif 000026
の形式で表され、前記ラテン立方体に基づくシーケンスが、
【数１４】
0004593767.tif 000027
に従って生成され、ここで、ｐ、ａおよびｓiは整数であり、ｐは素数または素数の冪であり、
【数１５】
0004593767.tif 000028
は、
【数１６】
0004593767.tif 000029
より小さい最大の整数であり、ｋはドエルタイム間隔指数であり、前記ラテン立方体に基づくシーケンスの周期がｐ2である装置。
【請求項１５】
請求項９記載の装置において、前記シーケンス生成器が複数のシーケンスを生成し、前記複数のシーケンスのうちの少なくとも１つがラテン超立方体に基づくシーケンスである装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の装置において、前記生成したシーケンスが、
【数１７】
0004593767.tif 000030
の形式で表され、前記ラテン超立方体に基づくシーケンスが、
【数１８】
0004593767.tif 000031
に従って生成され、ここで、ｐ、ａおよびｓiは整数であり、ｐは素数または素数の冪であり、
【数１９】
0004593767.tif 000032
は、
【数２０】
0004593767.tif 000033
より小さい最大の整数であり、ｋはドエルタイム間隔指数であり、前記ラテン超立方体に基づくシーケンスの周期がｐi-1である装置。
【請求項１７】
直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）ベースのスペクトル拡散多重アクセス無線システム中で使用する装置において、
シーケンスを生成するシーケンス生成器と、
タイムスロットベースで、前記シーケンスが変わるように、前記タイムスロットベースで、前記シーケンスを割り当てるシーケンス割当器と、
複数の周波数帯域を生成し、前記周波数帯域をシーケンスに出力として供給する帯域ホッパーユニットとを具備し、
前記シーケンスはタイムスロットの持続時間に対して割り当てられ、
各タイムスロットは予め定められた数のドエルタイム間隔を含み、各ドエルタイム間隔は複数の記号期間を含む予め定められた持続期間を有し、各ドエルタイム間隔では１組の１以上のトーンが持続しており、
前記シーケンス生成器が、前記複数の周波数帯域出力の前記シーケンスに応答して、供給された周波数帯域で、前記シーケンスを生成する装置。
【請求項１８】
請求項１７記載の装置において、前記生成したシーケンスおよび前記シーケンスの割り当てに基づいて、前記タイムスロットベースで、少なくとも１つのトーンシーケンスをユーザに割り当てるトーン割当器をさらに具備する装置。
【請求項１９】
請求項１８記載の装置において、前記装置がＯＦＤＭ送信機で使用するためのものである装置。
【請求項２０】
請求項１８記載の装置において、前記シーケンス生成器が複数のシーケンスを生成し、前記複数のシーケンスのうちの少なくとも１つがラテン方格に基づくシーケンスである装置。
【請求項２１】
請求項２０記載の装置において、前記生成したシーケンスが、
【数２１】
0004593767.tif 000034
の形式で表され、前記ラテン方格に基づくシーケンスが、
【数２２】
0004593767.tif 000035
に従って生成され、ここで、ｐ、ａおよびｓiは整数であり、ｐは素数または素数の冪であり、Ｂは周波数帯域であり、ｋはドエルタイム間隔指数であり、前記ラテン方格に基づくシーケンスの周期がｐである装置。
【請求項２２】
請求項１８記載の装置において、前記シーケンス生成器が複数のシーケンスを生成し、前記複数のシーケンスのうちの少なくとも１つがラテン立方体に基づくシーケンスである装置。
【請求項２３】
請求項２２記載の装置において、前記生成したシーケンスが、
【数２３】
0004593767.tif 000036
の形式で表され、前記ラテン立方体に基づくシーケンスが、
【数２４】
0004593767.tif 000037
に従って生成され、ここで、ｐ、ａおよびｓiは整数であり、ｐは素数または素数の冪であり、Ｂは周波数帯域であり、
【数２５】
0004593767.tif 000038
は、
【数２６】
0004593767.tif 000039
より小さい最大の整数であり、ｋはドエルタイム間隔指数であり、前記ラテン立方体に基づくシーケンスの周期がｐ2である装置。
【請求項２４】
請求項１８記載の装置において、前記シーケンス生成器が複数のシーケンスを生成し、前記複数のシーケンスのうちの少なくとも１つがラテン超立方体に基づくシーケンスである装置。
【請求項２５】
請求項２４記載の装置において、前記生成したシーケンスが、
【数２７】
0004593767.tif 000040
の形式で表され、前記ラテン超立方体に基づくシーケンスが、
【数２８】
0004593767.tif 000041
に従って生成され、ここで、ｐ、ａおよびｓiは整数であり、ｐは素数または素数の冪であり、Ｂは周波数帯域であり、
【数２９】
0004593767.tif 000042
は、
【数３０】
0004593767.tif 000043
より小さい最大の整数であり、ｋはドエルタイム間隔指数であり、前記ラテン超立方体に基づくシーケンスの周期がｐi-1である装置。
【請求項２６】
請求項１７記載の装置において、前記生成したシーケンスおよび前記シーケンスの割り当てに基づいて、前記タイムスロットベースで、ユーザに対する少なくとも１つの入力トーンシーケンスを識別するトーン識別器をさらに具備する装置。
【請求項２７】
請求項２６記載の装置において、前記装置がＯＦＤＭ受信機で使用するためのものである装置。
【請求項２８】
請求項２６記載の装置において、前記シーケンス生成器が複数のシーケンスを生成し、前記複数のシーケンスのうちの少なくとも１つがラテン方格に基づくシーケンスである装置。
【請求項２９】
請求項２８記載の装置において、前記生成したシーケンスが、
【数３１】
0004593767.tif 000044
の形式で表され、前記ラテン方格に基づくシーケンスが、
【数３２】
0004593767.tif 000045
に従って生成され、ここで、ｐ、ａおよびｓiは整数であり、ｐは素数または素数の冪であり、Ｂは周波数帯域であり、ｋはドエルタイム間隔指数であり、前記ラテン方格に基づくシーケンスの周期がｐである装置。
【請求項３０】
請求項２６記載の装置において、前記シーケンス生成器が複数のシーケンスを生成し、前記複数のシーケンスのうちの少なくとも１つがラテン立方体に基づくシーケンスである装置。
【請求項３１】
請求項３０記載の装置において、前記生成したシーケンスが、
【数３３】
0004593767.tif 000046
の形式で表され、前記ラテン立方体に基づくシーケンスが、
【数３４】
0004593767.tif 000047
に従って生成され、ここで、ｐ、ａおよびｓiは整数であり、ｐは素数または素数の冪であり、Ｂは周波数帯域であり、
【数３５】
0004593767.tif 000048
は、
【数３６】
0004593767.tif 000049
より小さい最大の整数であり、ｋはドエルタイム間隔指数であり、ラテン立方体に基づくシーケンスの周期がｐ2である装置。
【請求項３２】
請求項２６記載の装置において、前記シーケンス生成器が複数のシーケンスを生成し、前記複数のシーケンスのうちの少なくとも１つがラテン超立方体に基づくシーケンスである装置。
【請求項３３】
請求項３２記載の装置において、前記生成したシーケンスが、
【数３７】
0004593767.tif 000050
の形式で表され、前記ラテン超立方体に基づくシーケンスが、
【数３８】
0004593767.tif 000051
に従って生成され、ここで、ｐ、ａおよびｓiは整数であり、ｐは素数または素数の冪であり、Ｂは周波数帯域であり、
【数３９】
0004593767.tif 000052
は、
【数４０】
0004593767.tif 000053
より小さい最大の整数であり、ｋはドエルタイム間隔指数であり、ラテン超立方体に基づくシーケンスの周期がｐi-1である装置。
【請求項３４】
直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）ベースのスペクトル拡散多重アクセス無線システム中で使用するトランシーバにおいて、
送信機と、
受信機とを具備し、
前記送信機が、
シーケンスを生成する第１のシーケンス生成器と、
タイムスロットベースで、前記第１のシーケンス生成器により生成された前記シーケンスが変わるように、前記タイムスロットベースで、前記シーケンスを割り当てる第１のシーケンス割当器と、
前記第１のシーケンス生成器により生成された前記シーケンスおよび前記第１のシーケンス割当器による前記シーケンスの割り当てに基づいて、前記タイムスロットベースで、少なくとも１つのトーンシーケンスをユーザに割り当てるトーン割当器とを備え、
前記受信機が、
シーケンスを生成する第２のシーケンス生成器と、
タイムスロットベースで、前記第２のシーケンス生成器により生成された前記シーケンスが変わるように、前記タイムスロットベースで、前記シーケンスを割り当てる第２のシーケンス割当器と、
前記第２のシーケンス生成器により生成された前記シーケンスおよび前記第２のシーケンス割当器による前記シーケンスの割り当てに基づいて、前記タイムスロットベースで、ユーザに対する少なくとも１つの入力トーンシーケンスを識別するトーン識別器とを備え、
前記シーケンスはタイムスロットの持続時間に対して割り当てられ、
各タイムスロットは予め定められた数のドエルタイム間隔を含み、各ドエルタイム間隔は複数の記号期間を含む予め定められた持続期間を有し、各ドエルタイム間隔では１組の１以上のトーンが持続しているトランシーバ。
【請求項３５】
請求項３４記載のトランシーバにおいて、前記シーケンスが、１つのタイムスロットの持続時間中に、前記第１および第２のシーケンス割当器により割り当てられるトランシーバ。
【請求項３６】
請求項３４記載のトランシーバにおいて、前記第１および第２のシーケンス生成器のそれぞれが複数のシーケンスを生成し、前記複数のシーケンスのうちの少なくとも１つがラテン方格に基づくシーケンスであるトランシーバ。
【請求項３７】
請求項３６記載のトランシーバにおいて、前記生成したシーケンスが、
【数４１】
0004593767.tif 000054
の形式で表され、前記ラテン方格に基づくシーケンスが、
【数４２】
0004593767.tif 000055
に従って生成され、ここで、ｐ、ａおよびｓiは整数であり、ｐは素数または素数の冪であり、ｋはドエルタイム間隔指数であり、ラテン方格に基づくシーケンスの周期がｐであるトランシーバ。
【請求項３８】
請求項３４記載のトランシーバにおいて、前記第１および第２のシーケンス生成器のそれぞれが複数のシーケンスを生成し、前記複数のシーケンスのうちの少なくとも１つがラテン立方体に基づくシーケンスであるトランシーバ。
【請求項３９】
請求項３８記載のトランシーバにおいて、前記生成したシーケンスが、
【数４３】
0004593767.tif 000056
の形式で表され、前記ラテン立方体に基づくシーケンスが、
【数４４】
0004593767.tif 000057
に従って生成され、ここで、ｐ、ａおよびｓiは整数であり、ｐは素数または素数の冪であり、
【数４５】
0004593767.tif 000058
は、
【数４６】
0004593767.tif 000059
より小さい最大の整数であり、ｋはドエルタイム間隔指数であり、ラテン立方体に基づくシーケンスの周期がｐ2であるトランシーバ。
【請求項４０】
請求項３４記載のトランシーバにおいて、前記第１および第２のシーケンス生成器のそれぞれが複数のシーケンスを生成し、前記複数のシーケンスのうちの少なくとも１つがラテン超立方体に基づくシーケンスであるトランシーバ。
【請求項４１】
請求項４０記載のトランシーバにおいて、前記生成したシーケンスが、
【数４７】
0004593767.tif 000060
の形式で表され、前記ラテン超立方体に基づくシーケンスが、
【数４８】
0004593767.tif 000061
に従って生成され、ここで、ｐ、ａおよびｓiは整数であり、ｐは素数または素数の冪であり、
【数４９】
0004593767.tif 000062
は、
【数５０】
0004593767.tif 000063
より小さい最大の整数であり、ｋはドエルタイム間隔指数であり、ラテン超立方体に基づくシーケンスの周期がｐi-1であるトランシーバ。
【請求項４２】
直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）ベースのスペクトル拡散多重アクセス無線システムを使用する方法において、
シーケンスを生成することと、
タイムスロットベースで、前記シーケンスが変わるように、前記タイムスロットベースで、前記シーケンスを割り当てることと、
前記生成したシーケンスおよび前記シーケンスの割り当てに基づいて、前記タイムスロットベースで、少なくとも１つのトーンシーケンスをユーザに割り当てることとを含み、
前記シーケンスはタイムスロットの持続時間に対して割り当てられ、
各タイムスロットは予め定められた数のドエルタイム間隔を含み、各ドエルタイム間隔は複数の記号期間を含む予め定められた持続期間を有し、各ドエルタイム間隔では１組の１以上のトーンが持続している方法。
【請求項４３】
請求項４２記載の方法において、前記少なくとも１つの割り当てられたトーンシーケンスのトーン上で送信するようにＯＦＤＭ送信機を動作させることをさらに含む方法。
【請求項４４】
請求項４２記載の方法において、前記シーケンスを生成することが、複数のシーケンスを生成させるようにシーケンス生成器を動作させることを含み、前記複数のシーケンスのうちの少なくとも１つがラテン方格に基づくシーケンスである方法。
【請求項４５】
請求項４４記載の方法において、シーケンスを生成することが、
【数５１】
0004593767.tif 000064
の形式のシーケンスを生成することを含み、前記ラテン方格に基づくシーケンスが、
【数５２】
0004593767.tif 000065
に従って生成され、ここで、ｐ、ａおよびｓiは整数であり、ｐは素数または素数の羃であり、ｋはドエルタイム間隔指数であり、前記ラテン方格に基づくシーケンスの周期がｐである方法。
【請求項４６】
請求項４２記載の方法において、前記シーケンスを生成することが、複数のシーケンスを生成させるようにシーケンス生成器を動作させることを含み、前記複数のシーケンスのうちの少なくとも１つがラテン立方体に基づくシーケンスである方法。
【請求項４７】
請求項４６記載の方法において、前記シーケンスを生成することが、
【数５３】
0004593767.tif 000066
の形式のシーケンスを生成することを含み、前記ラテン立方体に基づくシーケンスが、
【数５４】
0004593767.tif 000067
に従って生成され、ここで、ｐ、ａおよびｓiは整数であり、ｐは素数または素数の羃であり、
【数５５】
0004593767.tif 000068
は、
【数５６】
0004593767.tif 000069
より小さい最大の整数であり、ｋはドエルタイム間隔指数であり、前記ラテン立方体に基づくシーケンスの周期がｐ2である方法。
【請求項４８】
請求項４２記載の方法において、前記シーケンスを生成することが、複数のシーケンスを生成させるようにシーケンス生成器を動作させることを含み、前記複数のシーケンスのうちの少なくとも１つがラテン超立方体に基づくシーケンスである方法。
【請求項４９】
請求項４８記載の方法において、前記生成したシーケンスが、
【数５７】
0004593767.tif 000070
の形式で表され、前記ラテン超立方体に基づくシーケンスが、
【数５８】
0004593767.tif 000071
に従って生成され、ここで、ｐ、ａおよびｓiは整数であり、ｐは素数または素数の羃であり、
【数５９】
0004593767.tif 000072
は、
【数６０】
0004593767.tif 000073
より小さい最大の整数であり、ｋはドエルタイム間隔指数であり、前記ラテン超立方体に基づくシーケンスの周期がｐi-1である方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信システムに関し、特にスペクトル拡散多重アクセスに基づく直交周波数分割多重方式を使用する無線および他の通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
＜関連出願＞
米国特許出願第０９／２６７，４７１号は、１９９９年３月１１日に出願された。
適正なサービスを受けることができるユーザの数を最大限度まで増やし、また、データ・サービスを行う場合には、データ伝送速度を最大限度まで増大するためには、無線通信システムをできるだけ効率的にすることが重要である。無線通信システムは、通常、媒体システムにより共有される、すなわち、無線システムのすべてのユーザにより共有される固定の利用可能な帯域幅がある。このような無線通信システムは、多くの場合、カバーされている地域が、個々のセルに分割されていて、各セルが基地局からのサービスを受ける、いわゆる、「セルラー」通信システムとして実行される。
【０００３】
セルラー無線通信システムにとって必要な機能は、セル間の干渉をできるだけ少なくすることであり、隣接するセル内のすべてのユーザに対するセル間の干渉を平均化することであることは当業者にとっては周知のことである。
１９９６年８月２０日付の、ブラジャル他の米国特許第５，５４８，５８２号が、このようなある周知のシステムを開示している。ブラジャル他の装置は、無線通信システムで使用されるスペクトル拡散多重アクセスに基づく、通常の広帯域直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、バラジャル他の装置は、セルラー通信システムで使用するには最適なものではなく、周波数ホッピング・パターン、トーン割当てまたは帯域幅再利用を最適化する方法を記載してもいないし、開示してもいないし、示唆してもいない。
【０００５】
さらに最近になって、ブラジャル他が開示している装置に類似の装置の問題および制限を克服するために、種々の試みが行われてきた。１９９９年３月１１日付であり、本米国特許出願の譲受人に譲渡された、ラロイア他の米国特許出願第０９／２６７，４７１号は、上記の試みの一つを開示している。ラロイア他の出願が開示している無線セルラー通信システムは、多くの用途で満足できる動作をするが、特定の周波数ホッピング・シーケンスを使用しなければならないという制限がある。従って、干渉を最低限度まで低減することができないし、データ通信用途の場合に、サービスの質を最適化することができない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
シーケンスを発生して、そのシーケンスをタイムスロット・ベースで割り当てるために、シーケンス・ゼネレータ（生成装置）とシーケンス割当装置との一意の組合せを有利に使用することにより、従来の周知の周波数ホッピング装置の種々の問題および制限を克服することができる。送信機の場合には、シーケンス・ゼネレータおよびシーケンス割当装置は、ユーザのトーン割当装置と組み合せて、トーン・シーケンスを発生し、タイムスロット・ベースで、それをユーザに割り当てるために使用される。受信機の場合には、シーケンス・ゼネレータおよびシーケンス割当装置は、ユーザ・トーン識別装置と組み合せてシーケンスを発生し、シーケンス割当装置が割り当てたシーケンスに従って、タイムスロット・ベースで、ユーザへの入力トーン・シーケンスを識別するために使用される。
【０００７】
より詳細に説明すると、一つのタイムスロット内でのシーケンス割当は、特定のユーザに対して、指定の複数のシーケンスが割り当てらるという方法で行われる。タスクをこのように分割すると、必要な特性の干渉および周波数ダイバーシティを持つシーケンスを発生するシーケンス・ゼネレータを容易に使用することができ、一人またはそれ以上のユーザ間でのこれらのシーケンスを正しく割り当てるタスクをシーケンス割当装置に任せておくことができる。シーケンス割当装置は、一人またはそれ以上のユーザに対する干渉特性および周波数ダイバーシティ特性が保存されるように機能し、この機能は、それらが前に割り当てられたシーケンスに、最大限度重畳するような方法でシーケンスを割り当てることによりさらに容易に実行することができる。
【０００８】
本発明のある実施形態の場合には、ラテン方格をベースとするシーケンスが第一の指定のプロセスにより発生する。
【０００９】
本発明の第二の実施形態の場合には、ラテン立方体をベースとするシーケンスが第二の指定のプロセスにより発生する。
【００１０】
本発明の第三の実施形態の場合には、指定の大きさのラテン超立方体をベースとするシーケンスが第三の指定のプロセスにより発生する。
【００１１】
本発明のさらに他の実施形態の場合には、周波数帯域ホッピングを実行するために、本発明の原理が使用される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
要するに、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）システムは、複数のユーザから同時に、データを送信するために、指定の周波数帯域幅内で直交トーンを使用する。より詳細に説明すると、記号送信用に使用することができる任意の特定の記号周期Ｔに対して、また指定の帯域幅Ｗに対して使用することができる直交トーンの数ＮはＷＴである。直交トーン間の間隔はρ＝１／Ｔである。
【００１３】
図１は、指定の帯域幅で、指定の複数のトーンが発生する周波数領域である。この例の場合には、帯域幅Ｗは、Ｎ個のトーンすべてを発生するために使用される。すなわち、ｉ＝１，．．．Ｎである。トーン間の間隔は、ρ＝１／Ｔである。この場合、ＴはＯＦＤＭ記号の持続時間である。本発明のこの実施形態で使用されるトーンは、狭帯域システム用に発生したものとは異なる方法で発生することに留意されたい。より詳細に説明すると、狭帯域システムの場合には、各トーンからのエネルギーは、トーン周波数の近くに中心を持つ狭帯域内に厳重に収容される。一方、広帯域システムであるＯＦＤＭシステムの場合には、特定のトーンのところのエネルギーは、全帯域幅Ｗ内に漏洩することができる。しかし、トーンは相互に干渉しないようになっている。
【００１４】
図２は、記号周期Ｔ内のトーンｆiの時間領域である。ここでも、各記号周期Ｔ内においては、各トーンにより、データをほぼ同時に送信することができることに留意されたい。
【００１５】
図３は、本発明のある実施形態を含むＯＦＤＭ送信３００の詳細を示す簡単なブロック図である。より詳細に説明すると、この図は、シーケンス・ゼネレータ３０１、シーケンス割当装置３０２、ユーザ・トーン割当装置３０３、およびユーザ・ビット−波形マッパー３０４を示す。ユーザ・ビットｂiは、入力ターミナル３０５を通して、ユーザ・ビット−波形マッパー３０４に供給され、そこで、ユーザ・ビットは、トーン｛ｆ1，．．．ｆi，．．．ｆm｝により、Σｃiｅj2πfitで表わされる波形にマッピングされ、この波形はアンテナ３０６に送られ、送信される。
【００１６】
【外１６】
0004593767.tif 000002
【００１７】
【外１７】
0004593767.tif 000003
ここで、ｐ、ａおよびｓiは整数であり、ｐは素数または素数の冪であり、ｋはドエルタイム間隔指数であり、ラテン方格シーケンスの周期はｐである。
【００１８】
【外１８】
0004593767.tif 000004
【００１９】
【外１９】
0004593767.tif 000005
発生したシーケンスｓiは、入力として、ユーザ・トーン割当装置３０３に供給される。
【００２０】
シーケンス割当装置３０２は、タイムスロットの持続時間の間、すなわち、ＴSLOTの間、ユーザにシーケンスを割り当てる。各タイムスロットＴSLOTは、ｄ個のドエルタイム間隔を含み、各ドエルタイム間隔の持続時間はＴdであり、各ドエル間隔は、それぞれの持続時間がＴであるｙ個の記号を含む。それ故、Ｔd＝ｙ・Ｔであり、ＴSLOT＝ｄ・Ｔdである。また、ＴSLOTが、ドエルタイム間隔ｋからｋ＋ｄ−１を含むことに留意されたい。ここで、ｋはドエルタイム間隔指数である。各ドエルタイム間隔は、一つまたはそれ以上の指定のトーンを含むことができる。さらに、異なるユーザのトーンは、一つのセル内で衝突しないことに留意されたい。図５はその様子をハッキリと示す。この図は、トーン・シーケンスの割当てを示すグラフである。図６は、一つのタイムスロットに対するシーケンス割当てを示すグラフである。図５の場合には、第一のユーザに割り当てられたトーンは、実線で示してあり、ｍ1で表示されていて、一方、第二のユーザに割り当てられたトーンは、点線で示してあり、ｍ2で表示されていることに留意されたい。
【外２０】
0004593767.tif 000006
ここで、ｉ＝１，．．．ｍ1である。
【００２１】
図７は、複数のタイムスロットに対するシーケンス割当てのグラフである。ｊ番目のタイムスロット内のシーケンス割当ては、Φj＝｛ｓj,1，ｓj,2，．．．ｓj,mj｝である。この場合、ｍjシーケンスは、図７に示すように割り当てられる。
【外２１】
0004593767.tif 000007
より詳細に説明すると、図７は、タイムスロット１に対するＳm1＝ｓ1,1，．．．ｓ1,m1シーケンス、タイムスロットｊに対するＳmj＝ｓj,1，．．．ｓj,mjシーケンスを示す。現在のシーケンス割当ては、前のシーケンス割当てとの重畳が最も大きくなるようになっている。このような配置により、一人またはそれ以上のユーザに対する干渉および周波数ダイバーシティを容易に良好なものにすることができる。最大の重畳状態を容易に実現するために、シーケンスの同じ組の割当てを受けたい複数のユーザがいる場合には、タイ・ブレーカとして機能するように、基地局からのユーザの距離のような他の基準を内蔵させなければならない。現在の基地局からさらに離れたユーザは、現在の基地局に近いユーザよりも、隣接する基地局内の信号に対してより大きな干渉を起こす可能性が高いという観点から、割当ての際に優先権が認められる。
【００２２】
シーケンス割当装置３０２からのシーケンス割当て出力は、他の入力としてユーザのトーン割当装置３０３に送られる。
【００２３】
【外２２】
0004593767.tif 000008
【００２４】
図８は、本発明のある実施形態を有利に使用することができる多重セル環境での周波数ホッピングである。各セルには、異なる定数が「ａ」が、割り当てられることに留意されたい。この場合、定数ａは、シーケンスの一つのグループを定義し、上記のように、ラテン方格シーケンス、ラテン立方体シーケンス、およびラテン超立方体シーケンスの特定のグループの発生の際に使用される。
【００２５】
図４は、本発明のある実施形態を含む受信機４００の詳細を示す簡単なブロック図である。その構造および機能が、図３に示し、すでに説明した素子と同じものである、受信機４００の素子については、ここでは詳細に説明しない。従って、ユーザ・トーン識別装置４０１は、特定のユーザに対するトーンのシーケンス、すなわち、トーン｛ｆ1，．．．ｆi，．．．ｆm｝を発生するために、上記のように、シーケンス・ゼネレータ３０１、およびシーケンス割当装置３０２から供給された出力に応答する。
【外２３】
0004593767.tif 000009
その後で、ユーザ・ビットｂiは、必要に応じて、使用される出力として供給される。ｃiは、例えば、遠隔送信機での、エラー修正コード化またはユーザ・ビットｂiのビット変調から発生する場合があることに留意されたい。それ故、ｃiは、エラー修正デコーダで解読するか、ビット復調装置により復調しなければならない。この場合も、上記デコーダおよび復調装置は、当業者にとって周知のものであり、波形−ユーザ・ビット・マッパー４０２の一部であると見なされる。
【００２６】
送信機３００および受信機４００は、移動ユニット、または基地局の周波数ホッピングＯＦＤＭ多重アクセス無線システムで使用するためのトランシーバを形成することに留意されたい。
【００２７】
図９は、帯域ホッピング用途で、本発明のある実施形態を有利に使用することができる送信機９００の詳細を示す簡単なブロック図である。ここでもまた、その構造および機能が、図３に示す送信機３００のものと同じものである送信機９００の素子については、類似の番号がつけてあり、詳細に説明しない。送信機３００と送信機９００との間の唯一の違いは、この例の場合には、図１１に示すように、周波数帯域Ｂ0、Ｂ1およびＢ2、すなわち、Ｂ｛０，１，２｝およびシーケンス発生プロセスを通して、シーケンス・ゼネレータ９０１を駆動するために、帯域ホッパー９０２を使用していることである。図１１は、また、各帯域幅が、ｐ個のトーンを含むこと、およびあるセルに対する帯域幅がＷcであることも示す。この例の場合には、シーケンス・ゼネレータ９０１は、いくつかのプロセスの中の一つに従ってトーン・シーケンスを発生する。
【００２８】
【外２４】
0004593767.tif 000010
【００２９】
【外２５】
0004593767.tif 000011
この場合、ｐ、ａおよびｓiは整数であり、ｐは素数または素数の冪であり、Ｂは周波数帯域幅であり、ｋはドエルタイム間隔指数であり、ラテン方格シーケンスの周期はｐである。
【００３０】
【外２６】
0004593767.tif 000012
【００３１】
【外２７】
0004593767.tif 000013
【００３２】
図１０は、帯域ホッピング用途で、本発明のある実施形態を有利に使用することができる受信機１０００の詳細を示す簡単なブロック図である。ここでもまた、その構造および機能が、図４に示す受信機４００のものと本質的に同じものである送信機１０００の素子については、類似の番号がつけてあり、詳細に説明しない。受信機４００と受信機１０００との間の唯一の違いは、この例の場合には、図１１に示すように、周波数帯域幅Ｂ0、Ｂ1およびＢ2、すなわち、Ｂ｛０，１，２｝およびシーケンス発生プロセスを通して、シーケンス・ゼネレータ９０１を駆動するために帯域ホッパー９０２を使用していることである。帯域ホッパー９０２およびシーケンス・ゼネレータ９０１の構造および機能は、図９に示し、すでに説明した構造および機能と同じものである。
【００３３】
図１２は、ホッピング・セルラー・システムの一例である。簡単な例として、セルａ1の周波数帯域幅が、周波数帯域幅Ｂ0、Ｂ1およびＢ2から、それぞれ、Ｂ1、Ｂ2およびＢ0になるような帯域幅ホッピング・セルラー・システムの次の例について考えてみよう。例えば、セルａ3、ａ7においては、周波数帯域幅は、周波数帯域幅Ｂ0、Ｂ1およびＢ2が、それぞれ、Ｂ1、Ｂ2およびＢ0になるように回転する。従って、セルの近辺においては、周波数帯域幅の衝突は起こらない。
【００３４】
ここでもまた、送信機９００および受信機１０００は、移動ユニット、または基地局の帯域ホッピングＯＦＤＭ多重アクセス無線システムで使用するためのトランシーバを形成することに留意されたい。
【００３５】
もちろん、上記実施形態は、本発明の原理を単に説明するためのものに過ぎない。事実、当業者であれば、本発明の精神および範囲から逸脱することなしに、多数の他の方法および装置を案出することができよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】指定の複数のトーンが指定の帯域幅で発生する周波数領域を示す図である。
【図２】トーンｆiの時間領域を示す図である。
【図３】本発明のある実施形態を含む送信機の詳細を示す簡単なブロック図である。
【図４】本発明のある実施形態を含む受信機の詳細を示す簡単なブロック図である。
【図５】トーン・シーケンスの割当てを示すグラフの図である。
【図６】タイムスロットに対するシーケンス割当てを示すグラフの図である。
【図７】複数のタイムスロットに対するシーケンス割当てのグラフの図である。
【図８】本発明を有利に使用することができる多重セルを示す図である。
【図９】帯域ホッピング用途において、本発明のある実施形態を有利に使用する送信機の詳細を示す簡単なブロック図である。
【図１０】帯域ホッピング用途において、本発明のある実施形態を有利に使用する受信機の詳細を示す簡単なブロック図である。
【図１１】それぞれが、複数のトーンを含む複数の周波数帯域を示す図である。
【図１２】帯域ホッピング・セルラー・システムの一例を示す図である。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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