(57)【要約】ＩおよびＱを有し変調されるデータ・ビットのサンプルを、ルックアップ・テーブルに格納し、変調、拡散、オーバ・サンプリング、およびフィルタリングを行うことにより、送信機の速度を向上させる方法。ビットＩおよびＱは差分変調され、差分変調に基づいてテーブルがインデックス付けされる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送のためのシンボルを形成するデータ・ビット・ストリームの差分変調、拡散、オーバ・サンプリング、およびフィルタリングを行う方法であって、該方法は、
前のシンボルＳｉ−１のＩｉ−１およびＱｉ−１に対する差分変調を使用して、各シンボルＳｉについてＩｉおよびＱｉを決定することと、
Ｉｉ−１／Ｑｉ−１、Ｉｉ／Ｑｉ、およびＳｉのうち２つを使用してＩについての行列の１行にインデックス付けを行い、前記インデックス付き行中に、拡散、オーバ・サンプリング、およびフィルタリングされたＩｉの出力としてサンプルを提供することと、
Ｉｉ−１／Ｑｉ−１、Ｉｉ／Ｑｉ、およびＳｉのうち２つを使用してＱについての行列の１行にインデックス付けを行い、前記インデックス付き行中に、拡散、オーバ・サンプリング、およびフィルタリングされたＱｉの出力としてサンプルを提供することとを含む方法。
【請求項２】
前記行列が、Ｉｉ−１／Ｑｉ−１、Ｉｉ／Ｑｉ、およびＳｉのうち２つの値の可能な組合せの数に等しいｎ行を有し、拡散因子とオーバ・サンプリング因子の積に等しいｍ列を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記方法を実施する前に、前記拡散、オーバ・サンプリング、およびフィルタリングを決定し、その結果を前記行列の行に格納することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ＩｉＱｉを決定することが、前記前のＩｉ−１Ｑｉ−１、および現在の前記Ｓｉによってインデックス付けされたルックアップ・テーブルを使用する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ＩｉＱｉを決定することが、前記ＩおよびＱの行列のインデックス付けに対して、順次、並列、および同時のうちの１つで行われる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ルックアップ・テーブルは、前記ＩおよびＱの行列のうち１つの部分であり、前記行列に対する前記インデックスは、前記前のＩｉ−１Ｑｉ−１、および前記現在のシンボルＳｉである、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記ＩｉＱｉを決定することが、前記ＩおよびＱの行列のインデックス付けに対して、順次、並列、および同時のうちの１つで行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記決定することが、ＢＰＳＫ差分変調とＱＰＳＫ差分変調のうち一方を使用する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ＩおよびＱの出力を、ＲＦ変調し送信することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記方法が８０２．１１プロトコル標準の伝送において実施される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法を実施するための手段を含む信号送信機。
【請求項１２】
シンボルを形成するデータ・ビット・ストリームを送信する方法であって、
各シンボルについてＩおよびＱを決定することと、
前記ＩおよびＱを使用して行列にインデックス付けし、拡散、オーバ・サンプリング、およびフィルタリングされた前記ＩおよびＱの出力サンプルを提供することと、
ＩおよびＱの前記出力サンプルをＲＦ変調することと、
前記ＲＦ変調されたＩおよびＱを送信することとを含む方法。
【請求項１３】
Ｉについての行列、およびＱについての行列が、現在のシンボルＳｉ、現在のＩｉ、Ｑｉ、および前のＩｉ−１、Ｑｉ−１のうち２つを使用してインデックス付けされる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＩおよびＱを決定することが、前のシンボルＳｉ−１に対する前記現在のシンボルＳｉの差分変調を使用する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記行列は、前記前のＩｉ−１、Ｑｉ−１、前記現在のＩｉ、Ｑｉ、および前記現在のシンボルＳｉのうち２つの値の可能な組合せの数と等しいｎ行、ならびに、拡散因子とオーバ・サンプリング因子の積に等しいｍ列を有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記ＩおよびＱを決定することが、前記ＩＱ行列のインデックス付けに対して、順次、並列、および同時のうちの１つで行われる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
サンプルＳｉを形成するデータ・ビット・ストリームを処理するための行列であって、各サンプルは、送信のためにＩｉおよびＱｉに変調され、各ＩおよびＱ行列は、
前記Ｉｉ、Ｑｉの値の可能な組合せと等しいｎ行と、
拡散因子とオーバ・サンプリング因子の積に等しいｍ行とを含み、
各行は、拡散、オーバ・サンプリング、およびフィルタリングされたＩｉ、Ｑｉに対応するサンプル値を含む行列。
【請求項１８】
前記変調されたＩ、Ｑは、前のＩｉ−１、Ｑｉ−１に対する現在のＩｉ、Ｑｉの差分変調であり、前記ｎ行は、前記前のＩｉ−１、Ｑｉ−１、前記現在のＩｉ、Ｑｉ、および現在の前記Ｓｉのうち２つの値の可能な組合せの数に等しい、請求項１７に記載の行列。
【請求項１９】
各行に追加の列として前記現在のＩｉ、Ｑｉを含み、前記行は、前記前のＩｉ−１、Ｑｉ−１、および前記現在のシンボルＳｉによってインデックス付けされる、請求項１８に記載の行列。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般にネットワークにおけるデータの送信機に関し、より詳細には、たとえば広域ネットワーク（ＬＡＮ）における無線通信用の改良型の伝送方式に関する。
【０００２】
本発明は、無線通信、より詳細にはＩＥＥＥ標準８０２．１１と関連して記述されるが、この原理はまた、データの変調、拡散、およびオーバ・サンプリングなどが関与する他の伝送方式にも適用される。
【背景技術】
【０００３】
ＩＥＥＥ標準８０２．１１（無線ＬＡＮメディア・アクセス制御（ＭＡＣ）および物理層（ＰＨＹ）仕様）は、無線ＬＡＮ通信のための標準プロトコルである。その物理層は送信機においてパケットのベースバンド信号への符号化および変調を担当する。図１に示すように、あるパケットのビット・シーケンスが与えられると、物理層では以下のことが行われる。
【０００４】
１．１０では、ビットまたはシンボル（ＤＢＰＳＫの場合はシンボルについて１ビット、ＤＱＰＳＫの場合はシンボルについて２ビット）を、（１ｍｂｐｓでは）ＤＢＰＳＫ、（２ｍｂｐｓでは）ＤＱＰＳＫ、または他の変調システムを用いて変調して、一連の（Ｉ，Ｑ）ペアを得る。
２．１２では、バーカー（Ｂａｒｋｅｒ）シーケンスによってＩおよびＱを拡散して、各ＩおよびＱビットごとに１１チップを得る。
３．１４では、ＭのファクタたとえばＭ＝４によって各チップをオーバ・サンプリングし、一連のＩのサンプルおよびＱのサンプルを得る。
４．ＩおよびＱのサンプルを、パルス波形フィルタ１６に供給する。
５．フィルタリングされたＩおよびＱサンプルを、ＲＦ変調器１８に送る。
６．ＲＦ変調されたＩおよびＱサンプルを送信する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この各工程は必要であるが時間のかかるものである。より効率的な方式で上記の工程の任意または複数の工程を組み合わせ、または実装することにより、送信機の通信速度が向上する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本方法では、１つまたは複数のルックアップ・テーブルを使用して工程１、２、３、４を実施し、それにより処理時間を大幅に減少させる。本発明は、Ｉｉ−１およびＱｉ−１を有する前のシンボルＳｉ−１に対する差分変調を使用して各シンボルＳｉについてＩｉおよびＱｉを決定することを含む、伝送のためのシンボルを形成するビット・ストリームの差分変調、拡散、オーバ・サンプリング、およびフィルタリングを行う方法である。Ｉについての行列の行は、Ｉｉ−１／Ｑｉ−１、Ｉｉ／Ｑｉ、およびＳｉのうち２つを使用してインデックス付けされ、拡散、オーバ・サンプリング、およびフィルタリングされたＩｉの出力として、インデックス付けされた行中にサンプルを提供する。また、Ｑについての行列の行は、Ｉｉ−１／Ｑｉ−１、Ｉｉ／Ｑｉ、およびＳｉのうち２つを使用してインデックス付けされ、拡散、オーバ・サンプリング、およびフィルタリングされたＱｉの出力として、インデックス付けされた行中にサンプルを提供する。ＩｉおよびＱｉに対するそれらの値は次いでＲＦ変調され送信される。
【０００７】
ＩおよびＱを決定することは、差動位相変調（ＤＰＳＫ）、２相位相変調（ＢＰＳＫ）、４相位相変調（ＱＰＳＫ）のうち１つまたは複数を使用することを含む。Ｉｉ、Ｑｉを決定する方法では、前のＩｉ−１Ｑｉ−１、および現在のシンボルＳｉによってインデックス付けされたルックアップ・テーブルが使用される。ＩｉＱｉを決定する方法は、ＩおよびＱ行列のインデックス付けに対して、順次、並列、および同時のうちの１つで実施される。
【０００８】
この行列は、前のＩｉ−１、Ｑｉ−１、現在のＩｉ、Ｑｉ、および現在のシンボルＳｉのうち２つの値の可能な組合せの数と等しいｎ行、ならびに、拡散因子とオーバ・サンプリング因子の積に等しいｍ列を有する。この方法を実施する前に、拡散、オーバ・サンプリング、およびフィルタリングが決定され、行列の行に格納される。
【０００９】
本発明はまた、シンボルを形成するデータ・ビット・ストリームを送信する方法に関し、シンボルごとにＩおよびＱを決定することを含む。行列は、拡散、オーバ・サンプリング、およびフィルタリングされたＩおよびＱの出力を提供するためにＩおよびＱを使用してインデックス付けされる。この出力は、ＲＦ変調され送信される。現在のシンボルＳｉ、現在のＩｉ、Ｑｉ、および前のＩｉ−１、Ｑｉ−１のうち２つの使用して、Ｉについての行列およびＱについての行列がインデックス付けされる。前のシンボルＳｉ−１に対する現在のシンボルＳｉの差分変調を使用して、ＩおよびＱを決定する。
【００１０】
本発明はまた、Ｉｉ、Ｑｉの値の可能な組合せと等しいｎ行、および拡散因子とオーバ・サンプリング因子の積に等しいｍ列を有する、行列それ自体に関する。各行は、拡散、オーバ・サンプリング、およびフィルタリングされたサンプルＩ、Ｑに対応する値を含む。変調されたＩ、Ｑは、前のＩｉ−１、Ｑｉ−１に対する現在のＩｉ、Ｑｉについて差分変調したものであり、ｎ行は、前のＩｉ−１、Ｑｉ−１、現在のＩｉ、Ｑｉ、および現在のシンボルＳｉのうち２つの値の可能な組合せに等しい。
【００１１】
本発明の上記および他の態様は、添付の図面と併せて検討すると、本発明の下記の詳細な説明から明らかになろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、拡散、オーバ・サンプリング、およびパルス波形フィルタリング工程１、２、３、４の実装形態に関する。本発明の方法では、出力ＩおよびＱのサンプルは、入力ビット・パターンに関連するサイズ１１Ｍ（たとえばＭ＝４では４４）のいくつかの既知のサンプル・セグメントの組合せであることを利用する。この方法では、これらの既知の拡散、サンプリング、フィルタリングされたセグメントが、事前に計算され、図２に示すテーブル２２内に置かれる。データ伝送の間に、送信機は、２０でシンボルＳを形成する入力データ・ビットをＩおよびＱに変調し、テーブル２２から適切なサンプル・セグメントのサンプルＩ、Ｑを選択し、それらをＲＦ変調器１８に送り、送信を行う。また、データまたはシンボルの変調は既知のものであり、その可能な組合せは、事前に計算されルックアップ・テーブル２０に格納される。図２は、セグメントの変調、拡散、サンプリング、およびフィルタリングの直列処理を示しているが、図３に示すように２つの処理を並列に実行することも、また図４に示すように同時に実行することもできる。
【００１３】
テーブル参照に基づく手法は、８０２．１１層の送信機の速度を著しく改善する。
【００１４】
一連の情報ビット、たとえば｛０  １  １  ０  １  １  ０  ０  ・・・｝が、ＳＴＤ８０２．１１のメディア・アクセス制御（ＭＡＣ）層から来ると想定する。１ｍｂｐｓの場合、１つのシンボルは１ビットからなり、２ｍｂｐｓの場合、１つのシンボルは２ビットからなる。各シンボルは、前のシンボルをマップしている（Ｉ，Ｑ）に基づいて、ＩとＱのペアにマップされるが（ただしＩおよびＱは、１または−１）、これは（ＤＢＰＳＫおよびＤＱＰＳＫを含めた）差分変調の重要な特徴である。
【００１５】
１ｍｂｐｓの場合の差分変調（ＢＰＳＫ）を用いて例を説明する。情報ビット・シーケンス｛０  １  １  ０  １  １  ０  ０  ・・・｝を参照されたい。この最初のシンボル０が、（Ｉ，Ｑ）＝（１，−１）にマップされた場合、２番目のシンボル１は、（Ｉ，Ｑ）＝（−１，１）にマップされる（１８０度回転する）。２番目のシンボルが０の場合、マップされる（Ｉ，Ｑ）は、前のマッピングたとえば（１，−１）と同じになる。つまり、現在のシンボル１では、前の（Ｉ，Ｑ）を回転し、現在のシンボル０では、前の（Ｉ，Ｑ）を維持する。表１は、Ｉ、Ｑのすべての値についてのルックアップ・テーブル２０を示す。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
Ｉ、Ｑについて２つの可能な状態が既知の場合、表１は２つの行だけを有することになる。この例では、それは最初の２つの行となる。
ＱＰＳＫでは、Ｉ、Ｑは、９０度の回転によってマップされる２ビットである。表２は、Ｉ、Ｑのすべての値についてのルックアップ・テーブル２０を示す。
【００１８】
【表２】
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【００１９】
他の差分変調方式を利用することもできることに留意されたい。
【００２０】
差分変調の原理に基づいて、（Ｉ，Ｑ）ペアの受信機が、２つの連続した（Ｉ，Ｑ）ペアを比較することによって、もとのシンボルまたはビットを決定することができる。
【００２１】
したがって、直前（Ｉｉ−１，Ｑｉ−１）のマッピング、および現在のシンボルＳｉが与えられると、Ｓｉに対応するパルス波形フィルタの出力のサンプルＩｉ、Ｑｉが分かる。これは、拡散シーケンス、オーバ・サンプリング因子、および波形フィルタのタップが分かるからである。
【００２２】
上記の推論に基づいて、拡散、サンプリング、およびフィルタリング後の２つの連続したＩおよびＱのすべての可能な組合せに関連するパルス波形フィルタの出力が計算される。たとえば、一方はＩに関しもう一方はＱに関する２つのルックアップ・テーブルつまり行列２２が作成される。また、ＩおよびＱビットについての単一のルックアップ・テーブルを異なるインデックス付けによって作成することもできる。
【００２３】
ＩおよびＱルックアップ・テーブル２２はそれぞれ、ｎ行およびｍ列を有し、ｎは、Ｉｉ−１／Ｑｉ−１、Ｉｉ／Ｑｉ、およびＳｉのうち２つの値の可能な組合せの数であり、ｍは、あるシンボルと関連するパルス波形フィルタの出力の数であり、これは拡散因子とオーバ・サンプリング因子の積（この例では、すなわちｍ＝４４  １６ビット・サンプル）である。ＢＰＳＫでは、ＩまたはＱについてのルックアップ・テーブル２２がｎ＝４を有し、行のインデックスは、以下のうちの２つとなる。
【００２４】
【表３】
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【００２５】
変調が１８０度のため、ＩとＱの両方がシンボル１に対する符号を変更し、ＩまたはＱが、ルックアップ・テーブル２２のインデックスとなることができる。これは、行数ｎ＝１６のＱＰＳＫの場合にはあてはまらない。回転が９０度のため、インデックスは、ＩとＱ両方のルックアップ・テーブルに対するＩとＱ両方のビットを必要とする。インデックスは、−Ｉｉ−１Ｑｉ−１、ＩｉＱｉ、および、Ｓｉのうち任意の２つを含むことになる。
【００２６】
ルックアップ・テーブル２０、２２が作成されたあと、ペイロード・ビットｂ０，ｂ１，…のストリームが与えられると、下記のリアルタイム・アルゴリズムにより、パルス波形フィルタの出力が生成される。
【００２７】
アルゴリズム：
初期値（Ｉｎｉｔ）：（Ｉ０，Ｏ１）＝（１，−１）（他の任意の組合せとすることもできる）に設定する
ｉ＝０，１，…，について以下を繰り返す（Ｆｏｒ  ｉ＝０，１，．．．，）
【００２８】
１．差分変調方法に基づいて（たとえばルックアップ・テーブル２０で）（Ｉｉ，Ｑｉ）を計算する。
２．（Ｓｉ）、（Ｉｉ−１，Ｉｉ）、および（Ｑｉ−１，Ｑｉ）に関連する、ＩテーブルおよびＱテーブルの行にインデックス付けする。
３．工程（２）でパルス波形フィルタの出力として得たインデックスに関連する、ＩテーブルおよびＱテーブルの行にある数またはサンプルを送る。
【００２９】
図２はルックアップ・テーブル２０および２２の直列処理を示すが、図３に示すように並列処理を用いることも、図４に示すように同時処理を用いることもできる。これにより、さらに速度が向上する。図３のルックアップ・テーブル２０および２２の両方に対するインデックスは、Ｉｉ−１Ｑｉ−１、およびＳｉとなる。ルックアップ・テーブル２０は、前のＩｉ−１Ｑｉ−１をルックアップ・テーブル２２への入力として提供し、現在のＩｉＱｉは、ルックアップ・テーブル２０にインデックス付けするために前のＩｉ−１Ｑｉ−１としてフィードバックされる。図４では、現在のＩｉＱｉは各行に格納され、Ｉｉ−１Ｑｉ−１、およびＳｉを使用する単一のインデックス付けを用いて単一のルックアップ・テーブル２０、２２を形成する。現在のＩｉＱｉは、ルックアップ・テーブルにインデックス付けするために前のＩｉ−１Ｑｉ−１としてフィードバックされる。
【００３０】
図２に関して論じたように、図３および４のルックアップ・テーブル２２は、ＩとＱに対して１つのテーブルとしても別々のテーブルとしてもよい。図４では、変調索引は、ＩおよびＱについてのルックアップ・テーブルの一方または両方において１つの列となる。
【００３１】
先に示したように、これにより処理速度が向上する。さらに速度を向上するためにルックアップ・テーブル２０を変調に使用することについて説明したが、他の変調方法をルックアップ・テーブル２２と共に使用することもできる。バーカー符号拡散（Ｂａｒｋｅｒ  ｃｏｄｅ  ｓｐｒｅａｄｉｎｇ）について記述したが、本発明に、他の拡散方式または符号を使用することもできる。
【００３２】
本発明を詳細に記述し説明したが、これは説明および例として述べたものにすぎず限定とみなすべきでないことは明白に理解されよう。本発明の趣旨および範囲は、添付の特許請求の範囲の用語によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来技術の送信機を示すブロック図である。
【図２】本発明の原理による直列処理向けの送信機を示す回路図である。
【図３】本発明の原理による並列処理向けの送信機の一部分を示す回路図である。
【図４】本発明の原理による同時処理向けの送信機の一部分を示す回路図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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