(57)【要約】  本発明は、アクセスネットワーク（３０）によって、双方向無線通信システムの複数の端末（２０）に放送信号を送信するための方法（５０）に関し、上記方法は：‐上記端末（２０）を送信先とする放送情報から、情報信号ＳＩ１を形成するステップ（５１）；‐パイロット信号ＳＰを形成するステップ（５２）；‐情報信号ＳＩ１及び制御信号ＳＰを含む放送信号を送信するステップ（５３）であって、上記情報信号ＳＩ１及び上記制御信号ＳＰはそれぞれ、所定の周波数ギャップΔＦを有する異なる中心周波数１０において送信される、ステップ（５３）を含む。本発明はまた、放送信号を受信するために適した方法（６０）にも関する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセスネットワーク（３０）を用いて、双方向無線通信システムの複数の端末（２０）に放送信号を送信するための方法（５０）であって、
前記方法（５０）は：
‐前記端末（２０）を送信先とする放送情報から、情報信号ＳＩ１を形成するステップ（５１）；
‐パイロット信号ＳＰを形成するステップ（５２）；
‐前記情報信号ＳＩ１及び前記パイロット信号ＳＰを含む放送信号を送信するステップ（５３）であって、前記情報信号ＳＩ１及び前記パイロット信号ＳＰはそれぞれ、既定の周波数ギャップΔＦ１を有する異なる中心周波数において送信される、ステップ（５３）
を含むことを特徴とする、方法（５０）。
【請求項２】
別の情報信号ＳＩ２を形成するステップであって、前記情報信号ＳＩ２は、前記パイロット信号ＳＰの前記中心周波数に対して既定の周波数ギャップΔＦ２を有する中心周波数で送信され、前記周波数ギャップΔＦ２は前記周波数ギャップΔＦ１とは異なる、ステップを含む、請求項１に記載の方法（５０）。
【請求項３】
前記情報信号ＳＩ２は、前記情報信号ＳＩ１と同一の放送情報から形成される、請求項２に記載の方法（５０）。
【請求項４】
前記情報信号ＳＩ２は、前記情報信号ＳＩ１とは異なる放送情報から形成される、請求項２に記載の方法（５０）。
【請求項５】
前記情報信号ＳＩ１及び前記情報信号ＳＩ２は、それぞれ異なる物理層プロトコルに従って形成される、請求項２〜４のうちのいずれか１項に記載の方法（５０）。
【請求項６】
前記情報信号ＳＩ１及び前記情報信号ＳＩ２は、異なる変調に従って形成される、請求項５に記載の方法（５０）。
【請求項７】
前記パイロット信号ＳＰ及び各前記情報信号それぞれの前記中心周波数は経時的に変化し、
前記パイロット信号ＳＰの前記中心周波数と各前記情報信号の前記中心周波数との間の前記周波数ギャップは、経時的に一定である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法（５０）。
【請求項８】
前記パイロット信号ＳＰは正弦波信号である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法（５０）。
【請求項９】
前記周波数ギャップΔＦ１は、１０キロヘルツ未満、好ましくは１キロヘルツ未満である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法（５０）。
【請求項１０】
前記情報信号ＳＩ１は超狭帯域である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法（５０）。
【請求項１１】
双方向無線通信システムの複数の端末（２０）に放送信号を送信するための、基地局（３１）であって、
前記基地局（３１）は：
‐前記端末（２０）を送信先とする放送情報から、情報信号ＳＩ１を形成するよう構成された手段；
‐パイロット信号ＳＰを形成するよう構成された手段；
‐前記情報信号ＳＩ１及び前記パイロット信号ＳＰを含む放送信号を送信するよう構成された手段であって、前記情報信号ＳＩ１及び前記パイロット信号ＳＰはそれぞれ、既定の周波数ギャップΔＦ１を有する異なる中心周波数において送信される、手段
を含むことを特徴とする、基地局（３１）。
【請求項１２】
双方向無線通信システムの複数の端末（２０）に放送信号を送信するための、アクセスネットワーク（３０）であって、
前記アクセスネットワーク（３０）は：
‐前記端末（２０）を送信先とする放送情報から、情報信号ＳＩ１を形成するよう構成された手段；
‐パイロット信号ＳＰを形成するよう構成された手段；
‐情報信号ＳＩ１及びパイロット信号ＳＰを含む放送信号を送信するよう構成された手段であって、前記情報信号ＳＩ１及び前記パイロット信号ＳＰはそれぞれ、既定の周波数ギャップΔＦ１を有する異なる中心周波数において送信される、手段
を含むことを特徴とする、アクセスネットワーク（３０）。
【請求項１３】
双方向無線通信システムのアクセスネットワーク（３０）によって送信された放送信号を、端末（２０）を用いて受信するための方法（６０）であって、
前記放送信号は、パイロット信号と、複数の前記端末（２０）を送信先とする放送情報から形成された情報信号ＳＩ１とを含み、
前記情報信号ＳＩ１及び前記パイロット信号ＳＰはそれぞれ、既定の周波数ギャップΔＦ１を有する異なる中心周波数において送信され、
前記方法は：
‐前記端末（２０）が受信した信号を非線形フィルタリングするステップ（６１）；
‐前記受信した信号を非線形フィルタリングする前記ステップの後に、周波数ギャップΔＦ１において得られた信号に基づいて、前記放送信号を探索するステップ（６２）であって、前記放送信号は、前記周波数ギャップΔＦ１において得られた前記信号が所定の検出基準を満たす場合に検出される、ステップ（６２）；
‐検出された前記放送信号から前記放送情報を抽出するステップ（６３）
を含むことを特徴とする、方法（６０）。
【請求項１４】
前記検出された放送信号から前記放送情報を抽出する前記ステップ（６３）は、非線形フィルタリングする前記ステップの後に、前記周波数ギャップΔＦ１において得られた前記信号に基づいて実施される、請求項１３に記載の方法（６０）。
【請求項１５】
双方向無線通信システムのアクセスネットワーク（３０）によって送信された放送信号を受信するための、端末（２０）であって、
前記放送信号は、パイロット信号と、複数の前記端末（２０）を送信先とする放送情報から形成された情報信号ＳＩ１とを含み、
前記情報信号ＳＩ１及び前記パイロット信号ＳＰはそれぞれ、既定の周波数ギャップΔＦ１を有する異なる中心周波数において送信され、
前記端末は：
‐前記端末（２０）が受信した信号を非線形フィルタリングするよう構成された手段；
‐前記受信した信号の非線形フィルタリングの後に、周波数ギャップΔＦ１において得られた信号に基づいて、前記放送信号を探索するよう構成された手段であって、前記放送信号は、前記周波数ギャップΔＦ１において得られた前記信号が所定の検出基準を満たす場合に検出される、手段；
‐検出された前記放送信号から前記放送情報を抽出するよう構成された手段
を含むことを特徴とする、端末（２０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムの分野に属し、より詳細には、アクセスネットワークの基地局のグループを用いて放送信号を端末に送信するための方法、及び上記放送信号を受信するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、制限するものでは全くないが、超狭帯域無線通信システムにおける用途において特に有利であることが分かっている。用語「超狭帯域（Ｕｌｔｒａ  Ｎａｒｒｏｗ  Ｂａｎｄ：ＵＮＢ）」は、端末がアクセスネットワークに送信するラジオ信号の瞬時周波数スペクトルの周波数幅が１キロヘルツ未満であることを意味するものとして理解される。
【０００３】
このようなＵＮＢ無線通信システムは、Ｍ２Ｍ（マシンツーマシン（ｍａｃｈｉｎｅ  ｔｏ  ｍａｃｈｉｎｅ）の頭字語）タイプ、又はモノのインターネット（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｏｆ  ｔｈｉｎｇｓ：ＩｏＴ）タイプの用途に特に好適である。
【０００４】
このようなＵＮＢ無線通信システムでは、データ交換は基本的に、この場合は端末と上記システムのアクセスネットワークとの間のアップリンクにおける、一方向のものである。
【０００５】
端末は、アクセスネットワークの基地局によって回収されるアップリンクメッセージを、上記端末自体を上記アクセスネットワークの１つ又は複数の基地局と予め関連付ける必要なしに、送信する。換言すれば、端末によって送信されるアップリンクメッセージは、アクセスネットワークの１つの特定の基地局を対象とせず、当該端末は、少なくとも１つの基地局がアップリンクメッセージを受信できるという想定の下で、アップリンクメッセージを送信する。このような構成は、端末が、端末のアップリンクメッセージを受信するのに最も適切な基地局を決定するための、規則的な測定（これは電力消費が特に激しい）を行う必要がないという点で、有利である。複雑性は、任意の瞬間に任意の周波数で送信され得るアップリンクメッセージを受信できる必要があるアクセスネットワークによって定まる。アクセスネットワークの各基地局は、その範囲内にある様々な端末からアップリンクメッセージを受信する。
【０００６】
データ交換が基本的に一方向である、このような動作モードは、例えばガス、水道及び電気メータの遠隔読み取り、建物又は住宅の遠隔監視等といった多数の用途に関して、全く申し分のないものである。
【０００７】
しかしながらいくつかの用途では、他の方向においても、即ちアクセスネットワークから端末へのダウンリンクを介して、データ交換を実施できるようにすることが有利である場合がある。
【０００８】
特に、放送又はマルチキャスト信号を端末に送信することは、有利であり得る。特に、複数の周波数帯域がアップリンクメッセージを送信でき、これらの周波数帯域は例えばそれぞれ、異なる規制による制約を受ける場合がある異なる複数の地理的領域に関連する。そして、放送信号の送信により、上記端末は、この目的のために提供されていない周波数帯域においてアップリンクメッセージを送信してしまう前に、上記端末が位置する地理的領域内のアップリンクの周波数帯域を識別できる。例えば、アップリンクの周波数帯域で、又は上記アップリンクの上記周波数帯域に対して所定の周波数ギャップを有する周波数帯で、上記放送信号を送信できる。
【０００９】
このような放送信号は、全ての端末にとって又はそのうちの多数にとって有用であり得るいずれのタイプの情報を送信するためにも使用できる。
【００１０】
放送信号の例は、ＬＴＥ（「ロングタームエボリューション（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）」）無線通信システムの文脈において、特許文献１に記載されている。
【００１１】
しかしながら、ＵＮＢ無線通信システムでは、端末を製造するコストを制限するために、放送信号を簡単で経済的な様式で受信できる必要がある。特に、低性能周波数合成手段を備えた端末が放送信号を受信できることが望ましく、これは特許文献１に記載された放送信号には当てはまらない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】国際公開第２０１５／０４３７７９  Ａ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、放送信号の受信の複雑さを制限できる解決法を提供することによって、特に上で概説した従来技術の解決策の制約の全て又は一部を克服することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的のために、第１の態様によると、本発明は、アクセスネットワークを用いて、双方向無線通信システムの複数の端末に放送信号を送信するための方法に関し、上記方法は：
‐上記端末を送信先とする放送情報から、情報信号ＳＩ１を形成するステップ；
‐パイロット信号ＳＰを形成するステップ；
‐上記情報信号ＳＩ１及び上記パイロット信号ＳＰを含む放送信号を送信するステップであって、上記情報信号ＳＩ１及び上記パイロット信号ＳＰはそれぞれ、既定の周波数ギャップΔＦ１を有する異なる中心周波数において送信される、ステップ
を含む。
【００１５】
従って本発明によると、上記放送信号は、情報信号ＳＩ１と、上記情報信号ＳＩ１に対して既定の周波数ギャップΔＦ１で送信されるパイロット信号ＳＰとを含み、上記既定の周波数ギャップΔＦ１は、上記情報信号ＳＩ１を含有する上記放送信号を抽出しようとする上記端末が先験的に把握している。この既定の周波数ギャップΔＦ１は、上記放送信号の特徴であるシグニチャを形成し、上記シグニチャは、これらの端末によって簡単に検出できる。
【００１６】
特に、上記放送信号の非線形フィルタリングは、上記情報信号ＳＩ１及び上記パイロット信号ＳＰが送信された上記中心周波数に依存する周波数において、上記情報信号ＳＩ１及び上記パイロット信号ＳＰの複数のレプリカを形成する。特に、二次効果を有する非線形フィルタリングは、上記周波数ギャップΔＦ１において、上記情報信号ＳＩ１のレプリカを形成する。
【００１７】
上記情報信号ＳＩ１の上記中心周波数の精度は主に、上記アクセスネットワークのレベルにおける上記送信中心周波数の合成の精度に依存する。更に、上記中心周波数は、上記送信中心周波数よりも遥かに小さくなるように選択できるため、上記中心周波数もまた、低性能周波数合成手段を備えた上記端末によって、良好な精度で合成できる。
【００１８】
特定の実装形態では、上記送信方法は更に、以下の特徴のうちの１つ又は複数を、単独で、又はいずれの技術的に実行可能な組み合わせで、含んでよい。
【００１９】
特定の実装形態では、上記放送信号送信方法は、別の情報信号ＳＩ２を形成するステップであって、上記情報信号ＳＩ２は、上記パイロット信号ＳＰの上記中心周波数に対して既定の周波数ギャップΔＦ２を有する中心周波数で送信され、上記周波数ギャップΔＦ２は上記周波数ギャップΔＦ１とは異なる、ステップを含む。
【００２０】
特定の実装形態では、上記情報信号ＳＩ２は、上記情報信号ＳＩ１と同一の放送情報から形成される。
【００２１】
特定の実装形態では、上記情報信号ＳＩ２は、上記情報信号ＳＩ１とは異なる放送情報から形成される。
【００２２】
特定の実装形態では、上記情報信号ＳＩ１及び上記情報信号ＳＩ２は、それぞれ異なる物理層プロトコルに従って形成される。
【００２３】
特定の実装形態では、上記情報信号ＳＩ１及び上記情報信号ＳＩ２は、異なる変調に従って形成される。
【００２４】
特定の実装形態では、上記パイロット信号ＳＰ及び各上記情報信号それぞれの上記中心周波数は経時的に変化し、上記パイロット信号ＳＰの上記中心周波数と各上記情報信号の上記中心周波数との間の上記周波数ギャップは、経時的に一定である。
【００２５】
特定の実装形態では、上記パイロット信号ＳＰは正弦波信号である。
【００２６】
特定の実装形態では、上記周波数ギャップΔＦ１は、１０キロヘルツ未満、好ましくは１キロヘルツ未満である。
【００２７】
特定の実装形態では、上記情報信号ＳＩ１は超狭帯域である。
【００２８】
特定の実装形態では、上記情報信号ＳＩ１は、上記周波数ギャップΔＦ１の２倍未満のスペクトル幅を有する。
【００２９】
第２の態様によると、本発明は、本発明の上記実装形態のうちのいずれの１つによる放送信号送信方法を実装するよう構成された手段を含む、基地局に関する。
【００３０】
第３の態様によると、本発明は、本発明の上記実装形態のうちのいずれの１つによる放送信号送信方法を実装するよう構成された手段を含む、アクセスネットワークに関する。
【００３１】
第４の態様によると、本発明は、端末を用いて、本発明の上記実装形態のうちのいずれの１つによる送信方法に従って送信された放送信号を受信するための方法に関し、上記受信するための方法は：
‐上記端末が受信した信号を非線形フィルタリングするステップ；
‐上記受信した信号を非線形フィルタリングする上記ステップの後に、周波数ギャップΔＦ１において得られた信号に基づいて、放送信号を探索するステップであって、上記放送信号は、上記周波数ギャップΔＦ１において得られた上記信号が所定の検出基準を満たす場合に検出される、ステップ；
‐検出された上記放送信号から上記放送情報を抽出するステップ
を含む。
【００３２】
特定の実装形態では、上記受信方法は更に、以下の特徴のうちの１つ又は複数を、単独で、又はいずれの技術的に実行可能な組み合わせで、含んでよい。
【００３３】
特定の実装形態では、上記検出された放送信号から上記放送情報を抽出する上記ステップは、非線形フィルタリングする上記ステップの後に、上記周波数ギャップΔＦ１において得られた上記信号に基づいて実施される。
【００３４】
特定の実装形態では、上記非線形フィルタリングするステップは、飽和増幅器によって、上記受信した信号を増幅するステップ、又はエンベロープ検出回路によって、上記受信した信号のエンベロープを検出するステップを含む。
【００３５】
特定の実装形態では、上記放送情報を抽出するステップは、周波数ギャップΔＦ１の正弦波信号の開ループ生成、及び周波数ギャップΔＦ１の上記正弦波信号による、非線形フィルタリングする上記ステップの後に得られた上記信号の逓倍を含む。
【００３６】
第５の態様によると、本発明は、本発明の上記実施形態のうちのいずれの１つによる放送信号受信方法を実装するよう構成された手段を含む、端末に関する。
【００３７】
完全に非限定的な例として、図面を参照して行われる以下の説明を読むことにより、本発明がより良好に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、無線通信システムの概略図である。
【図２】図２は、放送信号を送信するための方法の主要なステップを示す図である。
【図３】図３は、図２の送信方法に従って送信される放送信号の一例の、周波数ドメインにおける概略図である。
【図４】図４は、図２の送信方法の変形実施形態の主要なステップを示す図である。
【図５】図５は、図４の送信方法に従って送信される放送信号の一例の、周波数ドメインにおける概略図である。
【図６】図６は、放送信号を受信するための方法の主要なステップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
これらの図では、複数の図において同一である参照符号は、同一又は類似の要素を指す。明瞭性のために、図示されている要素は、そうでないことが言明されていない限り、正確な縮尺ではない。
【００４０】
図１は、複数の端末２０と、複数の基地局３１を含むアクセスネットワーク３０とを含む、例えばＵＮＢタイプの無線通信システム１０の概略図である。
【００４１】
端末２０、及びアクセスネットワーク３０の基地局３１は、ラジオ信号の形態のデータを交換する。用語「ラジオ信号（ｒａｄｉｏ  ｓｉｇｎａｌ）」は、その周波数が従来のラジオ波のスペクトル（数ヘルツ〜数百ギガヘルツ）に含まれる無線手段によって伝播される電磁波を意味するものとして理解される。
【００４２】
端末２０は、アップリンクメッセージをアクセスネットワーク３０にアップリンクで送信するよう設計される。
【００４３】
各基地局３１は、範囲内に位置する端末２０からアップリンクメッセージを受信するよう設計される。このようにして受信された各アップリンクメッセージは例えば、場合によってはこれを受信した基地局３１の識別子、上記受信されたアップリンクメッセージの測定された電力、上記受信されたアップリンクメッセージの受信日及び／又は測定された中心周波数等と共に、アクセスネットワーク３０のサーバ３２に送信される。例えばサーバ３２は、様々な基地局３１から受信した全てのアップリンクメッセージを処理する。
【００４４】
本件において、ＵＮＢ無線通信システム１０は双方向型であり、アクセスネットワーク３０は、基地局３１によって、放送信号をダウンリンクで端末２０に送信するよう設計され、上記端末は、上記信号を受信するよう設計される。上記放送信号は、放送信号及び／又はマルチキャスト信号であってよい。
【００４５】
このような放送信号は、「放送情報（ｂｒｏａｄｃａｓｔ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）」と呼ばれるデジタル情報を含み、これは全ての又は一部の端末２０を送信先とする。上記放送情報は、全ての端末２０にとって、又は端末２０のグループにとって有用となり得るいずれのタイプの情報であってよい。例えば上記放送情報は、例えばアップリンクでのアップリンクメッセージの送信のために、端末２０の動作を制御することを目的としている。特に、アップリンクメッセージの送信に複数の周波数帯域が利用可能である場合、放送信号は、上記端末が自身のアップリンクメッセージを送信しなければならない周波数帯域を上記端末が識別できるようにする制御情報を含んでよい。別の非限定的な例では、様々な端末２０を互いに時間同期させることができる制御情報、例えばＵＴＣ（協定世界時）での時刻に対応する制御情報を送信することもできる。
【００４６】
基地局３１が送信する放送信号は例えば、例えば数百ミリ秒〜数秒といった限定的な継続時間のものである。必要な場合、上記放送信号の送信は不連続であり、基地局３１は例えば、ある放送信号を繰り返し送信し、上記放送情報は、送信のたびに変化してよい。しかしながら他の例では、基地局３１によって放送信号を連続的に送信することに一切の問題はない。
【００４７】
本発明は特に、アクセスネットワーク３０を用いて放送信号を送信するための方法５０、及び端末２０を用いて放送信号を受信するための方法６０に関する。
【００４８】
Ａ）放送信号送信方法
図２は、アクセスネットワーク３０を用いて放送信号を送信するための方法５０の主要なステップを概略的に示す。
【００４９】
図２に示すように、送信方法５０は主に、後で更に詳細に説明される以下のステップを含む：
‐複数の端末２０を送信先とする放送情報から、情報信号ＳＩ１を形成するステップ５１；
‐パイロット信号ＳＰを形成するステップ５２；
‐情報信号ＳＩ１及びパイロット信号ＳＰを含む放送信号を送信するステップ５３であって、上記情報信号ＳＩ１及び上記パイロット信号ＳＰはそれぞれ、既定の周波数ギャップΔＦ１を有する異なる中心周波数において送信される、ステップ５３。
【００５０】
図２に示されている様々なステップのうち、放送信号を送信するステップ５３だけは、少なくとも部分的に、基地局３１によって必ず実行しなければならない。図２に示されている他のステップは、基地局３１によって、及び／又はアクセスネットワーク３０のサーバ３２によって実行してよい。例えば、情報信号ＳＩ１を形成するステップ５１、及びパイロット信号ＳＰを形成するステップ５２は、サーバ３２によって実行してよく、サーバ３２は次に、情報信号ＳＩ１及びパイロット信号ＳＰを基地局３１に送信し、基地局３１は送信ステップ５３中に上記放送信号を送信する。
【００５１】
本説明の残りの部分では、本発明者らは、図２に示されているステップ全てが上記アクセスネットワーク３０の基地局３１によって実行される場合を想定している。しかしながら、基地局３１が情報信号ＳＩ１を形成する元となる放送情報は、この場合においても、サーバ３２によって提供され得ることに留意されたい。
【００５２】
基地局３１は例えば、（図示されていない）処理モジュールをそれぞれ含み、各処理モジュールは、例えば１つ又は複数のプロセッサ及びメモリ記憶手段（磁気ハードディスク、電子メモリ、光ディスク等）を含み、上記記憶手段には、コンピュータプログラム製品が、放送信号送信方法５０の様々なステップを実装するために実行されるプログラムコード命令のセットの形態で記憶される。一変形例では、各処理モジュールは、放送信号送信方法５０の上記ステップの全て又は一部を実装するよう設計された、ＦＰＧＡ、ＰＬＤ等のタイプの１つ若しくは複数のプログラマブル論理回路、及び／又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含む。
【００５３】
各基地局３１は更に、当業者に公知であると考えられる無線通信手段を含み、これは、上記基地局がアップリンクメッセージを受信できるようにし、また放送信号をラジオ信号の形態で送信できるようにする。
【００５４】
換言すれば、アクセスネットワーク３０の基地局３１はそれぞれ、放送信号送信方法５０の様々なステップを実装するための、ソフトウェア（特定のコンピュータプログラム製品）及び／又はハードウェア（ＦＰＧＡ、ＰＬＤ、ＡＳＩＣ等）で構成された手段を含む。
【００５５】
情報信号ＳＩ１は、形成ステップ５１中に、従来の方法で放送情報から形成される。例えば放送情報は、誤り訂正コードでエンコードしてよく、また時間同期パターン、誤差検出データ（例えば巡回冗長検査（ｃｙｃｌｉｃ  ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  ｃｈｅｃｋ：ＣＲＣ））、マルチキャストの場合は端末２０のグループの識別子、等といった制御情報を付加してよい。このようにして得られたデータを、次に、当業者に公知のいずれの方法を用いて、例えばＢＰＳＫ（バイナリ位相シフトキーイング：Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）又はＧＦＳＫ（ガウス位相シフトキーイング：Ｇａｕｓｓｉａｎ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調を用いて変調してよい。
【００５６】
パイロット信号ＳＰは、情報信号ＳＩ１に対して既定のゼロではない周波数ギャップΔＦ１で、上記放送信号中で送信されるよう構成される。この周波数ギャップΔＦ１は、端末２０が先験的に把握しているものであり、上記放送信号の特徴であるシグニチャを形成し、またパイロット信号ＳＰの主要な機能は、上記放送信号中に周波数ギャップΔＦ１を生成することである。
【００５７】
従ってパイロット信号ＳＰは特に単純なものとすることができ、好ましい実施形態では正弦波信号（「連続波（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ：ＣＷ）」）である。しかしながら他の実施例では、より複雑なパイロット信号ＳＰを用いることに一切の問題はない。特にパイロット信号ＳＰは、他の例において、端末２０が先験的に把握しているデータのみから形成してよく、又は端末２０を送信先とする上記放送信号の一部分から形成することさえできる。
【００５８】
本説明の残りの部分では、本発明者らは、非限定的なものとして、パイロット信号ＳＰが正弦波信号ＣＷである場合を想定する。
【００５９】
上述のように、情報信号ＳＩ１及びパイロット信号ＳＰはそれぞれ、ステップ５３の間に、端末２０が先験的に把握している既定のゼロではない周波数ギャップΔＦ１を有する異なる中心周波数で送信される。周波数ギャップΔＦ１は、端末２０が上記ギャップを先験的に把握していれば、経時的に一定であっても、経時的に変化してもよいことに留意されたい。例えば周波数ギャップΔＦ１は、端末２０が全て先験的に把握している複数の所定の値を、送信のたびに連続して採用してよい。本説明の残りの部分では、本発明者らは、非限定的なものとして、周波数ギャップΔＦ１が経時的に一定である場合を想定する。
【００６０】
図３は、本発明による放送信号の非限定的な例を、周波数ドメインにおいて概略的に示す。
【００６１】
図３に示されている例では、情報信号ＳＩ１が送信される中心周波数ＦＩ１及びパイロット信号ＳＰが送信される中心周波数ＦＰ（即ち正弦波信号ＣＷの周波数）は、以下の式：
ＦＩ１＝ＦＰ＋ΔＦ１
によって関連付けられる。
【００６２】
中心周波数ＦＩ１及びＦＰは高く、典型的には数メガヘルツ超、又は数百メガヘルツ超でさえあることに留意されたい。例えば中心周波数ＦＩ１及びＦＰは、ＩＳＭ（「産業、科学及び医療用（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ，  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  ａｎｄ  Ｍｅｄｉｃａｌ）」）バンド内に含まれる。
【００６３】
対照的に、周波数ギャップΔＦ１は好ましくは、中心周波数ＦＩ１及びＦＰよりもはるかに低い。特定の実装形態では、周波数ギャップΔＦ１は１０キロヘルツ未満であり、又は１キロヘルツ未満でさえある。このような構成は、上記放送信号のスペクトル幅（従って端末２０が上記放送信号を探索しなければならない周波数帯域の幅）を制限できる一方で、これ以降に説明するように、低性能周波数合成手段を用いて上記放送信号を受信できるという点で、有利である。
【００６４】
図３に示されている例では、情報信号ＳＩ１は、周波数ギャップΔＦ１の２倍未満のスペクトル幅を有する。例えば、上記情報信号の上記スペクトル幅は１００ヘルツ程度であり、周波数ギャップΔＦ１は２００ヘルツに等しい。このような構成により、上記放送信号の受信を促進できる。しかしながら他の例では、周波数ギャップΔＦ１の２倍超のスペクトル幅を有する情報信号ＳＩ１を用いることに一切の問題はない。
【００６５】
情報信号ＳＩ１の中心周波数ＦＩ１及びパイロット信号ＳＰの中心周波数ＦＰは例えば、経時的に一定である。しかしながらこのような場合、上記放送信号は、干渉の存在に対してあまり耐性が高くない。
【００６６】
干渉に対する耐性を改善するために、パイロット信号ＳＰの中心周波数ＦＰ及び情報信号ＳＩ１の中心周波数ＦＩ１を、所定の周波数帯域内で経時的に変動させる。対照的に、パイロット信号ＳＰの中心周波数ＦＰと情報信号ＳＩ１の中心周波数ＦＩ１との間の周波数ギャップΔＦ１は、好ましくは経時的に一定のままである。換言すれば、以下の通りである：
ＦＩ１（ｔ）＝ＦＰ（ｔ）＋ΔＦ１
【００６７】
中心周波数ＦＰ、ＦＩ１の時間的変動は例えば一定である。第１の例では、中心周波数ＦＰ、ＦＩ１の変動は、例えば以下の式：
ＦＰ（ｔ）＝Ｆ0＋Ａ0・ｓｉｎ（ω0・ｔ）
ＦＩ１（ｔ）＝ＦＰ（ｔ）＋ΔＦ１
に従って、正弦波状であり、これらの式中：
‐Ｆ0は所定の基準周波数に対応し：
‐Ａ0は所定の変動振幅に対応し；
‐ω0は所定の変動パルスに対応する。
【００６８】
その結果、パイロット信号ＳＰの中心周波数ＦＰは、下限ＦＰ１及び上限ＦＰ２を有する所定の周波数帯域ＢＰ内で変動する。上述の例では、周波数ＦＰ１は（Ｆ0‐Ａ0）に等しく、周波数ＦＰ２は（Ｆ0＋Ａ0）に等しい。周波数ギャップΔＦ１とは異なり、基準周波数Ｆ0、変動振幅Ａ0、変動パルスω0を、端末２０が把握している必要はないことに留意されたい。しかしながら、端末２０の複雑性を制限するために、周波数帯域ＢＰを上記端末が把握しているか、又は上記端末によって決定できると、有利であることが分かっている。
【００６９】
第２の非限定的な例によると、中心周波数ＦＰ、ＦＩ１の変動は、例えば以下の式：
ＦＰ（ｔ）＝Ｆ0＋δＦ・ｔ
ＦＩ１（ｔ）＝ＦＰ（ｔ）＋ΔＦ１
に従って線形であり、これらの式中、δＦは、所定の変動傾斜に対応する。
【００７０】
上記式では、パイロット信号ＳＰの中心周波数ＦＰは好ましくは、周波数帯域ＢＰ内に保持される。例えば、変動傾斜δＦが正である場合、中心周波数ＦＰは、周波数ＦＰ１から周波数ＦＰ２へと漸増する。中心周波数ＦＰが周波数ＦＰ２に到達すると、中心周波数ＦＰは再び周波数ＦＰ１から増加し始める。
【００７１】
他の例では、中心周波数ＦＰ、ＦＩ１の時間的変動は不連続であってよい。必要な場合、中心周波数ＦＰ、ＦＩ１は、例えば所定の周波数ホップパターンに従う。周波数ギャップΔＦ１とは異なり、上記周波数ホップパターンを端末２０が把握している必要はないことに留意されたい。しかしながら、上記周波数ホップパターンを上記端末が把握しているか、又は上記端末によって決定できると、有利であることが分かっている。
【００７２】
図４は、放送信号送信方法５０の特定の一実装形態を概略的に示す。図３を参照して既に説明したステップに加えて、図４に示されている送信方法５０は、別の情報信号ＳＩ２を形成するステップ５４を含む。送信される放送信号は、パイロット信号ＳＰと、情報信号ＳＩ１、ＳＩ２とを含み、上記情報信号ＳＩ２は、パイロット信号ＳＰの中心周波数ＦＰに対して既定の周波数ギャップΔＦ２を有する中心周波数ＦＩ２において送信され、この周波数ギャップΔＦ２は、周波数ギャップΔＦ１とは異なる。周波数ギャップΔＦ１と同様、周波数ギャップΔＦ２は、端末２０が上記ギャップを先験的に把握していれば、経時的に一定であっても、経時的に変動してもよい。本説明の残りの部分では、本発明者らは、非限定的なものとして、周波数ギャップΔＦ２が経時的に一定である場合を想定する。
【００７３】
図５は、パイロット信号ＳＰ、情報信号ＳＩ１及び情報信号ＳＩ２を含む放送信号の一例を、周波数ドメインにおいて概略的に示し、パイロット信号ＳＰの中心周波数ＦＰと、情報信号ＳＩ２の中心周波数ＦＩ２とは、以下の式によって関連付けられる：
ＦＩ２＝ＦＰ＋ΔＦ２
【００７４】
図５に示されている非限定的な例では、周波数ギャップΔＦ１、ΔＦ２はいずれも正であり、周波数ギャップΔＦ２は周波数ギャップΔＦ１より大きい。例えば周波数ギャップΔＦ１は２００ヘルツに等しく、周波数ギャップΔＦ２は７００ヘルツに等しい。更に情報信号ＳＩ１及び情報信号ＳＩ２は、周波数ドメインにおいて、これらの間にいずれの重複を有しない。
【００７５】
より一般的には、周波数ギャップΔＦ１に関して上で行った説明は、周波数ギャップΔＦ２にも適用可能である。特に、パイロット信号ＳＰの中心周波数ＦＰ及び情報信号ＳＩ１の中心周波数ＦＩ１が経時的に変動する場合、情報信号ＳＩ２の中心周波数ＦＩ２もまた、好ましくは周波数ギャップΔＦ２が一定のままとなるように、経時的に変動する。
【００７６】
情報信号ＳＩ２に関しては、いくつかの用途が考えられる。
【００７７】
例えば情報信号ＳＩ２は、情報信号ＳＩ１と同一であってよい。このような場合、情報信号ＳＩ２は主に、例えば干渉に対する、或いは又は更にパイロット信号ＳＰ及び情報信号ＳＩ１、ＳＩ２の中心周波数の時間的変動に対する、放送信号の耐性を改善するために、冗長性を目的として送信される。
【００７８】
別の例では、情報信号ＳＩ２は情報信号ＳＩ１と異なっていてよい。例えば情報信号ＳＩ２は、情報信号ＳＩ１を形成するために使用されたものとは異なる放送情報から形成してよい。
【００７９】
異なる放送情報の使用に代えて、又はこれに加えて、情報信号ＳＩ２は、情報信号ＳＩ１を形成するために使用されたものとは異なる物理層プロトコルに従って形成してよい。用語「異なる物理層プロトコル（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ  ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｌａｙｅｒ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ）」は、放送情報が同一である場合でさえ、放送信号ＳＩ２が情報信号ＳＩ１と異なることを意味するものと理解される。例えば情報信号ＳＩ１及び情報信号ＳＩ２は、ビットレート、誤り訂正コード、制御情報等が異なっていてよい。図５に示されている非限定的な例では、情報信号ＳＩ２は、情報信号ＳＩ１より大きいスペクトル幅、例えば６００ヘルツに等しいスペクトル幅を有する。
【００８０】
このような場合、情報信号ＳＩ１は例えば、第１の物理層プロトコルに適合可能な端末２０の第１のグループを対象とし、情報信号ＳＩ２は、第２の物理層プロトコルに適合可能な端末２０の第２のグループを対象とする。
【００８１】
好ましい実装形態では、情報信号ＳＩ１及び情報信号ＳＩ２は、少なくとも使用される変調に関して異なる。例えば上記情報信号のうちの一方は、ＢＰＳＫ変調を用いて変調され、上記情報信号のうちのもう一方は、ＧＦＳＫ変調を用いて変調される。
【００８２】
端末２０が送信するアップリンクメッセージが、ＵＮＢ無線通信システムにおいて超狭帯域である場合、放送信号自体は必ずしも超狭帯域ではなく、１キロヘルツ超の瞬時スペクトル幅を有してよいことに留意されたい。好ましい実装形態では、情報信号ＳＩ１は超狭帯域である。好ましくは、放送信号が複数の情報信号を含む場合、各上記情報信号は超狭帯域である。
【００８３】
Ｂ）放送信号受信方法
一般に、放送信号を受信するために、より詳細には上記放送信号を検出するため、並びに／又は情報信号ＳＩ１から（及び必要な場合は情報信号ＳＩ２から）上記放送信号を抽出するために、多数の受信方法を使用できる。
【００８４】
しかしながら、上記放送信号の特定の形状、特にパイロット信号ＳＰと情報信号ＳＩ１との間の既定の周波数ギャップΔＦ１により、上記放送信号を、簡単かつ経済的な方法で受信できる。
【００８５】
図６は、以上の記載に従ってアクセスネットワーク３０が送信した放送信号を、端末２０を用いて受信する方法６０の主要なステップを、概略的に示す。
【００８６】
例えば各端末２０は、１つ又は複数のプロセッサ及びメモリ記憶手段（磁気ハードディスク、電子メモリ、光ディスク等）を含む（図示されていない）処理モジュールを含み、上記記憶手段には、コンピュータプログラム製品が、放送信号受信方法６０の様々なステップを実装するために実行されるプログラムコード命令のセットの形態で記憶される。一変形例では、上記処理モジュールは、放送信号受信方法６０の上記ステップの全て又は一部を実装するよう設計された、ＦＰＧＡ、ＰＬＤ等のタイプの１つ若しくは複数のプログラム論理回路、及び／又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含む。各端末２０は更に、当業者には公知であると考えられる無線通信手段を含み、これは、上記端末がアップリンクメッセージを送信できるようにし、またダウンリンクメッセージをラジオ信号の形態で受信できるようにする。
【００８７】
換言すれば、各端末２０は、放送信号受信方法６０の様々なステップを実装するための、ソフトウェア（特定のコンピュータプログラム製品）及び／又はハードウェア（ＦＰＧＡ、ＰＬＤ、ＡＳＩＣ等）で構成された手段のセットを含む。
【００８８】
図６に示されているように、放送信号受信方法６０はまず、端末２０によって受信された信号を非線形フィルタリングするステップ６１を含む。
【００８９】
用語「非線形フィルタリング（ｎｏｎ‐ｌｉｎｅａｒ  ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）」は、略二次効果を有するフィルタリング、即ちその出力信号が入力信号の二乗を含むフィルタリングを意味するものと理解される。具体的には、例えばパイロット信号ＳＰ及び情報信号ＳＩ１に関して以下の式：
ＳＰ（ｔ）＝ｓｉｎ（ωFP・ｔ）
ＳＩ１（ｔ）＝ＡSI1（ｔ）・ｓｉｎ（ωFI1・ｔ）
（これらの式中：
‐ωFPは、中心周波数ＦＰに関連するパルスに対応し：
‐ＡSI1（ｔ）は、ベースバンド情報信号ＳＩ１（ｔ）に対応し；
‐ωFI1は、中心周波数ＦＩ１に関連するパルスに対応する）
を想定する場合、放送信号ＳＤは：
ＳＤ（ｔ）＝ｓｉｎ（ωFP・ｔ）＋ＡSI1（ｔ）・ｓｉｎ（ωFI1・ｔ）
に等しい。
【００９０】
非線形フィルタリング後、得られた信号は、放送信号ＳＤの二乗：
（ＳＤ（ｔ））2＝（ｓｉｎ（ωFP・ｔ）＋ＡSI1（ｔ）・ｓｉｎ（ωFI1・ｔ））2
＝（ｓｉｎ（ωFP・ｔ））2＋（ＡSI1（ｔ）・ｓｉｎ（ωFI1・ｔ））2＋２（ｓｉｎ（ωFP・ｔ）・ＡSI1（ｔ）・ｓｉｎ（ωFI1・ｔ））
＝（１‐ｃｏｓ（２・ωFP・ｔ））／２＋（ＡSI1（ｔ））2・（１‐ｃｏｓ（２・ωFI1・ｔ））／２＋ＡSI1（ｔ）・（ｃｏｓ（ωFP・ｔ‐ωFI1・ｔ）‐ｃｏｓ（ωFP・ｔ＋ωFI1・ｔ））
＝（１＋ＡSI1（ｔ）2）／２＋ＡSI1（ｔ）・ｃｏｓ（ωΔF1・ｔ）‐ｃｏｓ（２・ωFP・ｔ）／２‐（ＡSI1（ｔ））2・ｃｏｓ（２・ωFI1・ｔ）／２‐ＡSI1（ｔ）・ｃｏｓ（ωFP・ｔ＋ωFI1・ｔ）
を含み、式中、ωΔF1は、周波数ギャップΔＦ１に関連するパルスに対応する。
【００９１】
従って、非線形フィルタリング後に得られる信号は、特に以下の成分：
ＡSI1（ｔ）・ｃｏｓ（ωΔF1・ｔ）
を含み、これは、周波数ギャップΔＦ１における情報信号ＳＩ１に対応する。得られる他の成分は、必要であれば、好適なフィルタリングによって全体的に又は部分的に抑制される場合がある。
【００９２】
結果として、非線形フィルタリング、及び上記放送信号の特定の形状により、情報信号ＳＩ１は周波数ギャップΔＦ１に戻る。非線形フィルタリングは例えば飽和増幅器によって、又はエンベロープ検出回路によって実施でき、従って簡単かつ経済的な方法で実施できる。
【００９３】
非線形フィルタの入力に供給される信号は、放送信号ＳＤを含む周波数帯域で測定された信号に対応することに留意されたい。この測定された信号は、上記放送信号の受信を損なわないよう、より低い周波数へと周波数変換される場合がある。というのは、周波数ギャップΔＦ１はこのような周波数変換によって変化しないためである。
【００９４】
次に受信方法６０は、上記非線形フィルタリングの後に、周波数ギャップΔＦ１において得られた上記信号に基づいて、放送信号を探索するステップ６２を含む。放送信号の探索は、周波数ギャップΔＦ１において得られた上記信号が所定の検出基準を満たすかどうかを検査するステップからなる。例えば上記検出基準は、周波数ギャップΔＦ１で受信されるエネルギが所定の閾値を超える場合に、満たされていると考えることができる。別の非限定的な例では、周波数ギャップΔＦ１で得られた上記信号をベースバンドに戻して、情報信号ＳＩ１に含まれている所定の時間同期パターンと相関させることができ、上記検出基準は、上記相関の結果が所定の閾値を超える場合に、満たされていると考えられる。
【００９５】
探索ステップ６２の実行は、放送信号が検出されない（図６の参照番号６２０）限り継続される。放送信号が検出される（図６の参照番号６２１）と、受信方法６０は、放送信号ＳＩ１に含まれる上記放送情報を抽出するステップ６３を含む。
【００９６】
放送信号が、非線形フィルタリング後に得られた上記信号に基づいて検出されると、上記抽出を、非線形フィルタリングの前に、中心周波数ＦＩ１の情報信号ＳＩ１から実施できることに留意されたい。しかしながらこのような場合において、比較的高性能の周波数合成手段を用いる必要はないことが分かっている。
【００９７】
好ましい実装形態では、上記検出された放送信号の上記放送情報は、非線形フィルタリング後に、周波数ギャップΔＦ１において得られた情報信号ＳＩ１から抽出される。このような構成は、上記放送信号の抽出が、低性能周波数合成手段を用いて実施できる限りにおいて、極めて有利である。具体的には、周波数ギャップΔＦ１は原理的に正確であり（基地局３１によって生成され）、低くなるよう、例えば数百ヘルツ程度となるよう、選択できる。その結果、低性能周波数合成手段を用いた場合でさえ、端末２０によって生成された周波数ギャップΔＦ１のドリフトは、数秒〜数分の期間に亘って、原理的には無視できる。例えば上記放送情報を抽出する上記ステップは、周波数ギャップΔＦ１の正弦波信号の開ループ生成、及び非線形フィルタリング後に得られた上記信号の、周波数ギャップΔＦ１の上記正弦波信号による逓倍を伴う。しかしながら、周波数ギャップΔＦ１の上記正弦波信号を閉ループモードで、例えばＰＬＬ、コスタスループ等によって生成することに、一切の問題はない。
【００９８】
放送信号ＳＤが情報信号ＳＩ２を更に含む場合、及び放送信号ＳＤの受信が非線形フィルタリングステップを含む場合、周波数ギャップΔＦ１及び周波数ギャップΔＦ２は好ましくは、非線形フィルタリング後に、それぞれ周波数ギャップΔＦ１及び周波数ギャップΔＦ２に戻る情報信号ＳＩ１及び情報信号ＳＩ２が他の成分によって過剰に妨害されないことを保証できるように選択される。
【００９９】
例えば、情報信号ＳＩ１のスペクトル幅を表すためにＢ１を用い、情報信号ＳＩ２のスペクトル幅を表すためにＢ２を用いる場合、周波数ギャップΔＦ１、ΔＦ２を、（ΔＦ２＞ΔＦ１と仮定して）以下の式が満たされるように選択できる：
Ｂ１＋Ｂ２／２＜ΔＦ２‐２・ΔＦ１
Ｂ１／２＋Ｂ２＜ΔＦ１
【０１００】
上記式により、非線形フィルタリングが純粋な二次効果を有する場合に、周波数ギャップΔＦ１、ΔＦ２で得られる情報信号ＳＩ１及び情報信号ＳＩ２が、非線形フィルタリング後に得られる信号の他の成分との周波数重複を有しないことを保証できる。
【０１０１】
非線形フィルタリングが二次効果に限定されない場合、周波数ギャップΔＦ１、ΔＦ２は好ましくは、周波数ギャップΔＦ２が周波数ギャップΔＦ１の高調波とならない（周波数ギャップΔＦ１が周波数ギャップΔＦ２より大きい場合はその逆）ように、選択される。
【０１０２】
より一般的には、非線形フィルタリング後に、得られた他の成分によって周波数ギャップΔＦ１及び周波数ギャップΔＦ２に戻る情報信号ＳＩ１、ＳＩ２がそれぞれ過剰に妨害されないことを保証するために、周波数ギャップΔＦ１、ΔＦ２を、周波数ギャップΔＦ１、ΔＦ２それぞれの値を変動させることによって放送信号ＳＤに対する非線形フィルタリングをシミュレートすることにより、選択できる。
【０１０３】
より一般的には、これまでに考察した実装形態及び実施形態は、非限定的な例として説明されていること、従って他の変形例も考えられることに留意されたい。
【０１０４】
特に本発明は、１つ又は２つの情報信号を含む放送信号を想定して説明されている。他の例では、端末が先験的に把握しているパイロット信号ＳＰの中心周波数に対して、規定の異なる周波数ギャップをそれぞれ有するそれぞれの中心周波数で、必要な場合に送信され得る、３つ以上の多数の情報信号を含む放送信号を想定することに一切の問題はない。
【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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【国際調査報告】
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2018524857.tif 000011
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