JP2003500895A

JP2003500895A - Ｆｈ／ｔｄｄシステムにおける時間及び周波数ダイバーシチ

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Publication number: JP2003500895A
Application number: JP2000619148A
Authority: JP
Inventors: ヤープハートセン，
Original assignee: テレフオンアクチーボラゲットエルエムエリクソン（パブル）
Priority date: 1999-05-17
Filing date: 2000-05-12
Publication date: 2003-01-07
Also published as: EP1183813A1; DE60019282D1; WO2000070811A1; US6850740B1; ATE292862T1; BR0010567A; CN1361956A; AU4565500A; EP1183813B1

Abstract

(57)【要約】干渉特性に応じて追加のリンクを加えることを含む、周波数及び時間ダイバーシチ指向のスペクトル拡散変調を用いる、無線通信の方法及び装置。一連のタイムスロットを確保することによって第１の無線リンクが確立される場合に、送信器から受信器に複数のデータ・パケットが伝達され得る。無線リンクは、例えば、ｎ＞１であるときに、ｎ個のタイムスロット毎の１つであり得る。複数のデータ・パケットのそれぞれが第１及び第２の無線リンクの両方によって送信され、受信器が複数のデータ・パケットそれぞれを２回受信するようなダイバーシチとなるように、第２の無線リンクがｎ個のタイムスロット毎の別の１つで更に確立され得る。各無線リンクは周波数ホッピング・チャネルを使用し、各データ・パケットについて、第１のリンクによる送信は、第２のリンクによる送信で使用されるのと異なった周波数で行われる。第２のリンクは、第１のリンクに関して、受信品質に問題があることを受信器が検出することに応じて確立され得る。このため、第２のリンクは、第１のリンクに関して、受信品質に問題がないことを受信器が検出することに応じて終了され得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】背景本発明は無線システムに関し、より詳細には、干渉が存在する状態で動作する
無線通信システムにおいて、周波数ホッピング（ＦＨ）スペクトル拡散を適用す
る方法及び装置に関する。

【０００２】ここ数十年で、無線及びＶＬＳＩ技術の発展は、消費者のアプリケーションに
おいて無線通信の広範囲な使用を促進した。移動無線機のような携帯型装置は、
許容できる価格、大きさ及び消費電力で現在は製造され得る。

【０００３】例えば、持ち運びできるラジオ、セルラ電話などのように、今日の無線通信技
術は主に音声通信を中心としているが、おそらく近い将来には、移動体ファック
ス及び移動体インターネット・ブラウザなどの他のタイプの移動型装置、並びに
コンピュータ及び基地局などの固定型装置と、より多い情報の流れを送受信する
ことが広くもたらされる見通しである。より詳細には、無線通信技術の更なる発
展は、おそらく多くの種類の装置に容易に組み込める非常に低価格の無線機器を
もたらすであろう。無線通信の進歩は、現在支持されているケーブルベースのサ
ービスの必要性を減少させる見込みである。例えば、マスター装置は周辺機器そ
れぞれと無線リンクによって通信してもよく、これにより、ケーブルの必要性が
なくなる。

【０００４】無線通信サービスの急速な発展を受け入れるためには、広い帯域幅が必要であ
る。高いデータレート伝送を可能とする、十分な容量の認可の不要な帯域が望ま
しい。そのような試みに好適な帯域は、世界的に利用可能な、２．４５ＧＨｚの
ＩＳＭ（工業／科学／医療用）帯域で見つかるであろう。その帯域は、２．４５
ＧＨｚをほぼ中心として、８３．５ＭＨｚの無線スペクトルを提供する。

【０００５】異なった無線ネットワークが調整なしに同じ無線媒体を共用するのを可能とす
るためには、信号拡散が通常使用される。実際に、米国の連邦通信委員会（ＦＣ
Ｃ）は、２．４５ＧＨｚ帯域で動作する市販の無線機器に、送信パワーが０ｄＢ
ｍを越えるときに、ある形態の拡散を適用することを現在要求している。拡散は
、直接拡散（ＤＳ）のスペクトル拡散を適用することによるシンボルレベル、あ
るいは周波数ホッピング（ＦＨ）のスペクトル拡散を適用することによるチャネ
ルレベルのいずれでもよい。後者は、コスト効果のある無線の使用をより簡単に
可能とするので、上述の無線アプリケーションにとっては魅力的である。

【０００６】ＤＳ拡散を用いるスペクトル拡散は、キャリアの波形をデータ信号ｘ（ｔ）で
変調することを伴う。データ変調されたキャリアはその後、広帯域拡散信号ｇ（
ｔ）で更に変調されて送信される。送信信号を復号するためには、Ｔｄを受信器
の伝播遅延の推定値とすると、拡散信号ｇ（ｔ−Ｔｄ）の同期されたレプリカが
受信信号で復調され、適切に同期されていれば（例えば、推定値Ｔｄが正しけれ
ば）、逆拡散信号が復調されて再生される。Ｍ値の周波数シフトキーイング（Ｍ
ＦＳＫ）を用いるＦＨシステムでは、ｋ＝log₂Ｍの情報ビットが、各「ホップ」
での送信に使用すべきＭ個の周波数の１つを求めるのに使用される。ＭＦＳＫは
拡散を達成するのに通常使用される変調方法である。直接拡散及び周波数ホッピ
ングのスペクトル拡散に関するより詳細な情報は、Prentice Hallより１９８８
年に発行された、Barnard Sklar著の「デジタル通信、基礎及びアプリケーショ
ン(Digital Communications, Fundamentals and Applications)」の５５０ペー
ジ以下を参照せよ。

【０００７】両方の拡散方法それぞれには、利点と欠点がある。直接拡散（ＤＳ）のスペク
トル拡散は、例えば、チャネル当たり高い生データレートで伝送できるが、サポ
ートされ得るオーバーラップするセルの数が、ＤＳシステム自体との干渉が開始
されるまでの数に制限される。反対に、周波数ホッピングのスペクトル拡散は、
ＤＳの自己ブロック傾向によって同じ程度まで損なわれない。周波数ホッピング
・システムは、システム性能が低下し始めるまでに、オーバーラップするセルを
実質的により多くサポートできる。しかしながら、伝送される生データのレート
は、ＤＳのよりもこれまでは実質的に低かった。しかしながら、現在の技術水準
を考慮すると、結局は、無線トランシーバはＦＨ拡散によりＤＳ拡散よりも複雑
でなくかつ安くなる。

【０００８】２．４５ＧＨｚのＩＳＭ帯域は現在、ＦＣＣによって要求されたパート１５規
則を満たすあらゆるシステムで利用可能である。欧州及びアジアでは、通信関係
機関によって同様の規則が設定されている。従ってＩＳＭ帯域で動作するシステ
ムは、ＩＳＭ帯域で自由に送信し得る広範囲な異なったシステムによる、未知で
予測できない様々な干渉源に効率的に対処しなければならない。皮肉にも、２．
４５ＧＨｚのＩＳＭ帯域で現在最も重大な干渉源は、通信装置ではなく電子レン
ジである。

【０００９】現在電子レンジは、２．４４ＧＨｚから２．４８ＧＨｚまでの帯域で動作し、
ＦＣＣパート１５よりも厳しくない規則である、別のＦＣＣ規則、主にＦＣＣパ
ート１８に従わなければならない。ＦＣＣパート１８は、より大きな信号パワー
と広い信号スペクトルを認めており、このため、例えば、電子レンジと無線通信
装置との間の干渉の可能性を増やしている。その上、電子レンジによる干渉は、
他の干渉源によるものと比べて、比較的予測できないものであり、レンジの構造
、加熱される食品のタイプ、などに依存するであろう。それにもかかわらず、周
波数スペクトルに渡って存在し得る電子レンジなどによる干渉の性質により、従
来技術のシステムでは容易にわからない特別な解決策を必要とする、特別な問題
が生じ得る。

【００１０】そのようなシステムの１つが、Kasuyaらに発行された米国特許第５，４３６，
９０６号（以下、"Kasuya"と呼ぶ）に開示されている。Kasuyaは、第１のタイム
スロットの信号について、信号品質が品質基準未満に低下したときに、指定のな
いタイムスロットを使用する無線通信システムを開示している。

【００１１】 Kasuyaらに発行された米国特許第５，４３６，９０６号は、基地局と移動端末
との間のＴＤＭＡ通信プロトコルを説明している。（基地局又は移動端末のいず
れかの）一方の受信器が所定の閾値より高いビット誤り率（ＢＥＲ）を検出した
ら、１つより多いタイムスロットを使用する処理が開始される。システムは最初
に未使用のタイムスロットがあるかチェックする。もしある場合には、１つ以上
の追加のタイムスロットが割り当てられる。そして情報は２つ以上のタイムスロ
ットで送信される。受信器は、異なったタイムスロットのＢＥＲを比較して、も
っともＢＥＲの低いものを使用できる。信号品質が改善されたら、余分なタイム
スロットは後で開放され得る。

【００１２】 DENTに発行された米国特許第５，６６３，９５７号には、良好に受信される信
号品質を維持するために、必要なときに２つのタイムスロットを利用するＴＤＭ
Ａシステムが記載されている。特にクレーム１、５及び６を参照せよ。この文献
はＦＨ及びＴＤＤにも言及している。特に、第３３欄の３７行目から第２４欄の
第２３行目、及び第３欄の５０から５６行目を参照されたい。

【００１３】 ROHANIらに発行された米国特許５，３９０，１６６号には、周波数ホッピング
符号分割多元接続（ＦＨ−ＣＤＭＡ）に従って動作する通信システムが記載され
ている。受信器はいくつかのタイムスロットを受信し、出力信号を生成するため
にそれらの組合せ又は最も良好なスロットの選択のいずれかを行う。

【００１４】 LEEに発行された米国特許４，６１６，３６４号には、周波数がデジタルにホ
ップされ、情報の断片を異なった周波数で送信する時間ダイバーシチ・システム
が記載されている。受信器は最良の信号を選択する。

【００１５】上述のシステムは、主にＴＤＭＡタイプのシステムにおけるある種の結果や問
題に対処するものであり、ＦＨチャネル上の時間で及び／又は周波数の変化する
干渉源の影響に対処するものではない。従って、この技術分野でＦＨ通信チャネ
ル上の干渉源の影響を低減する方法及び装置は歓迎されるであろう。

【００１６】概要干渉源、特に帯域が限定され時間で変化する干渉源の影響を低減するための、
ＦＨ／ＴＤＤシステム用の方法及び装置が開示されている。

【００１７】従って本発明の目的は、無線通信システムで予測できない信号源からの時間で
変化する干渉の影響を低減することのできる、方法及び装置を提供することであ
る。

【００１８】本発明の一つの態様によれば、上述及び他の目的は、周波数及び時間ダイバー
シチ指向のスペクトル拡散変調を用い、干渉特性に応じて追加のリンクを加える
ことのできる、無線通信の方法及び装置によって達成される。

【００１９】一連のタイムスロットを確保することにより、送信器と受信器の間の第１の無
線リンクが確立された無線通信システムで、複数のデータ・パケットが送信器か
ら受信器へ伝達され得る。無線リンクは、例えば、ｎ＞１であるとき、ｎ個のタ
イムスロット毎の１つであり得る。送信器と受信器との間に、ｎ個のタイムスロ
ット毎の別の１つでの第２の通信リンクが確立されてもよく、その結果、複数の
データ・パケットそれぞれが第１及び第２の無線リンクの両方によって送信され
、受信器がデータ・パケットそれぞれを２回受信するような、時間及び周波数ダ
イバーシチとなる。

【００２０】本発明の別の態様によれば、第２の無線リンクが、第１の無線リンクから、概
してタイムスロットの数について測定されるオフセットｍで確立され得る。オフ
セットｍは、変数でもよく、上記で説明したｎより大きくても小さくてもよい。

【００２１】本発明の更に別の態様によれば、第１及び第２の無線リンクのそれぞれは、周
波数ホッピング・チャネルを利用し、複数のデータ・パケットそれぞれについて
、第１の無線リンクによる送信が、第２の無線リンクによる送信で使用されるの
と異なったホップ・シーケンスを使用して行われる。

【００２２】本発明の更に別の態様によれば、第１及び第２の通信リンクの一方に関連する
複数のデータ・パケットが、複数のデータ・パケットの送信の前のある時点で遅
延が加えられることによって、第１及び第２の通信リンクに関する複数のデータ
・パケットそれぞれの同期が解除されるように、第１及び第２の無線リンクの他
方に関して遅延され得、更なる時間及び周波数ダイバーシチが達成され得る。そ
の遅延は受信器で、複数のデータ・パケットそれぞれが再度同期されるように補
償され得る。

【００２３】本発明の更に別の態様によれば、複数のデータ・パケットそれぞれの送信は、
第１及び第２の無線リンクで送信されたデータ・パケット間の周波数ダイバーシ
チを更に確実にするために、第１の無線リンクに対して第２の無線リンクに対す
るのと異なるホップ周波数を使用して行われ得る。

【００２４】ダイバーシチの提供は、干渉にさらされる無線通信システムにおいて受信を改
善し、このため本発明の更に別の態様によれば、第１の無線リンクに関して受信
品質に問題があることを受信器が検出することに応じて、第２の無線リンクが確
立されてもよい。このため、第１の無線リンクに関して受信品質に問題がないこ
とを受信器が検出することに応じて、第２の無線リンクが終了されてもよい。

【００２５】本発明の目的及び利点は、添付図面と共に以下の詳細な説明を参照することに
よって理解されるであろう。

【００２６】詳細な説明同様な部分を同じ参照符号で示した添付の図面を参照して、本発明の様々な特
徴を以下で説明する。

【００２７】２．４５ＧＨｚのＩＳＭ帯域は商用のアプリケーションに開放されているので
、これらの帯域で無線通信を提供する多くの製品が発売された。この帯域の使用
は米国においてはＦＣＣのパート１５規則、欧州においてはＥＴＳＩのＥＴＳ
３００３２８によって規制される。世界中の他の国においても、同様な規則が
適用されるであろう。簡単に言えば、先に説明したように、これらの規則は、Ｉ
ＳＭ帯域で動作するシステムが、それらが生成する干渉を拡散させ、受信器での
干渉の耐性を向上させるために、それらの送信信号パワーを帯域に渡って拡散さ
せることを要求する。拡散は、ＦＨ拡散あるいはＤＳ拡散のいずれかによって得
られる。

【００２８】このように、一般に、本発明のＦＨシステムは、送信及び受信を交互に行うト
ランシーバを含む無線通信システムにおいて、タイムスロットに分割されたＦＨ
／ＴＤＤチャネルを使用する。各タイムスロットは異なった周波数を用いる。周
波数は擬似ランダム・ホップ・シーケンスに従って選択される。固定間隔で離間
されたタイムスロットを確保することによって、物理的リンクが確立され得る。
例えば、サンプリングされた音声ストリームなどの転送すべき情報は、セグメン
トに分割されてパケットに圧縮され、各パケットは物理的リンクに属するタイム
スロットで送信される。強い干渉がある場合、第１のリンクと同じ情報を搬送す
るが、固定遅延量で遅延された第２のリンクが確立される。ユニット間のネゴシ
エーション段階の後で、追加のリンクが確立される。２つのリンクを受信するユ
ニットは同じ情報パケットを２回受信するが、対応するパケットは異なる周波数
及び異なる時間で受信される。結果として、時間で変化する帯域の限定された干
渉に対する耐性を備えた、周波数ダイバーシチ及び時間ダイバーシチの両方が得
られる。２つのパケットを組合せることは様々な方法で行える。第２のリンクは
システムの容量を減少させることとなり、干渉が強い間だけ使用されるべきであ
る。両方のリンクでの受信が良好な品質となったとき、一方のリンクが開放され
得る。各方向について余分なリンクが確立されてもよいことに注意されたい。す
なわち、余分なリンクは受信器が干渉の問題を被っている方向だけに設定される
。二重リンクで、両方の受信器が影響を受けていれば、両方の方向に余分なリン
クが設定され得る。しばらくして干渉がなくなったら、より多くの容量を提供す
るために、余分なリンクは開放され得る。

【００２９】米国において２．４５ＧＨｚ帯域で動作するＦＨシステムは、少なくとも７５
のホップ・シーケンスを使用するよう要求される。最近、ＩＥＥＥによってＷＬ
ＡＮアプリケーションについての標準（ＩＥＥＥ８０２．１１）が明らかにさ
れた。ＦＨバージョン及びＤＳバージョンの両方が定義された。ＦＨバージョン
については、図１に示すように、２．４５ＧＨｚのＩＳＭ帯域を表わす帯域１０
０は、およそ２４００ＭＨｚのｆ_Lからおよそ２４８３．５ＭＨｚのｆ_Hまで広が
っており、互いに１ＭＨｚ離間した周波数を中心とした７９のホップ・キャリア
ｆ_iに分割され得る。

【００３０】本発明によるＦＨ無線ユニットに適した無線トランシーバの概略構成が、図２
に示されている。トランシーバ２００は、接続された全ての無線ユニットに共通
の擬似ランダム・ホップ・パターンに従って、あるキャリアから別のキャリアへ
の周波数ホッピングを用いる別のトランシーバ（不図示）の対応する部分と通信
する、送信部２１０及び受信部２２０を含んでいる。全ての無線ユニットのホッ
プが同期している限り、そのホップは用いられている同じホップ・パターンに従
ったホップであり、例えば、トランシーバの送信部及び受信部２１０及び２２０
において、それらは同じキャリアを同時に使用し、このため連絡が取れる状態を
保つ。入力信号２２１は、送信部２２０のエンコーダ２２２で符号化され、更に
変調とＦＨ方式に従ったパワーの拡散とが適用されて信号が送信周波数にアップ
・コンバートされる、変調／アップ−コンバージョン・ブロック２２３に送られ
る。変調されアップ・コンバートされた信号は次に、エア・インタフェースでの
送信信号２２６としての送信アンテナ２２５による出力のために、電力増幅器Ｐ
Ａ２２４に送られる。不図示の送信器からの受信信号２１１は、受信部２１０に
おいて受信アンテナ２１２によってエア・インタフェースから受信され、低雑音
増幅器（ＬＮＡ）２１３で増幅される。この変調された受信信号は、ダウン−コ
ンバータ２１４に送られてベースバンドに戻すよう変換され、復調器２１５で復
調される。ダウン−コンバータ２１４及び復調器２１５の両方は、制御ユニット
２３０に制御される周波数シンセサイザー２４０を用いて同期される。同期は、
トランシーバ２００の送信部２２０及び受信部２１０と、不図示のトランシーバ
の対応する送信部及び受信部との間で維持されて、周波数ホッピングが達成され
る。

【００３１】ラップトップ、電話、ヘッドセット、などのポータブルのコンピュータ及び通
信装置間の、図３に示すような新たなエア・インタフェースを含むアドホックな
接続性のためのＦＨシステムが導入された。２つの無線ユニット間の送信／受信
各方向のＦＨチャネルが、ユニット１のチャネル３１０及びユニット２のチャネ
ル３２０として示されている。チャネル３１０及び３２０は、デジタル形式の信
号パケットが送信又は受信されるタイムスロット３２１〜３２４に分割される。
例えば、タイムスロット３２１で、ユニット１のチャネル３１０は、パケット３
３０ａをユニット２のチャネル３２０に送信してもよい。パケット３３０ａは第
１のホップ周波数３１１でタイムスロット３２１で送信され得る。タイムスロッ
ト３２２〜３２４に対して、異なったホップ周波数３１２〜３１４が使用される
。ホッピングは、ユニット１及びユニット２の間で同期される必要のあるホッピ
ング・シーケンスに従って行われる。双方向通信を行うために、図３に更に示さ
れているように、ユニット１及びユニット２は交互に送信及び受信を行い得る。
すなわち、例えば、ユニット２は偶数のタイムスロット３１２及び３１４で送信
し、奇数のタイムスロット３１１及び３１３で受信し、一方ユニット１はこれと
正に反対方向の動作を行う。結果として、双方向ＦＨ／ＴＤＤチャネル３３０に
おいて、周波数ホッピング（ＦＨ）及び時分割二重（ＴＤＤ）の両方が適用され
る。

【００３２】このようなＦＨ／ＴＤＤチャネルで、音声（又はビデオ）などの同期したリア
ルタイムの情報を送信するために、回路交換のリンクが確立され得る。しかしな
がら、そのようなデータは、リアルタイム品質を犠牲にせずに高い精度を必要と
する。受信したデータが正しいかどうか最初にテストして、誤りに応じてデータ
の再送をトリガする再送方式（ＡＲＱ）は、可変の遅延がもたらされるので好ま
しくない。図３に示したＦＨ／ＴＤＤチャネル３００による回路交換接続は、図
４Ａに示したように、固定間隔で離間されたスロットを確保することによって確
立され得る。

【００３３】通信の間に、例えば、音声ストリームなどでもよい情報ストリーム４８０は、
一般的なレートでサンプリングされ、当該分野で一般的に使用されているように
、６４ｋｂｐ／ｓ、５６ｋｂｐ／ｓなどの対応するレートでデータが生成される
ことによって生成される。情報ストリーム４８０はサンプリングされると、セグ
メントに分割され、各セグメントＡ４２０、セグメントＢ４３０、セグメン
トＣ４４０はパケット４２２、４３２、及び４４２にそれぞれ圧縮され、その
後タイムスロット４０１〜４１９で、例えば、１Ｍｂｐｓのレートで送信される
。パケット４２２、４３２、及び４４２が、所定数のタイムスロット、例えば、
図示された６つのタイムスロットで離間された間隔での送信のために、タイムス
ロット４０７、４１３、及び４１９それぞれに配置されることがわかるであろう
。タイムスロット４０１から４１９がまた、ＦＨホップ間隔に関連していてもよ
く、そのため異なったホップ周波数を表わし得ることに注意されたい。受信ユニ
ットによるパケット４２２、４３２、及び４４２の受信は、通信するユニット間
の初期接続の間に確立された同期プロトコルに従って、ＦＨ同期されることによ
り達成され得る。

【００３４】例えば、図４Ａに示した代表的実施形態では６つのタイムスロットで選択され
た、間隔４７０の選択は、リンクの利用できる容量、必要な容量、及び許容され
た遅延に依存し、更にはセグメントＡ４２０、Ｂ４３０、Ｃ４４０の元と
なるデータの性質（例えば、リアルタイム・データに対してＮＲＴデータなど）
にある程度依存する。代表的実施形態において音声ストリームとして示した、リ
ンク４００の情報ストリーム４８０は、説明したようにセグメントＡ４２０、
Ｂ４３０、及びＣ４４０に分離され得る。セグメントのサイズは、セグメン
トＡ４２０、Ｂ４３０、及びＣ４４０のそれぞれがパケット４２２、４３
２、及び４４２それぞれに圧縮され、互いに間隔４７０でオフセットされた対応
するタイムスロット４０１〜４１９に合うような大きさであろう。時間で変化す
る干渉源が、図４Ｂに示したような代表的エネルギー曲線で特徴付けられ、図４
Ａに示したようなデータ・パケットで占有される周波数帯域及びタイムスロット
と一致する信号を送信するとき、例えば、セグメントＡ４２０を含むパケット
４２２とセグメントＣ４４０を含むパケット４４２の送信が妨害されることが
あり、このため、特に音声データでは顕著な、望ましくない影響（例えば、雑音
やクリック音）をユーザにもたらすことがあることに注意されたい。

【００３５】本発明によれば図５Ａに示したように、代表的エネルギー曲線４６０及び４６
１によって特徴付けられる源から発生する干渉エネルギーが、データ・パケット
４２２、４３２、及び４４２にエラーを生じさせるとき、第２のリンクが確立さ
れ得、パケット４２２、４３２、及び４４２と同じデータが搬送されるが、例え
ば、図５Ｂに示されるように４つのタイムスロットだけ遅延され得る。従って、
例えば、セグメントＡ４２０はユニット１４５０からタイムスロット４０７
とタイムスロット４１１で、それぞれパケット４２２ａ及び４２３ａとして送信
される。ユニット２５６０は、例えば、対応するパケットＢ４３２ｂ及びＢ
４３３ｂを組合せブロック５６１で組合せてもよく、該組合せブロックは、以
下でより詳細に列挙する、（例えば、品質基準などに基づいて）いくつかの組合
せ又は破棄の決定方法の１つを使用し得る。同様に、例えば、セグメントＢ４
３０は、ユニット１４５０からタイムスロット４１５及びタイムスロット４１
９で、それぞれパケット４３２ａ及び４３３ａとして送信される。ユニット２
５６０は、例えば、対応するパケットＢ４３２ｂ及びＢ４３３ｂを組合せブロ
ック５６２で組合せ得る。例えば、パケットＢ４３２ｂ又はＢ４３３ｂのい
ずれかが損なわれている可能性があると考えると、いずれかのパケットは他方に
対して冗長であるとみなされるであろう。従って、第２のリンクを確立すること
に基づくパケットの冗長性が、ユニット２５６０による伸長によって受信音声
ストリームが再構成されるのに使用され得、例えば、セグメントＡ５２０、セ
グメントＢ５３０、及びセグメントＣ５４０は、セグメントＡ４２０、セ
グメントＢ４３０、及びセグメントＣ４４０をそれぞれ表わしている。４２
２ｂ及び４２３ｂ、４３２ｂ及び４３３ｂなどのユニット２５６０で受信した
ユニット１４５０からのデータ・パケットは、いくつかの方法のいずれか１つ
で組み合わされ得る。例えば、セグメントＡ４２０を表わしているデータ・パ
ケット４２２ｂ又は４２３ｂのいずれかが、品質基準を満たすように、データ・
パケットのいずれか一方、あるいは場合によっては両方の損傷に基づいて破棄さ
れてもよい。代表的基準には、ＲＳＳＩ、ＢＥＲやＣＲＣの損傷に基づいた干渉
測定値などが含まれるであろう。冗長なデータ・パケット４２２ｂ又は４２３ｂ
が、例えば、ビット検出の前に、ビット回復の可能性を増大するためのソフト情
報を用いて、シンボル・レベルで組み合わされてもよい。データ・パケットの組
合せにいくつかの手法を組合せて用いることが、特に、最初の組合せ手法が失敗
した場合には、考えられる。例えば、セグメントＡ４２０を表わしている４２
２ｂ及び４２３ｂの両方のデータ・パケットそれぞれがＣＲＣエラーを含んでい
る場合、回復の最終的な試みとしてパケットをシンボル・レベルで再度組合せる
ことも可能であろう。

【００３６】図４Ｂの４６０及び４６１のエネルギー曲線で示された干渉源からの干渉エネ
ルギーが、異なった時間変動を伴っている場合、すなわち、エネルギー曲線４６
０及び４６１が、例えば、時間でシフトする場合、例えば、固定間隔４７０によ
って確立される時間ダイバーシチは、効果的な干渉回避をもたらさなくなる可能
性がある。第２のリンクでのデータ・パケットの送信を、図６に代表例として示
した期間６７０のように、より大きな度合で遅延させることが必要かもしれない
。データ・パケット４２２、４３２及び４４２は、例えば、この代表的実施形態
では１０スロットの追加の量だけオフセットされ得る。図示されたように、デー
タ・パケット４２２はタイムスロット４０７に入れられ、冗長なデータ・パケッ
ト４２３は転送のためにタイムスロット４１７に入れられ得る。間にあるタイム
スロット４１３にパケット４３２が入れられてもよいが、その冗長なパケットは
図示されたようにタイムスロット４１９を越えたあるタイムスロットまで入れら
れない。間隔６７０で表わされたように、冗長なパケットとの間の遅延時間を増
やすことにより、時間ダイバーシチが一層大きくなり、このため時間で変化する
干渉源からの干渉を回避する可能性が大幅に高められることがわかるであろう。
更に、遅延が増大された結果として、ユニット１４５０はより多くのパケット
を格納し、データを組合せるか、データを破棄するかの決定がなされるまで長い
時間待つ必要があるだろう。

【００３７】本発明の更に別の態様によれば、追加の（冗長な）リンクに関連する遅延間隔
は、データ・ストリーム７８０に関連したパケットが圧縮されて第１及び第２の
リンクに配置される図７に示したような、可変遅延を導入することにより補償さ
れ得る。

【００３８】上記の実施形態と同様に、遅延間隔７７０は、例えば、第１及び第２のリンク
にそれぞれ関連したタイムスロット７０７及びタイムスロット７１１の間の時間
の差を表わしており、従って、時間で変化する干渉源を避けるのに望ましい時間
ダイバーシチの量を表わしている。しかしながら、上記の実施形態とは違って、
第１及び第２のリンクそれぞれに配置されたデータ・パケット７３０及び７３１
が、もはやデータ・ストリームの同じ部分には対応していないことがわかるであ
ろう。むしろ図示されたように、セグメントＡ₁ ７２０及びセグメントＡ₂ ７
２１によって表わされるセグメントＡは、データ・パケット７３０として第１の
リンクに関連して圧縮されてタイムスロット７０７に配置され得、遅延間隔の後
に、セグメントＡ₂及びセグメントＢ₁が、データ・パケット７３１として第２の
リンクに関連して圧縮されてタイムスロット７１１に配置され得る。従って、パ
ケット７３０及び７３１の中身は、時間における同期が解除（desynchronized）
されている。データ・ストリーム７８０のセグメントの処理において、遅延素子
、シフトレジスタなどの当該分野で知られた手段によって、遅延が加えられても
よいことに注意されたい。更に、第１又は第２のリンクいずれかの中身が他方に
対してシフトされて同じ結果となってもよく、シフトレジスタ、遅延補償素子な
どの対応する補償手段が、組合せの前にデータを再同期するために受信器によっ
て使用されてもよいことにも注意されたい。

【００３９】従って、この実施形態では、受信したパケットの組合せは、受信器で遅延期間
が補償されるまで実行されず、その後パケットは上記の実施形態と同様に伸長さ
れる。伸長が、遅延期間が補償される前あるいは後に実行されてもよいことに注
意されたい。そして各リンクからのデータが組み合わされて、セグメントＡ₁
７２０、セグメントＡ₂ ７２１、などによって表わされる元のデータが再度作
成され得る。上記の実施形態と同様に、例えば、各ビットの組について、どちら
のビットを取るか又は破棄するか、あるいは各リンクからの情報をどのように組
合せるかを決定するのに、ソフト情報が使用され得る。ソフト情報は、ＣＲＣ多
項式、符号化関連情報などの、各リンクからのデータの検出及び回復を助長する
、受信器からアクセス可能な情報を含んでいるのがよい。

【００４０】先に説明したように、伝送の端部のいずれかの受信ユニットで品質が低下した
場合に、追加のリンクが確立され得る。本発明による更に別の実施形態によれば
、追加のリンクが確立され得る前に、多数のパケットが干渉を被ることが要求さ
れるかもしれない。追加のリンクの確立が、パケット単位で行われるべきでない
ことにも注意されたい。更に、再送はパケット毎にすぐには決定されない。この
ため、本発明は過渡的干渉エネルギー・レベルにすぐに対応することを意図した
ものではないので、追加のリンクが確立される前に、干渉源が動作中で所定の期
間あるいはいくつかのパケットに劣化を生じさせている必要がある。所定の期間
の干渉が認められた後、ユニット１４５０及び関連するトランシーバは、第２
のリンクを確立するためにネゴシエーションを行い得る。同様に、両方のリンク
でのパケットの品質が、所定の期間あるいはいくつかのパケットで許容可能とな
ったら、追加のリンクは開放され得る。本発明の方法及び装置は、既存のエア・
プロトコルを使用するという利点をもたらす点で、それらを使用しない従来技術
の再送あるいは時間ダイバーシチ技術とは異なることに注意されたい。

【００４１】送信器と受信器との間に追加のリンクを加えるという本発明による教示は、あ
らゆるスロット単位のエア・インタフェースの規格に、時間ダイバーシチが適用
され得るようにすることを意図したものである。従って、本発明の教示は、ここ
で説明した代表的エア・インタフェースに限定されるものではなく、ＧＳＭやＤ
−ＡＭＰＳなどの他の標準的ＴＤＭＡシステムにも適用できる。その上、本発明
は追加のリンクを１つに限定するものではない。必要であれば、第３及び第４、
更にそれ以上の追加のリンクが、干渉源が動作中である限りにおいて導入されて
もよい。追加のリンクの数は、容量、遅延要件及びシステムのリソースによって
制限されるであろう。かなりの数の追加のリンクが予期される場合、より多くの
バッファリング及び処理の能力を受信器に追加することも要求されるであろう。

【００４２】特定の実施形態を参照して本発明を説明した。しかしながら、上記で説明した
好適な実施形態以外の特定の形態で本発明を実施できることは、当業者には容易
に理解できるであろう。これは本発明の要旨から逸脱することなく行われ得る。
好適な実施形態は単に説明のためであり、あらゆる意味で限定的に解釈すべきで
はない。本発明の範囲は、上述の説明ではなく特許請求の範囲によって規定され
、特許請求の範囲に包含されるあらゆる変形や等価物は本発明に含まれるものと
理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】２．４５ＧＨｚのＩＳＭ帯域における代表的キャリア割り当てを示す図である
。

【図２】２．４５ＧＨｚのＩＳＭ帯域で動作するように構成された代表的ＦＨ無線トラ
ンシーバを示すブロック図である。

【図３】本発明による代表的ＦＨ／ＴＤＤチャネルを示す図である。

【図４Ａ】本発明による代表的物理的リンクを示す図である。

【図４Ｂ】代表的な時間で変化する干渉の信号パワーを示すグラフである。

【図５Ａ】本発明の実施形態による第１及び第２の無線リンクによる送信用にパッケージ
された、代表的音声ストリームを示す図である。

【図５Ｂ】本発明の実施形態による第１及び第２の無線リンクの代表例を示す図である。

【図６】本発明の別の実施形態による第１及び第２の無線リンクの代表例を示す図であ
る。

【図７】本発明の更に別の実施形態による第１及び第２の無線リンクの代表例を示す図
である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年５月２１日（２００１．５．２１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ【要約の続き】ことに応じて終了され得る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無線通信システムにおいて、送信器から受信器へ複数のデー
タ・パケットを伝達する方法であって、送信器と受信器との間に第１の無線リンクを確立するステップであって、該第
１の無線リンクは、ｎ＞１であるｎ個のタイムスロット毎の一つであるステップ
と、送信器と受信器との間に第２の無線リンクを確立するステップであって、該第
２の無線リンクは、ｎ個のタイムスロット毎の別の一つであるステップと、前記複数のデータ・パケットのそれそれを前記第１及び第２の無線リンクの両
方によって送信するステップであって、これにより受信器がデータ・パケットの
それぞれを２回受信するステップと、を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】前記第２の無線リンクが、ｍ＞ｎであるときに、前記第１の
リンクからタイムスロットｍ個オフセットされて確立されることを特徴とする請
求項１に記載の方法。
【請求項３】前記第２の無線リンクが、ｍ＜ｎであるときに、前記第１の
リンクからタイムスロットｍ個オフセットされて確立されることを特徴とする請
求項１に記載の方法。
【請求項４】前記第１及び第２の無線リンクそれぞれが、周波数ホッピン
グ・チャネルを使用することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】前記第１及び第２の無線リンクそれぞれが、異なった周波数
ホッピング・シーケンスを使用することを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】前記送信するステップが、前記第１及び第２のリンクの両方に関連する複数のデータ・パケットのそれぞ
れの同期が解除されるように、前記第１及び第２の無線リンクの一方に関連する
複数のデータ・パケットを、前記第１及び第２の無線リンクの他方に対して遅延
させるステップと、前記第１及び第２の無線リンクの両方からの複数のデータ・パケットそれぞれ
が再度同期されるように、受信器で遅延を補償するステップと、を更に含んでい
ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】複数のデータ・パケットそれぞれについて、前記第１の無線
リンクによる送信が、前記第２の無線リンクによる送信で使用されるのと異なっ
たホップ周波数で行われることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項８】前記第２の無線リンクが、前記第１の無線リンクに関して、
受信品質に問題があることを受信器が検出することに応じて確立されることを特
徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】前記第１及び第２の無線リンクの一方に関して、受信品質に
問題がないことを受信器が検出することに応じて、前記第１及び第２の無線リン
クの他方を終了させるステップを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の
方法。
【請求項１０】無線通信システムにおいて、送信器から受信器へ複数のデ
ータ・パケットを伝達する装置であって、送信器と受信器との間に第１の無線リンクを確立する手段であって、該第１の
無線リンクは、ｎ＞１であるｎ個のタイムスロット毎の一つである手段と、送信器と受信器との間に第２の無線リンクを確立する手段であって、該第２の
無線リンクは、ｎ個のタイムスロット毎の別の一つである手段と、前記複数のデータ・パケットのそれそれを前記第１及び第２の無線リンクの両
方によって送信する手段であって、これにより受信器がデータ・パケットのそれ
ぞれを２回受信する手段と、を備えることを特徴とする装置。
【請求項１１】前記第２の無線リンクを確立する手段が、ｍ＞ｎであると
きに、前記第１のリンクからタイムスロットｍ個オフセットして前記第２のリン
クを確立するように構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】前記第２の無線リンクを確立する手段が、ｍ＜ｎであると
きに、前記第１のリンクからタイムスロットｍ個オフセットして前記第２のリン
クを確立するように構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】前記第１及び第２の無線リンクそれぞれが、周波数ホッピ
ング・チャネルを使用することを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】前記第１及び第２の無線リンクそれぞれが、異なった周波
数ホッピング・シーケンスを使用することを特徴とする請求項１３に記載の装置
。
【請求項１５】前記送信する手段が、前記第１及び第２のリンクの両方に関連する複数のデータ・パケットのそれぞ
れの同期が解除されるように、前記第１及び第２の無線リンクの一方に関連する
複数のデータ・パケットを、前記第１及び第２の無線リンクの他方に対して遅延
させる手段と、前記第１及び第２の無線リンクの両方からの複数のデータ・パケットそれぞれ
が再度同期されるように、受信器で遅延を補償する手段と、を更に含んでいるこ
とを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１６】複数のデータ・パケットそれぞれについて、前記第１の無
線リンクによる送信が、前記第２の無線リンクによる送信で使用されるのと異な
ったホップ周波数で行われることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】前記第２の無線リンクを確立する手段が、前記第１の無線
リンクに関して、受信品質に問題があることを受信器が通知することに応じて動
作することを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１８】前記第１及び第２の無線リンクの一方に関して、受信品質
に問題がないことを受信器が通知することに応じて、前記第１及び第２の無線リ
ンクの他方を終了させる手段を更に備えることを特徴とする請求項１０に記載の
装置。