(57)【要約】本発明は、使用中において、高速に保持されたデータ伝送を適応させるのにより可能性があるデータ伝送に対して、適切な周波数チャネルを動的に選択する無線環境の特性を決定する装置および方法を提供する。
2004503952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを送受信するチャネル適応無線モデムであって、前記無線モデムが、無線チャネル伝搬特性把握を実行する広帯域伝搬パスセンサと、許容無線伝搬特性把握を有する通信チャネルに関する情報を記憶するメモリと、データを送受信する少なくとも１つの基本送信機および少なくとも１つの受信機と、前記少なくとも１つの基本送信機および少なくとも１つの基本受信機によって使用される前記通信チャネルを制御する周波数コントローラとを備え、前記周波数コントローラが、前記広帯域伝搬パスセンサによって決定されるような許容無線伝搬特性を有する少なくとも１つの通信チャネルを使用するために、前記少なくとも１つの基本送信機によるデータ伝送を制御し、前記少なくとも１つの通信チャネルに関する情報が前記メモリに記憶されていることを特徴とするチャネル適応無線モデム。
【請求項２】
前記広帯域伝搬パスセンサが、第１の無線モデムに関連し、所定のスペクトラム拡散データ信号を送信するチャネルサウンディング基本送信機と、第２の無線モデムに関連し、スペクトラム拡散データ無線信号を受信するチャネルサウンディング基本受信機と、前記チャネルサウンディング基本受信機によって受信された信号を前記所定のスペクトラム拡散データ信号と相関付ける比較器と、相関信号を周波数領域に変換するために前記相関信号を解析する周波数領域解析器と、前記周波数領域解析器によって発生された前記周波数領域情報に応じて前記第１の無線モデムの前記メモリを更新し、かつ前記第１の無線モデムと前記第２の無線モデムとの間に許容無線伝搬特性を有する少なくとも１つの通信チャネルを示す情報で、前記第２の無線モデムの前記メモリを更新するプロセッサとを含むことを特徴とする請求項１に記載のチャネル適応無線モデム。
【請求項３】
前記第１の無線モデムが、データを送受信する複数の基本送信機および複数の基本受信機を含み、前記複数の基本送信機の中の基本送信機が、前記第１の無線モデムと前記第２の無線モデムとの間に許容無線伝搬特性を有する通信チャネル群から選択された異なる通信チャネルを使用するために、前記第２の無線モデムとの通信中に制御されることを特徴とする請求項２に記載のチャネル適応無線モデム。
【請求項４】
データ通信を送受信する無線モデム送信機であって、ａ．無線環境をテストするための比較的広い帯域信号を送信するチャネルサウンディング送信機と、ｂ．少なくとも１つの基本送信機であって、送信されるデータ通信の少なくともいくつかを示す信号で変調される送信周波数で、比較的狭い帯域信号を送信する基本受信機と、ｃ．各々の基本送信機の送信周波数を制御する周波数選択装置と、ｄ．（ｉ）データ通信を受信し、かつ（ｉｉ）許容無線伝搬特性を有する無線チャネルに関する情報を受信する少なくとも１つの基本受信機と、ｅ．前記少なくとも１つの基本送信機の送信周波数を制御する周波数帯域選択装置とを備え、前記周波数帯域選択装置が、許容無線伝搬特性を有する無線チャネルに関する受信情報を記憶するメモリを含み、かつこの無線チャネルが許容無線伝搬特性を有する少なくとも１つのチャネルと対応するように、前記少なくとも１つの基本送信機の送信周波数を制御することを特徴とする無線モデム送信機。
【請求項５】
前記少なくとも１つの基本送信機が、その各々が前記周波数帯域選択装置によって許容無線伝搬特性を有する異なる周波数に同調される複数の基本送信機を含むことを特徴とする請求項４に記載の無線モデム送信機。
【請求項６】
前記複数の基本送信機の各々が、デマルチプレクサからの信号によって変調され、前記デマルチプレクサが、それへの入力として、送信されるデータ通信を受信することを特徴とする請求項５に記載の無線モデム送信機。
【請求項７】
前記複数の送信機の各々が、共通アンテナに結合されている無線周波数出力を有することを特徴とする請求項５又は６に記載の無線モデム送信機。
【請求項８】
前記チャネルサウンディング送信機が、共通アンテナに結合されている無線周波数出力を有することを特徴とする請求項７に記載の無線モデム送信機。
【請求項９】
前記少なくとも１つの基本受信機が、複数の基本受信機を含み、各々の基本受信機が、前記周波数帯域選択装置によって許容無線伝搬特性を有する異なる周波数チャネルに同調されることを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１つに記載の無線モデム送信機。
【請求項１０】
前記複数の基本受信機の各々が、前記受信機の出力を多重化するマルチプレクサに接続された出力にあり、かつ出力として前記無線モデム送信機によって受信されるデータ通信を有することを特徴とする請求項９に記載の無線モデム送信機。
【請求項１１】
データ通信を受信し、かつ送信する無線モデムであって、ａ．無線環境をテストするための比較的広い帯域信号を受信するチャネルサウンディング受信機と、ｂ．許容伝搬特性を有する無線周波数チャネルを決定する周波数選択プロセッサと、ｃ．少なくとも１つの基本送信機であって、（ｉ）送信される前記データ通信の少なくともいくつかおよび（ｉｉ）前記周波数選択プロセッサによって決定されるような許容無線伝搬特性を有する無線チャネルに関する情報を示す信号で変調された送信周波数の比較的狭い帯域の信号を送信する基本送信機と、ｄ．データ通信を受信する少なくとも１つの基本受信機とを備え、ｅ．前記周波数帯域選択プロセッサが、前記少なくとも１つの基本受信機の前記送信周波数を制御し、前記周波数帯域選択プロセッサが、許容無線伝搬特性を有する無線チャネルに関する受信情報を記憶する関連メモリを含み、且つ、この無線チャネルが許容無線伝搬特性を有する少なくとも１つのチャネルと対応するように前記少なくとも１つの基本送信機の送信周波数を制御することを特徴とする無線モデム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの基本送信機が、その各々が前記周波数帯域選択装置によって許容無線伝搬特性を有する異なる周波数チャネルに同調される複数の基本送信機を含むことを特徴とする請求項１１に記載の無線モデム。
【請求項１３】
前記複数の基本送信機の各々が、デマルチプレクサからの信号によって変調され、前記デマルチプレクサが、それへの入力として送信される前記データ通信を受信することを特徴とする請求項１２に記載の無線モデム。
【請求項１４】
前記複数の送信機が、各々共通アンテナに結合されている無線周波数出力を有することを特徴とする請求項１２に記載の無線モデム。
【請求項１５】
前記チャネルサウンディング送信機が、前記共通アンテナに結合されている無線周波数出力を有することを特徴とする請求項１４に記載の無線モデム。
【請求項１６】
前記複数の基本受信機の各々が、前記受信機の出力を多重化するマルチプレクサに接続された出力にあり、かつ出力として前記無線モデム送信機によって受信されるデータ通信を有することを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１つに記載の無線モデム送信機。
【請求項１７】
前記周波数選択プロセッサが、比較的好ましい無線伝搬特性を有する周波数チャネルと、比較的好ましくない無線周波数伝搬特性を有するチャネルとを区別するために関連時間領域／周波数領域解析プロセッサを有することを特徴とする請求項１６に記載の無線モデム送信機。
【請求項１８】
前記周波数選択プロセッサが、比較的好ましい無線伝搬特性を有する周波数チャネルと、比較的好ましくない無線周波数伝搬特性を有するチャネルとを区別するために関連時間領域／周波数領域解析プロセッサを有することを特徴とする請求項１１に記載の無線モデム送信機。
【請求項１９】
前記周波数選択プロセッサが、関連高速フーリエ変換（ＦＦＴ）プロセッサを有することを特徴とする請求項１１乃至１９のいずれか１つに記載の無線モデム送信機。
【請求項２０】
無線によるデータ通信を送信する方法であって、ａ．第１の位置にスペクトラム拡散信号を送信するステップと、ｂ．遠隔位置で前記スペクトラム拡散信号を受信するステップと、ｃ．受信スペクトラム拡散信号を周波数領域解析を使用して解析し、比較的好ましい無線伝搬特性を有する周波数チャネルと、前記第１の位置と前記遠隔位置との間で比較的好ましくない無線周波数伝搬特性を有するチャネルとを区別するステップと、ｄ．比較的好ましい無線伝搬特性を有する１つあるいはそれ以上のチャネルを使用して前記データ通信を送信し、かつ比較的好ましくない無線伝搬特性を有するチャネルを使用することを避けるステップとを含むことを特徴とする無線によるデータ通信を送信する方法。
【請求項２１】
前記受信スペクトラム拡散信号を解析するステップが、前記受信スペクトラム拡散信号の高速フーリエ変換解析を実行することを含むことを特徴とする請求項に記載の２０の方法。
【請求項２２】
データを送信するステップが、複数の非隣接周波数チャネルを使用することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
スペクトラム拡散信号を第１の位置に送信するステップ、前記スペクトラム拡散信号を遠隔位置で受信するステップ、および受信スペクトラム拡散信号を解析するステップが、データ通信セッションが開始される前に実行されることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
スペクトラム拡散信号を第１の位置に送信するステップ、前記スペクトラム拡散信号を遠隔位置で受信するステップ、および受信スペクトラム拡散信号を解析するステップが、前記データ通信セッション中周期的に反復されることを特徴とする請求項２０乃至２３のいずれか１つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線リンクを介する高速データ通信に関するものである。本発明は、さらに使用中であり、高速度に保持されたデータ伝送に適応する可能性がよりあるデータ伝送に適切な周波数チャネルを動的に選択する無線環境の特性を決定することに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
無線伝送、より詳細には無線受信機伝送は、無線伝送の効率を減少させる多数の環境要因の影響を受ける。１つの環境上の影響は、無線信号が建物、山、および自動車および／または飛行機のような移動する物体さえ含む多数の表面に反射する物理的現実性である。無線信号が受信局に到達する前に１つあるいはそれ以上のこのような物体に反射する場合、この受信局は、２つ以上のバージョンの送信信号を受信する。これは、送信信号が受信局への送信信号の進路を探すことができる多数の異なるルートがしばしばあるという事実による。例えば、この信号は直接パスを有してもよく、例えば山のような物体に反射する他のパスを有してもよい。多数の可能なパスがある場合、多数のバージョンの送信信号は、異なる信号強度で、異なる時間に到達する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これらの多数の信号を区別することは、受信局の受信装置に対する困難な問題であり得り、多重パス（複数のパス）干渉としばしば呼ばれるある種の干渉を生じ得る。従来技術では、適応等化は、環境要因によって引き起こされるチャネル劣化効果（例えば、多重パス干渉）に対して軽減するために１つの手段として使用された。
【０００４】
一般に普及している適応等化の方法は、多重パス信号が受信機に到達し、１つのコヒーレント信号になるので多重パス信号を含むディジタル信号処理位相ネットワークを受信信号を合計するように設定するトレーニング信号を利用する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、特に高速無線ネットワークのための信頼性のある集合されたデータ伝達のために設ける新規のチャネル適応無線方法および装置に向けられる。本発明によれば、各データ伝送セッション以前のような若干周期的におよび／またはセッション中規則的な間隔で無線チャネル特性把握を実行する組み込み広帯域伝搬パスセンサによって与えられる無線（例えば無線受信機）チャネル特性に基づく実時間で再構成できる無線モデムが開示される。好ましい実施例では、伝搬環境は、スペクトラム拡散技術を使用するパイロット信号に対する時間領域で測定され、実質的な周波数領域に変換される。伝搬が好ましくない周波数が言及され、通信チャネルが次に信頼性があるデータ通信が保持できる１つあるいはそれ以上の周波数チャネルで確立される。無線環境は、周期的にテストされ、データ伝送のために使用される周波数チャネルは、適切である場合、動的に移動されるかあるいは変えられる。
【０００６】
好ましくは、パイロット信号は、この信号の周波数コンテントが実質的な全周波数スペクトラムをカバーするように擬似ランダム雑音（ＰＮ）コードで位相偏移変調される。このパイロット信号は、送信サイトで送信され、適切な復調後、受信機の同一のＰＮコードに対して相関される受信サイトで受信される。受信され、復調された信号は、次にどのチャネルが周波数領域におけるフェージングに関して損傷が最も少ないかを決定するために周波数領域に変換される。高優先順位チャネルは、信頼性があるデータ通信を保持するために、損傷が最も少ないこれらの周波数チャネルに移される。適応等化は、所望される場合には依然として実行可能であるが、個別のチャネルに必要される等化量は実質的に減少する。
【０００７】
本発明は、既存の無線モデム技術より優れたある種の長所がある。すなわち、　無線リンクは、１回の測定において全ての周波数で特徴付けることができる。したがって、低伝搬パス損傷を示すこれらの周波数帯域でだけ動的チャネルの割当てを可能にする全スペクトラムをテストできる。公知の適応等化技術は個別のチャネルで実行されてもよい。結果として、低ビット誤り率を示す非常に高品質のデータ通信を提供できる。
【０００８】
本発明は、過度の適応等化処理を取り除くためにより低いレベルの損傷を有する伝搬チャネルの予選択を可能にする。好ましい方式は、個別チャネルの速度要求が簡単にされたベースバンド送信機回路および受信機回路に対して約１００Ｍｂｐｓであり得る本来周波数分割多重化（ＦＤＭ）方式であり、さらにこのチャネルはデータ通信のために高多重化データレートを生じるように一緒に多重化できる。
【０００９】
本発明は、満足な結果を得るために複数のアンテナ素子を使用する適応適合技術を必要としない。本発明の適応技術は、複数の受信信号から１つの信号を検出し、次に多重パス損傷を減らすために（適切なチャネル周波数を選択することによって）適切な信号パスを選択することを含む。したがって、無線通信装置は、空間ダイバシティのために複数のアンテナ素子を使用する従来の方法に比べて単一の送受信アンテナのセットを使用することにより、コンパクトにすることができる。このコンパクト化を得るために、本発明は、減少した周波数での伝送を禁止することによって、いくつかのスペクトラムを放棄するが、これは複数のアンテナを必要としないという長所をもたらす。
【００１０】
本発明は、データ通信のためにあまり伝搬損傷のない周波数帯域のためのより多くのバンド幅に有効な変調方式（例えば、ＱＡＭ対ＢＰＳＫに関係がある変調）を使用することにより、無線チャネルのデータ伝達機能を増加させる手段を提供する。
【００１１】
多数の受信機を有する無線リンクは、１回の測定で特徴付けることができる。例えば、本発明は、異なる地域の現場で装置と通信するコマンドポストと併用できる。現場装置で使用される無線モデムは通常無線環境を異なって特徴付ける。すなわち、現場の各装置は、異なる許容周波数チャネルのセットでコマンドポストと通信できることが最適であると決定できる。しかしながら、全周波数スペクトラムは１回の測定動作でテストされるので、全現場装置は、使用する各々に対して最適の周波数を同時に知る。
【００１２】
一旦許容周波数チャネルのセットが決定されると、他のモデム受信機にデータを送信する当事者は、データ通信に対する丁度１つの許容チャネルを使用してもよいしあるいは使用される伝送プロトコルおよび使用される変調の種類に応じていくつかのチャネルを使用してもよい。
【００１３】
ここに使用されるような用語「データ通信」は、音声通信（アナログおよびディジタルの両方共）、ファクシミリ、コンピュータデータ、ビデオ、イメージ等を含むいかなる形式のデータ通信も示す。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は、高速無線データ通信およびアクセスに対してギガビット／秒あるいはそれ以上の多重化データ伝達機能を生じる新しい伝搬チャネル適応無線データを提供する。無線通信を実行する装置は、ここで無線モデムと呼ばれる。開示された無線モデムは、必要に応じてあるいは所望されるように、データ通信セッション以前に、組み込みチャネルパイロット信号サウンディング機能を使用して、データ通信セッション中、一定の間隔で無線環境（例えば、無線チャネルの特性）を最初に特徴付けることによって実時間で再構成される。無線リンクは、好ましくは、キャリア周波数および個別の周波数チャネルパラメータの全信号帯域にわたって特徴付けられ、このような信号フェージングおよび遅延拡散は自動的にノートされる。キャリア周波数の信号帯域の好ましい周波数チャネルのセットは、伝送のために動的に選択され、フェージングが多重パス干渉および／または他の無線環境問題のために深刻であるこれらの周波数チャネルにあるギャップを有する周波数分割多重化（ＦＤＭ）スペクトラムを生じる。
【００１５】
この無線モデムは、各伝送セッション以前におよび／または伝送セッション中適切な時間に無線リンクを特徴付けるために、このモデムの組み込み能力に基づいて再構成可能である。この無線リンクは、キャリア周波数の全信号帯域にわたって特徴付けられる。広帯域特性把握の好ましい方法は、実質的な全信号帯域にわたるキャリアの広がり、すなわちスペクトラム拡散無線伝送の技術において、当業者に周知である方法を生じるのに十分速いビットレートで、擬似ランダム雑音（ＰＮ）符号化データストリームによって変調されるキャリアとともにパイロット信号を送信することにある。ＰＮ符号化データストリームを送信する無線モデムは、ここでは送信機バージョンの無線モデムと呼ばれる。受信端、受信機バージョンの無線モデムで、同じＰＮコードは、発生されるが、送信されるＰＮコードよりもわずかに遅い速度で発生される。無線伝搬パスを介する多重パス反射および回折のようなチャネル損傷を含む受信信号は、ＰＮコードまで徹底的に復調される。このコードは、受信コードに対して時間において「スライド」する受信機発生ＰＮコードに対して相関される。２つのコードが並ぶ場合、相関ピークが生じる。通常、受信機によってピックアップされる各反射信号に対する相関ピークがある。相関ピークの強度は測定される特定の伝送パスの強度に比例し、最大ピークは、（成分がある場合）見通し内（非反射）成分に対して生じる。好ましくは、メモリに記憶されている結果として生じる相関対時間は、無線リンクのインパルス応答を示す。相関が当該技術分野で公知であるＩＱ復調のための技術を使用して複素領域で実行されるので、無線リンクインパルス応答の位相及び振幅が決定されると仮定される。図１は、（実線の）スライド相関技術によって測定された無線リンクの典型的な時間領域インパルス応答を示している。
【００１６】
無線リンクの時間領域インパルス応答は、次に高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を使用することによって周波数領域に変換される。ＰＮコード速度は実質的な全帯域をカバーするように選択されるので、無線リンクの周波数領域インパルス応答は実質的な全信号帯域もカバーする。無線リンク損傷により、フェージングは特定の周波数で生じ得る。プロセッサが好ましくはデータ伝送のために使用されるように周波数チャネルを選択する受信機バージョンの無線モデムのプロセッサは、現在のところ許容できないか、あるいは望ましくない信号フェージング特性を有する周波数も言及する。もちろん、このセットは、データ通信中回避されるべきである周波数領域あるいはチャネルを指定する。許容できないかあるいは望ましくない周波数チャネルのセットに関するこの情報は、高速データ通信に対して「好ましい」無線チャネルを使用し、「好ましくない」（許容できないかあるいは単に好ましくない）無線チャネルを使用することを避ける周波数チャネルプランを使用できるように、受信機バージョンの無線モデムから中継され、送信機バージョン無線モデムに戻される。周波数分割多重化（ＦＤＭ）は、好ましくはリンクを介して並列データ通信チャネルを提供するように使用されるが、このチャネルは周波数にわたって隣接しなくてもよい。２８ＧＨｚのＬＭＤＳスペクトラムをカバーできる４５ＭＨｚのチャネル帯域幅に対するこの方法の例が図２に示されている。
【００１７】
送信機バージョンは、複数の受信機バージョンの無線モデムと併用されてもよく、各受信機バージョンは、異なる許容できない／望ましくない周波数チャネルのセットを選択するので、送信機バージョンは、好ましくは、通信しなければならない各受信機バージョンと併用するために適切な周波数チャネルを示す情報を記憶する。
【００１８】
送信機バージョンおよび受信機バージョンの両方は、データを受信し、送信できる能力を有するので、多数の成分を共通に共有する。これは、共通あるいは関連素子が送信機バージョンおよび受信機バージョンの無線モデムに共通参照番号を与えられる下記の検討を参照して明らかになる。
【００１９】
図３は、チャネル適応高速無線モデムのシステムブロック図を示している。無線モデムは、無線リンク特性に基づいて動的に再構成できる。上記に示されているように、無線モデムは、好ましくは２つのバージョン、すなわちパイロットチャネル送信機バージョン１００Ｔおよびパイロットチャネル受信機バージョン１００Ｒに分類する。これのための理由は、無線環境を特徴付けるためにただ一つのサウンディング送信機が必要とされることである。軍用例に関しては、送信機バージョン１００Ｔは、一般的にはコマンドポストで使用されるに対して、受信機バージョン１００Ｒは、一般的には現場の複数の装置の各々で使用される。当業者は、受信機バージョン１００Ｒおよび送信機バージョン１００Ｔが同じ多数の進路にあるので、それの中に組み込まれるパイロットチャネル送信機およびパイロットチャネル受信機の両方を有する単一トランシーババージョンはいくつか（あるいは全部）の用途で使用するために当業者によって望まれ得るという事実が理解されるであろう。
【００２０】
無線モデムの送信機バージョン１００Ｔおよび受信機バージョン１００Ｒの両方は、好ましくは、データを送信し、受信できる能力を有するので、各々は、このようなデータを送信し、受信する少なくとも１つの基本送信機１１０および少なくとも１つの基本受信機１２０を含む。高ギガヘルツで作動する受信機および送信機は、当該技術分野において公知である。例えば、ここに参照してこれによって組み込まれる、１９９５年ジョージア州のアトランタ市のノーブル出版社によって出版された、スコットアール・ブルロック著の“ディジタル通信のためのトランシーバシステム設計”を参照されたい。無線モデムが多重同時通信タスクを処理する必要がある場合、または、データ通信要求が単一チャネルが適切なバンド幅をもたらさないようなものである場合、無線モデムには、好ましくは、複数の基本受信機１２０および複数の基本送信機１１０が装備されている。前述された軍用例に関しては、バンド幅およびデータ通信の要求は現場装置よりもコマンドポストにおいて一層深刻であるので、コマンドポストで使用される無線モデムは、現場装置で使用される無線モデムに比べて多数の基本受信機１２０および基本送信機１１０を有しているようである。それ自体、無線モデムの各々は、無線モデム毎に唯一の基本受信機１２０および１つの基本送信機１１０を有してもよいところの現場装置で使用した。しかしながら、好ましくは、現場装置においてでさえ、単一の通信チャネル無線モデムから利用できるよりも幅広いバンド幅通信機能をもたらす複数の基本受信機１２０および複数の基本送信機１１０が装備されている。
【００２１】
無線モデムは、無線送信に対して「好ましい」周波数チャネルのセットを識別するためにパイロット信号を使用するチャネルサウンダを使用する。無線モデム内部では、個別チャネルの変調および復調は、同じ周波数チャネルに同調されるかあるいは関連周波数に同調される一対の基本送信機および受信機を使用することによって行われる。モデムが複数の基本受信機１２０および複数の基本送信機１１０を有する場合、多重化データチャネルは、基本送信機１１０による伝送前デマルチプレクサ１０５によって逆多重化され、受信後、基本受信機１２０からマルチプレクサ１２５によって多重化される。要素１０５および１２５の両方は、ここではデマルチプレクサおよびマルチプレクサと呼ばれる。しかしながら、これらの要素１０５および１２５は、いくつかのソースからデータを受信し、データを何人かのユーザに分配するので、組合されたマルチプレクサおよびデマルチプレクサをしばしば使用することは当業者であれば理解される。さらに、要素１０５および１２５は、単一の基本送信機１１０および単一の基本受信機１２０だけを使用する実施形態における例のように、特定の場合または送受信されるデータが必要とされる少しの多重化もなしに特定の基本送信機に割り当てる場合において除外されてもよい。したがって、要素１０５および１２５は、（ｉ）必要とされ、（ｉｉ）マルチプレクサとして具体化され、（ｉｉｉ）デマルチプレクサとして具体化されるかあるいは（ｉｖ）組合されたマルチプレクサ／デマルチプレクサとして具体化されるかどうかは、本発明が使用されるデータ通信システムの複雑さに依存する。
【００２２】
送信機バージョン１００Ｔの別個のパイロットチャネルサウンディング基本送信機１３０は、無線リンク１０１のパスを横切る擬似ランダム雑音（ＰＮ）符号化データストリームによって変調されるキャリアを周期的に送信する。前述されるように、ＰＮコード信号のビットレートは、実質的な全スペクトル帯域にわたるキャリアの広がり、すなわちスペクトラム拡散伝送の技術分野の当業者に周知である方法を生じるのに十分速い。例えば、その開示内容がここに参照してこれによって組み込まれるＨａｏ　Ｘｕ、Ｔｈｅｏｄｏｒｅ　Ｓ．Ｒａｐｐａｐｏｒｔ、Ｊａｍｅｓ　Ｓｃｈａｆｆｎｅｒ＆Ｈ．Ｐ．Ｈｓｕ著の「５．８５Ｇｈｚの広帯域の多重パス伝搬測定のためのスライド相関器およびネットワーク解析器チャネルサウンディング方法」（Ａｄｖａｎｃｉｎｇ　Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ‐１９９８　Ｓｐｅｃｉａｌ　Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｉｓｓｕｅ、Ｖｏｌ．２５、Ｎｏ．３、ｐｐ１７〜２８）を参照されたい。それ自体、パイロットチャネルサウンディング基本送信機１３０は、例えば、基本送信機１１０の通常のバンド幅に比べて比較的広いバンド幅を有する。
【００２３】
受信機バージョン１００Ｒでは、パイロットチャネルサウンディング基本受信機１４０は同じＰＮコードも発生するが、基本送信機１３０のＰＮコードよりもわずかに遅い速度で発生する。無線伝搬パスを介する多重パス反射および回折のようなチャネル損傷を含む受信信号は、ＰＮコードまで徹底的に復調される。このダウン変換された受信信号は、受信コードに対して時間において「スライド」する受信機発生ＰＮコードに対して相関される。２つのコードが並ぶ場合、相関ピークが記録され、受信機によってピックアップされる各反射信号に対する相関ピークがある。相関ピークの強度は反射の強度に比例する。結果として生じる相関対時間は、無線リンクのインパルス応答を示し、測定され、データ収集・記憶装置１４２に記憶される。その時、この無線リンクの時間領域インパルス応答は、好ましくは配線ＦＦＴ回路１４４を使って周波数領域に変換される。深いフェージングに対するこれらの周波数を注目する受信機バージョン１００Ｒのプロセッサ１４６は、使用可能な無線周波数スペクトラムの多分好ましいチャネルのセットを指定する。好ましいチャネルのセットに関する情報は、送信機バージョン１００Ｔに送信され、受信機バージョン１００Ｒの周波数帯域選択装置１０６のメモリに記憶される。したがって、周波数チャネル選択情報は、（ｉ）受信機バージョン１００Ｒとの高速データ伝送に対する１つあるいはそれ以上の「好ましい」チャネルを使用して１つあるいはそれ以上の基本送信機１１０および１つあるいはそれ以上の基本受信機１２０を設定するために使用される周波数帯域選択装置１０６のメモリに記憶するために中継され、送信機バージョン１００Ｔに戻され、（ｉｉ）（送信および受信の両方共）データ通信のために受信機バージョン１００Ｒによって使用される周波数チャネルを制御するためにも使用される。各基本送信機１２０の送信周波数および各基本受信機１１０の受信周波数は、複数の周波数シンセサイザ１０８によって制御される。複数の周波数シンセサイザ１０８は、プロセッサ１４６によって決定される周波数チャネル選択情報に基づいて制御される。複数の受信機バージョン１００Ｒと通信する送信機バージョン１００Ｔの場合、この装置１０６は、好ましくは通信する無線モデムの各々の受信機バージョン１００Ｒの周波数チャネル選択情報を記憶する。
【００２４】
複数の周波数シンセサイザ１０８によって発生される周波数は、所望の送信周波数あるいは関連周波数であってもよい。例えば、当業者であれば、各基本受信機１１０がその受信周波数を制御する局部発振器を有する可能性があると理解できす。したがって、複数の周波数シンセサイザ１０８は、このような局部発振器を適切に制御できる。さらに、周波数逓倍器は、複数の周波数シンセサイザ１０８が、データ通信のために使用される周波数よりも低い周波数で作動することを可能にするために使用されてもよい。
【００２５】
受信機バージョン１００Ｒおよび送信機バージョン１００Ｔの双方においては、たとえ、図示を容易にするために制御線が送信機バージョン１００Ｔの場合には、基本送信機１１０に進むように示されるだけであり、受信機バージョン１００Ｒの場合には、基本受信機１２０に進むように示されるだけであるとしても、複数の周波数シンセサイザ１０８は、基本受信機１２０の受信の周波数および基本送信機１１０の送信の周波数を制御する。
【００２６】
高速データストリームは、より低い速度のデータストリームのＭ個のチャネルを使用してリンク１０１を横切って送信できるように、チャネルを一緒に効率的に多重化することは可能である。したがって、複数の基本受信機１２０および複数の基本送信機１１０は、単一チャネル伝送から予想されるであろうよりも高いデータレートを得るために（前述された軍用例に関する現場の装置によってさえ）使用されてもよい。もちろん、通信のために選択された個別のチャネルは、図２に示されるように必ずしも隣接チャネルを必要としない。これは、スペクトラムの深いフェージング周波数を避けるように保持しなければならない場合があるので、最終的に全多重化データレートを制限してもよい。タイミング・同期化ヘッダ情報は、次に低伝搬損傷周波数チャネルを介して送信される前に、エラー保護のために符号化されるソースおよびチャネルである個別周波数チャネルのより低い速度のデータストリームの各々に付加されること好ましい。複数の基本送信機１１０が、（例えば、データ通信のための付加バンド幅を得るために）使用される場合、無線周波数（ＲＦ）電力結合器１１２は、これらのＦＤＭチャネル（図３に示されるようにＦＤＭチャネル１〜ＦＤＭチャネルＭ）を結合して広帯域ＲＦ信号になる。送信の場合、この広帯域ＦＤＭ信号は、ＲＦ信号がアンテナ１０２から送信される前に、一般的にはプリアンプ１１３と、ＲＦスイッチ１１４と、ＲＦ送信機増幅器１１６と、サーキュレータ１１８とを含んでもよいＲＦ回路の連鎖を通して経路選択される。
【００２７】
入力データを受信することに関して、複数の基本受信機１２０が使用される場合、電力分割器１２２は、Ｍ個の基本受信機１２０に給電するために入力データ伝達広帯域ＦＤＭ信号のＭ個の進路を分割する。各基本受信機１２０のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）は、周波数チャネル選択プロセッサ１４６によって規定された周波数プランによるＦＤＭ送信機チャネルの異なる選択周波数帯域に合致するように同調され、又は、他の方法で構成される。それ自体、受信機バージョン１００Ｒでは、周波数チャネル選択プロセッサ１４６は、周波数プランをリンク１４７を介して複数の周波数シンセサイザ１０８に通信し、周波数プランは関連メモリに記憶されている。同様に、周波数プランは、データ通信を無線モデム１００Ｔの送信機バージョンに送信する目的で各基本送信機１１０の送信周波数も制御するために使用される。
【００２８】
入力ＲＦ信号は、基本受信機１２０に到達する前に、アンテナ１０２で受信され、サーキュレータ１１８（使用される場合）、１つあるいはそれ以上のＲＦプリアンプ１１９（使用される場合）、スイッチ１１７（使用される場合）、および電力分割器１２２（使用される場合）を通過する。当業者であれば、同時データ受信および送信が生じるべきである場合、サーキュレータ１１８が使用されるのが好ましいことが理解される。このような場合、所与の無線モデムによる送信および受信は、好ましいチャネルの異なるチャネルにある。データ受信および送信が同時である必要がない場合、サーキュレータ１１８は次にＲＦスイッチのようなより簡単な装置と交換できるので、ＲＦ回路は簡単にすることができる。
【００２９】
必要は場合には、全部のチャネル損傷は、この無線リンク特性把握方法によって回避され、（ＦＤＭチャネルのための）各基本受信機１２０は、（周波数における）小規模チャネル損傷を取り除く適応フィルタを有してもよい。無線リンクに対する作動キャリア周波数を予め選択することによって、この細かいスケールの適応等化は、従来技術等化よりもあまり複雑でないべきであり、チャネル損傷のより小さい変化に対してより速く補償できる。要するに、無線モデムは、ＦＤＭベースデータ伝送に対する低い伝搬損傷を有する周波数帯域だけを使用する。無線リンクの深いフェージングを有する周波数帯域の除去は、受信機等化設計を簡単にする。ＦＤＭ方式は、基本送信機および受信機のベースバンド回路の複雑さと同様に速度要求も減少させる。
【００３０】
さらに、無線送信のためのチャネルサウンディングによって選択される低伝搬損傷を有する周波数帯域だけを使用することによって、無線モデムも無線リンクのサービス品質（ＱｏＳ）およびデータ伝達機能を改善できる。各基本送信機および受信機対のために使用される変調方式は、伝搬特性により動的に調整できる。受信機でのビット／Ｈｚのより大きいデータ伝達機能に対するその信号品質を保証するためにより低い伝搬損傷を有する無線チャネルを要求するバンド幅の有効な変調方式（例えば、ＱＡＭ対ＢＰＳＫに関係がある変調）は、より低い伝搬損傷を有する周波数帯域に動的に割り当てることができる。この変調方式選択および周波数チャネル選択は、データ通信のためのより高い多重化データ伝達レートを実現するように組合せることができる。
【００３１】
本発明は、ある種の好ましい実施例に関して説明しているが、修正はそれ自体を当業者に示唆するであろう。それ自体、本発明は、添付されたクレームによって開示されるようなことを除いて開示された実施例に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、典型的な無線リンクインパルス応答を示す図である。
【図２】
図２は、無線リンクインパルス応答のために決定された許容チャネルのグラフである。
【図３】
図３は、本発明を利用する２つのバージョンの無線モデムのブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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