JP2006518135A - 無線データの送信方法、及び対応する信号、システム、送信機及び受信機 - Google Patents

Abstract

本発明は送信機（４０，３１）と受信機（５０，３２，３４，３３）との間にデータを無線送信する方法に関し、多重キャリア変調を用いて送信されたデータを送信するために、少なくとも１つの単一キャリアのパイロット信号（８０５）及び少なくとも１つの信号（８１０，８１１）を使用すること含む。本発明による方法は、第１の信号に対する送信チャネルの応答を評価すること（６０）を含み、前記評価することは単一キャリアのパイロット信号及び、前記第１の信号の少なくとも一部と一時的に同時に発生するパイロット信号の少なくとも一部を考慮に入れる。本発明は送信機、受信機及び対応する信号にも関係する。

Description

本発明は電気通信の分野に関し、特に本発明はセルネットワークにおいて高いスループットでデータを送信及び処理することに関する。
より正確には、本発明はチャネル応答の評価及び受信した信号の中でデータを等化するためにこの評価を使用することに関する。

第三世代及びその後の無線電話システムは、極めて高速で広帯域のデータ送信を必要とする多くのサービス及びアプリケーションを提案又は可能にする。特にインターネットのネットワーク又は同様のネットワークを通るデータ転送に割り当てられたリソース（例えば、音響及び／又は固定画像又は動画を含むファイル）は、利用可能なリソースの最も重要な部分を占め、またほとんど一定の状態に留まる音声通信に割り当てられたリソースを恐らく超えるであろう。

しかしながら、無線電話装置のユーザに提示された全体的なスループットは、特に利用可能な周波数の帯域幅によって限定される。利用可能なリソースを増加させる従来の解決策は、所定の領域内のセルの密度を増加することである。これにより、比較的小さいセルである「マイクロセル」に分割されるネットワークのインフラが作られる。この技術の不都合な点は、固定局（ＵＭＴＳ規格に基づいてノードＢと呼ばれる基地局ＢＳ）の数を増す必要があることであり、これは比較的面倒で費用がかかる要素である。さらに、例えデータのスループットが高くても、それは最適ではない。その上、より高いレベルでは、セルの数従って固定局の数が増加すると、管理が一層複雑になることは明らかである。

無線電気通信システムでは、送信された信号は、通常、振幅及び遅延が異なる複数の経路の存在をもたらすエコーを受ける。これらの経路の組合せは、受信を極めて大きく妨害する可能性がある受信機におけるフェージングをもたらすことがある。さらに、環境により及び／又は受信機が移動式であるため、チャネルは時間と共に変化する。このため、信号に対する妨害を補償するため、特にチャネルの応答を評価（estimate）するため、またこの評価を考慮に入れて受信データを等化するために、効率的な手段がこうしたシステムで必要とされる。このことは、基準データ（特に、パイロット）の送信を必要とする。明らかに、これらの基準データは有用なデータの送信の妨げになり、有用なスループットを低下させる原因になる。これは、第三世代のユニバーサル移動電気通信システム（ＵＭＴＳ）ネットワークの事例である。

さらに、現行の無線電話システムのように、開発中の第三世代のシステムは対称構造に基づいている。このため、３ＧＰＰ（第三世代提携プロジェクト（Third Generation Partnership Project））の中で定義されたＵＭＴＳ規格は、主要なＦＤＤ（周波数分割双方向）リンクに対してダウンリンク（基地局から端末へ）とアップリンク（端末から基地局へ）との間の対称分布を定義する。多少の非対称を可能にするＴＤＤ（時分割双方向）リンクも存在する。しかしながら、このように提供される非対称性は、移動性の有無にかかわらずダウンリンク時に広帯域のインターネット形のサービスに対するユーザの要求に直面して制限される。

スループットの点に関して、特にマルチメディアの用途に対して増大する要求を満足させるために、付加的なスループットを与える高速ダウンリンクパケットアクセス（high speed downlink packet access）（ＨＳＤＰＡ）リンクを加えることも計画される。このリンクは、下記の、すなわち、
スペクトル広がり形（ＣＤＭＡ、「符号分割多重アクセス」）の単一キャリア変調（モノキャリアとも呼ばれる）、
又は、例えば、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重化（Orthogonal Frequency Division Multiplex））形の多重キャリア（又はサブキャリア）変調（マルチキャリアとも呼ばれる）、のいずれかを使用するパケットデータ送信に基づいている。

その結果、第２の場合では、ＣＤＭＡチャネル（「基本的な」対称リンク用）及びＯＦＤＭチャネル（別のデータ送信リンク用）が一緒に用いられることになり、２つのチャネルは別々に処理される（特に、復調及び等化される）必要がある。

チャネルの評価は、受信された信号を等化することができるように、また特に無線信号の複数のエコーを取り込む雑音のある環境の中で、ＯＦＤＭチャネル上で受信されたデータを正確にデコードするように、ＯＦＤＭ信号の中に挿入されたパイロットから作られる。

ＯＦＤＭの原理（図１及び図２に関連して示される）は、周波数帯域を十分に大きい数のサブパス帯域（sub-pass band）に分割して、複数経路を有するため周波数を選択するチャネルは各サブ帯域（sub-band）の中では非選択的になることである。次に、このチャネルは各サブ帯域上で倍数的に増加し、このことは等化を容易にして伝搬チャネルの選択性を効率的に減少させる。

図１は、時間／周波数の面内でそれ自体知られているＯＦＤＭ信号を示す。この信号は、時間ｔ１〜ｔｐにそれぞれ対応する一連のＯＦＤＭ記号１６４１〜１６４ｐから成る。ＯＦＤＭ記号１６４１〜１６４ｐのそれぞれは、それぞれが周波数に対応付けられ、塗りつぶされた又は空の楕円によって表された幾つかのサブキャリアから構成する。このように、記号１６４１は周波数Ｆ１に対応付けられた第１のサブキャリア１１１、周波数Ｆ２に対応付けられた第２のサブキャリア、等々と周波数Ｆ６４に対応付けられた６４番目のサブキャリアまでを含む。幾つかの周波数（塗りつぶされた楕円の形式で表された対応するサブキャリア）はパイロットを送信するために確保され、一方別の周波数がデータを送信するために確保される（空の楕円の形式で表された対応するサブキャリア）。このため、例えば、周波数Ｆ１に関連するサブキャリア１１１，１１２，１１ｐはデータを送信するために使用され、一方周波数Ｆ２に関連したサブキャリア１２１，１２２，１２ｐはパイロットとして使用される。

図２は、図１に関連して示されたＯＦＤＭ記号１６４１〜１６４ｐから成る信号２０の処理（それ自体は周知である）を示す。

信号２０は、初めに基本帯域の中で復調器２１に送られる。この復調器２１は、受信した信号を後で処理される一連のサンプルに変換する。ＯＦＤＭ信号２０は、ＯＦＤＭ記号に相当する持続時間に対して、それぞれがサブキャリアを変調する幾つかの記号の合計から構成する。サブキャリアは互いに直交しているため、ＯＦＤＭの復調器２１は受信した信号を全てのサブキャリア上に投影して、情報の記号をこのように抽出することができる。

次に、復調器２１は、パイロット記号抽出手段２２及びイコライザ２４を提供する。

手段２２はパイロット記号を復調されたＯＦＤＭ信号から抽出して、補間手段２３に相当する時間／周波数の位置におけるチャネル値を提供する。

補間手段２３は、手段２２が出力したチャネル値から時間／周波数面の全体にわたるチャネル評価を作り、イコライザ２４にこのように得られたチャネル評価を提供する。

イコライザ２４は、手段２３が送ったチャネル評価から復調器２１が送信した情報記号を等化して、一連の等化された情報２５を出力する。

ＣＤＭＡ信号の等化処理は、多重キャリア変調に相当する信号に対して前述された処理とはかなり異なる。

専用の連続的に送信されるパイロット信号（ＣＰＩＣＨチャネルと呼ばれる）の自己相関を行って、ＵＭＴＳ規格との関連でＣＤＭＡ信号を等化すること、及びより一般的には多重経路チャネルを使用して単一キャリア信号を等化することができる。多重経路チャネルは、それぞれが遅延及び減衰によって影響される幾つかの経路を含む。

従って、送信されたパイロット信号が受けた遅延τ_iを確定した後、この信号は自己相関される。Ｌ個の経路を含む送信チャネルは、下記の伝達関数ｈ（ｔ）の形式でモデル化することができる。

ここで、
ａ_i（ｔ）は、ｉ番目の経路に沿ったチャネル係数を示し、
τ_iは、ｉ番目の経路に関連した遅延であり、
ｔは時間であり、
δはディラックの超関数である。

本発明の主な目的は、従来技術によるこれらの不都合を克服することである。

より正確には、本発明の１つの目的は、無線チャネル（多重経路チャネルとすることができる）を通してデータを送信する方法及び装置を提供することである。このことは、技術的に実現することが比較的容易であり、それほど高価にはならず、また異なる種類のデータ（例えば、音声データ及び低速又は高速のメディアデータ）を受信するように適合されている。

本発明の別の目的は、利用可能なリソースをうまく利用して、低速又は高速（例えば、数Ｍビット／秒）でデータを送信するように特に適したデータ送信技術を提案することである。

本発明の別の目的は、割り当てられた周波数帯域をうまく利用し、同時に信頼できる効率的なデータ送信を継続することである。

本発明の別の目的は、都合の悪い受信条件（特に、高い変位速度及び多重経路）のもとでさえもデータの受信（特に、高いスループットで）を可能にする技術を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、所定の瞬間に１つ又は幾つかの携帯電話間の送信リソースの割当てを改良することができる技術を提供することである。特に、本発明の１つの目的は、広帯域送信リソースを共有することである。

本発明の別の目的は、無線移動性伝搬状態（radio mobile propagation condition）に対するローバスト性を向上させることであり、また特に、データ送信性能及び／又は通信端末の移動性を改良することである。

これを実現するために、本発明は、少なくとも１つの単一キャリアのパイロット信号及び多重キャリア変調を用いて送信されたデータに対する少なくとも１つの第１の送信信号を用いて、送信機と受信機との間で無線データを送信するための方法を提案する。この方法は、多重キャリア変調を用いて送信されたデータに対して第１の送信信号に対する送信チャネルの応答を評価するステップを含むと言う点で注目に値する。評価は単一キャリアのパイロット信号を考慮に入れ、パイロット信号の少なくとも一部は第１の信号の少なくとも一部と時間が一致している。

特に、パイロット信号は、送信する間の時間、周波数及び／又は振幅の特性が受信機に対して知られている予め決められた信号であり、これは送信チャネルを評価するために使用される。

この説明を行う目的のために、前記パイロット信号の少なくとも一部が第１の信号の少なくとも一部と時間的に一致すると記述することは、パイロット信号の全て又は一部が第１の信号の全て又は一部と時間的に一致することを意味する。

１つの特定の特徴によれば、この方法は、評価によって考慮されたパイロット信号の一部は、第１の信号の少なくとも一部に完全に一致すると言う点で注目に値する。

このことは結果として、第１の信号に対する送信チャネルの応答に対するより良い評価を招く。

１つの特定の特徴によれば、この方法は、パイロット信号及び第１の信号が非同期性であるという点で注目に値する。

このように、この方法はその制約がそれほど厳しくないため容易に使用される。

１つの特定の特徴によれば、この方法は、パイロット信号及び第１の信号が同期性であるという点で注目に値する。

このため、第１の信号に対するチャネルの応答の評価は直接的であり、第１の信号とパイロット信号との比率を推定する必要はない。

１つの特定の特徴によれば、この方法は、送信チャネル上でパイロット信号に対して使用される周波数帯域が第１の送信信号に対して使用される周波数帯域を包含するという点で注目に値する。

このように、多重キャリア変調に基づいて第１の送信信号に対して使用され、帯域の全体にわたってチャネルの正確な評価（estimate）を特に得るために使用される周波数帯域の全体は、等化するために使用される。送信チャネル上の前記パイロット信号に対して使用される周波数帯域が、第１の送信信号に対して使用される周波数帯域を完全に包含しない場合は、推定あるいは見積ることは第１の多重キャリアの送信信号に相当する全体の帯域に対する情報を得るために必要であり、この推定することは帯域全体を評価するよりもより信頼性が低い結果を与える。

１つの特定の特徴によれば、この方法は、多重キャリア変調に基づいて送信されたデータを等化するステップを含み、この等化するステップは第１の送信信号に対して使用された送信チャネルの評価された応答を考慮に入れるという点で注目に値する。

このため、第１の信号を等化するステップを使用することは、多重キャリア信号の中に挿入されたパイロットを使用することを要求しない。このことは、通過帯域を節約する。

１つの特定の特徴によれば、この方法は、評価がパイロット信号に対して行われた少なくとも１つの自己相関を考慮するという点で注目に値する。

１つの特定の特徴によれば、この方法は、それぞれの自己相関が送信チャネルの経路に相当する遅延に対応付けられるという点で注目に値する。

１つの特定の特徴によれば、この方法は、自己相関が送信チャネル上の送信機と受信機との間の各経路に対して行われ、決められた最大限度よりも小さい遅延に相当するという点で注目に値する。

このため、送信チャネルの全体を正確に評価することができ、エコーを測定する必要はない。

１つの特定の特徴によれば、この方法は、送信チャネル上の送信機と受信機との間の経路を選択するステップを含み、選択するステップの間に選択された各経路に対して自己相関が行われるという点で注目に値する。

このため、この方法を使用することが簡単にされ、このことは特に、ハードウェアのリソース（電子部品、シリコンの表面積又はＣＰＵの時間）及び／又はエネルギー（特に、移動式の端末の場合は、限定された持続時間だけバッテリーから電源が供給されるため）を節約する上で有用である。

単一キャリアの移動システムでは、経路は通常エコーの測定に基づいて選択される。このため、このステップはどのような追加のリソースも消費しない。

１つの特定の特徴によれば、この方法は、自己相関に注意して周波数応答を測定するステップ含むという点で注目に値する。

このため、時間及び周波数チャネルの評価が提供され、これは多重キャリア信号上で送信されたデータを等化することに特に良く適合している。

１つの特定の特徴によれば、この方法は、多重キャリア変調を用いて送信されたデータに対して第１の送信信号の記号の各サブキャリアに関連した少なくとも１つの係数を提供するフーリエ変換ステップを含むという点で注目に値する。

１つの特定の特徴によれば、この方法は、パイロット信号がスペクトル拡散形であるという点で注目に値する。

これにより、拡散スペクトル信号の処理専用の素子は、好適なことに多重キャリアチャネル上で送信されたデータを等化するために使用できるため、本発明はスペクトル拡散システム（特に、ＵＭＴＳ形のシステム）との両立が可能にされる。

さらに、２つの独立した送信チャネル（パイロット、チャネル評価などの挿入）を管理する必要はなく、単一キャリアチャネルのみがパイロットを含むため、このデータ送信方法は簡単に使用することができる。

１つの特定の特徴によれば、この方法は、多重キャリア変調を用いて送信されたデータに対する第１の送信信号がパイロット記号を含まないという点で注目に値する。

これにより、この方法は通過帯域を節約することができ、また特に、全体的な伝送速度（又は有用なデータスループット）を向上させることができる。

その方法は、所定の最大送信パワーに対して情報記号に割り当てられたエネルギーを向上させることもできる。

多重キャリア信号の包絡線の変動も低減される。

１つの特定の特徴によれば、この方法は、第１の送信信号がＯＦＤＭ形であるという点で注目に値する。

１つの特定の特徴によれば、この方法は、第１の送信信号がＩＯＴＡ形であるという点で注目に値する。

多重キャリア信号がＩＯＴＡ形である場合、ＩＯＴＡの多重キャリア信号内のパイロットの妨害を取り除くことを意図した第１のクラウン形の処理（crown type processing）は、この場合は使用されないため、この方法を使用することは特に好都合である。このため、本発明はＩＯＴＡ変調を利用することができ（特に、データ送信速度をこのように増加させるガード間隔（guard interval）がないこと）、その上、容易に実行できる。

ＩＯＴＡ（等方性直交変換アルゴリズム（Isotropic Orthogonal Transform Algorithm））形の変調は、１９９５年５月２日に出願されたフランス特許第ＦＲ−９５ ０５４５５号の中で定義されていることに注意されたい。このＩＯＴＡ変調は、特に、それぞれが一連の記号に相当する幾つかの基本的なサブキャリアの周波数多重化に対応するディジタル受信機に対して送信される多重キャリア信号に基づいている。ここで、２つの連続する記号は記号時間τ₀によって分離され、２つの隣接するサブキャリア間の空間ν₀は記号時間τ₀の逆数の半分に等しく、また各サブキャリアは、サブキャリアν₀間の空間の２倍よりも大きい帯域幅で、そのスペクトルの整形フィルタ処理（shaping filtering）を受け、各記号が時間領域及び周波数領域の中で強く集中されるように、フィルタ処理が選択される。

１つの特定の特徴によれば、この方法は、送信機が単一キャリアチャネル上で第２のデータ送信信号も受信機に送り、この信号がパイロット信号の関数として決定されたチャネル評価から等化されるという点で注目に値する。

このため、単一キャリアチャネルは、情報データ及び／又は信号データ、単一キャリア信号上で送信された単一キャリアのパイロット信号等化データ（pilot signal equalising data）からのチャネル評価、及び多重キャリア信号上で送信されたデータを送信するために使用することができる。そのため、本発明は多種多様な用途、特に、例えば単一キャリアチャネル上での低速の及び多重キャリアチャネル上での高速のデータ送信を行うことができ、また現行の無線通信規格（特に、単一キャリアチャネルの使用に基づいたＵＭＴＳ規格及びより一般的な移動体ネットワーク規格）と両立できる。

１つの特定の特徴によれば、この方法は、送信機及び受信機が移動体通信ネットワークに属しているという点で注目に値する。

これにより、この方法は移動端末に対する及び／又は移動環境における送信状況に特に良く適合する。特に、本発明は複数のエコーが付いた不安定なチャネルを使用できるようにする。

本発明は、基地局と端末との間の通信を行う場合には特に好適である。特に、１つの好適な実施形態は、基地局と端末との間に２つのダウンリンクチャネルを含み、それらのチャネルの１つはパイロットが付いた単一キャリア形であり、他の１つはパイロットなしの多重キャリア形である。

１つの特定の特徴によれば、この方法は、送信機が移動体通信ネットワークにおける基地局に属し、受信機が端末に属して、基地局がパイロット信号及び第１のデータ送信信号を、必要な場合はいつでも、多重キャリア及び高速変調を用いて送信するという点で注目に値する。

このため、この方法は、移動体ネットワークの中の基地局と端末との間の送信に特に適しており、より正確には、多重キャリア変調を用いる基地局と端末との間のダウンリンクに対する高速の送信（特に、１Ｍｂｉｔ／ｓを超える速度のデータ送信）に良く適合しているが、これに限定されることはない。これに関連して、基地局と端末との間に２方向性リンクを設けることができる。
基地局はデータを多重キャリアのチャネル上で送信し、パイロット信号及び場合によっては信号データ及び／又は情報データを単一キャリアチャネル上で低速で送信する。
端末は信号及び／又は情報データを基地局に対して単一キャリアチャネル上で送信する。

１つの特定の特徴によれば、この方法は、多重キャリア変調を用いて送信されたデータに対する第１の送信信号に関連した基準クロックを発生するステップを含み、この基準クロックを発生するステップでは単一キャリアのパイロット信号を考慮に入れ、基準クロックは多重キャリア変調を用いて送信されたデータに対する第１の送信信号に関する送信チャネルの応答の評価を出力するという点で注目に値する。

１つの特定の特徴によれば、この方法は、多重キャリア変調を用いて送信されたデータを等化するステップを含み、多重キャリア変調を用いて送信されたデータに対する第１の送信信号がパイロット記号及び等化情報を出力する基準クロックを含むという点で注目に値する。

このため、特に、送信チャネルが極めて雑音が多い場合及び／又は乱れている場合はパイロットのみを含むＯＦＤＭ記号を確保する点がない。その結果、多重キャリア変調に対応する有用な通過帯域は最適化され、送信機に対して受信機を従属させる基準クロック及び／又は周波数は、単一キャリアのパイロット信号を考慮して決定される。

１つの特定の特徴によれば、この方法は、多重キャリア変調を用いて送信されたデータに対して少なくとも２つの送信モードを使用し、多重キャリア変調を用いて送信されたデータに対する第１の送信信号は、第１のモードによるパイロット記号を含み、第２のモードによるパイロット記号は含まないという点で注目に値する。

１つの特定の特徴によれば、この方法は、多重キャリア変調を用いて送信されたデータに対する第１の送信信号の受信品質（reception quality）の関数として、第１のモードから第２のモードに及びその逆のモードに切り換わるステップを含むという点で注目に値する。

これにより、通過帯域を使用すること及び通信に関連した有用なスループットが最適化され、一方で良好な送信品質（transmission quality）が可能にされる。パイロットなしの通信モードは、受信品質が十分である場合は多重キャリア信号上で好ましく、他方では、多重キャリアの信号上のパイロットなしの受信品質が十分でない場合は、単一キャリアの信号及び多重キャリアの信号上のパイロット付きの通信モードが使用され、パイロットの数は、受信品質の関数として増加又は減少される。

本発明は、少なくとも１つの単一キャリアのパイロット信号及び多重キャリア変調を用いて送信されたデータに対する少なくとも１つの送信信号を使用する無線データ受信装置にも関係し、この装置が多重キャリア変調を用いて送信されたデータに対する送信信号用の送信チャネルの応答を評価する手段を含み、この評価は単一キャリアのパイロット信号を考慮に入れ、このパイロット信号の少なくとも一部が第１の信号の少なくとも一部と時間的に同時に起こるという点で注目に値する。

本発明は、少なくとも１つの単一キャリアのパイロット信号及び多重キャリア変調を用いて送信されたデータに対する少なくとも１つの送信信号を使用する無線データ送信装置にも関係し、この装置がパイロットなしで送信信号を変調する手段を含み、パイロット信号が多重キャリア変調を用いて送信されたデータに対する送信信号用の送信チャネルの応答を評価できるように設計され、この評価が単一キャリアのパイロット信号を考慮に入れ、このパイロット信号の少なくとも一部が第１の信号の少なくとも一部と時間的に同時に起こるという点で注目に値する。

本発明は少なくとも１つの単一キャリアのパイロットチャネル及び多重キャリアのデータ送信チャネルを含む無線の送信信号にも関係し、多重キャリア送信チャネルがパイロットを持たず、単一キャリアのパイロットチャネルが多重キャリア変調を用いて送信されたデータに対する送信チャネルの応答を評価できるように意図され、この評価が単一キャリアのパイロット信号を考慮に入れ、このパイロット信号の少なくとも一部が第１の信号の少なくとも一部と時間的に同時に起こるという点で注目に値する。

本発明は少なくとも１つの単一キャリアのパイロットチャネル及び１つの多重キャリアのデータ送信チャネルを用いるセル形の電気通信システムにも関係し、多重キャリアのデータ送信チャネルがパイロットを持たず、単一キャリアのパイロットチャネルが多重キャリア変調を用いて送信されたデータに対する送信チャネルの応答を評価できるように意図され、この評価が単一キャリアのパイロット信号を考慮に入れ、このパイロット信号の少なくとも一部が第１の信号の少なくとも一部と時間的に同時に起こるという点で注目に値する。

装置、データ送信信号及びシステムの利点は、データ送信方法の利点と同じであるため、本願ではそれらをより詳細には説明しない。

本発明の他の特徴及び利点は、好ましい実施形態及び添付されている図面に関する下記の説明を読めば一層明白になるであろう。本発明の実施形態は単に説明するために示したものであり、実施例に限定されるものではない。

単一キャリアチャネル及び多重キャリアチャネルを別個に復調及び等化することから成る、それ自体周知であり図１に示された技術には、幾つかの不都合がある。

特に、全体的な送信速度（又は有効なデータのスループット）は最適化されていない。

この技術はまた、所定の最大送信電力に対して情報記号に割り当てられたエネルギーを減少させる。

特に、２つの独立したチャネルを管理する必要があるため、送信時及び受信時の両方で実行することは比較的面倒である。

その上、ＯＦＤＭ変調との関連で、特に、パイロット記号のエネルギーは他のＯＦＤＭ記号のエネルギーよりも大きく、これらのパイロット記号は時間／周波数面の中で不連続的に分散されており、このため、パイロット記号を含むＯＦＤＭ記号のエネルギーが増加されるという事実のために、付加的な包絡線の変動が発生する。

他の従来技術の不都合な点は、幾つかの他の種類の変調が使用される（特に、ＯＦＤＭ／ＯＱＡＭ）場合は、付加的な処理が使用とされることである。この場合は、チャネルはサブキャリア間の障害をもたらし、チャネルの評価を直接得ることは不可能である。

これに対して、本発明の一般的な原理は、多重キャリアのチャネル（例えば、ＯＦＤＭ形の）上のデータ送信に関連した単一キャリアのパイロット信号（例えば、ＵＭＴＳとの関連で使用されるようなＣＰＩＣＨ形の）を送信することに基づいている。パイロット信号によって出力されたチャネル評価は、多重キャリアのチャネルを等化するために使用される。パイロット信号はＯＦＤＭ記号の長さに相当する長さにわたって自己相関されることが好ましく、復調されたＯＦＤＭ信号の等化を行うために、例えばフーリエ変換（離散的又は高速の）を加えることによって、この評価は次に周波数領域の中で置き換えられる。

本発明の１つの変形例によれば、パイロット信号は最も関連のある遅延のみを考慮に入れる簡単な方法で処理される。

本発明を用いる移動体無線電話ネットワークのブロック図が、図３に関連して示されている。

例えば、このネットワークは３ＧＰＰ委員会が定義したＵＭＴＳ（汎用移動体電気通信システム）規格に部分的に適合する。

このネットワークは、基地局（ＢＳ）３１が管理するセル３０から構成する。

このセル３０自身は、基地局３１及び端末すなわちユーザ装置（ＵＥ）３２，３３及び３４を含む。

端末３２，３３及び３４は、データ（アプリケーション形の層のデータ）及び／又は信号データを基地局３１とアップリンク及びダウンリンクを通して交換することができる。このため、端末３２と基地局３１とは、
信号データ及び／又は端末３２との通信制御データの伝送並びにパイロット信号の送信を可能にする単一キャリアのダウンリンク３１０、
信号及び／又は通信制御データの伝送を可能にする単一キャリアのアップリンク、
基地局３１から端末３２への高速のデータ転送を可能にする、例えばＯＦＤＭ形のパイロットなしの多重キャリアのダウンリンク３１２、
を介して通信するように接続される。

デフォルトでは、端末は待機モードにある、言い換えると、通信モード以外のモードにあるが、そのモードでは端末が示され通信用に利用できる。第１の通信モードでは、これらの端末は特に、単一キャリア変調を用いてダウンリンク上で基地局３１が送った信号を傾聴する。これらの信号は、
通信プロトコル、特に、ＢＣＨ（同報通信チャネル（Broadcast CHannel））及びＰＣＨ（ページングチャネル（Paging CHannel））における高い層に与えられたサービスに相当する共通移送チャネル、及び
通信プロトコル、特に、ＣＰＩＣＨ（共通パイロットチャネル（Common Pilot Channel））における物理層に相当する共通移送チャネル、
を通って送信される。

第三世代（３Ｇ）の移動体ネットワークで使用される単一キャリアチャネルは、移動体ネットワークの当業者には周知であり、特に、「3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Physical Channels and mapping of transport channels onto physical channels (FDD) release 1999」という題名の参考文献３ＧＰＰＴＳ２５．２１１及び３ＧＰＰ発行所によって発行される規格の中で指定されている。このため、これらのチャネルをより詳細には説明しない。

図４は、ネットワーク３０の中で使用される基地局３１に属する送信−受信モジュール４０を示す。

このモジュール４０は、特に、
１つ又は複数のアンテナ４３と、
送受切換え器４７と、
受信チャネル４１と、
送信チャネル４２と
を含んでなる。

アンテナ４３は、送受切換え器４７を介して受信チャネル４１及び送信チャネル４２のそれぞれに接続される。

受信チャネル４１は、単一キャリアのアップリンク３１１を処理するように設計され、アンテナ４３が受信したデコードされたデータを出力部４４に送る。このチャネル４１の使用については当業者は周知であるため、より詳細にチャネル４１を説明することはしない。

送信チャネル４２は、
単一キャリアのダウンリンク３１０上のパイロット信号４２１１並びに信号データ及び／又は通信制御データと、
多重キャリアのダウンリンク３１２上の低速又は高速のデータ４６とを送信するように設計されている。
送信チャネル４２は、
参照コード４５から開始するＣＰＩＣＨパイロット信号４２１１を発生するように設計されたモジュレータ４２９と、
ＯＦＤＭ多重キャリア変調に基づいてデータ４６を変調するように設計されたモジュレータ４２１０と、
ディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）４２８と、
Ｉチャネル（同位相のチャネル（channel in phase））及びＱチャネル（直交位相（quadrature phase））上のディジタル−アナログ変換器４２６，４２７と、
シンセサイザ４２５によって制御される中間周波数モジュレータ４２４と、
通過帯域フィルタ４２３と、
送信帯域内の中間周波数に信号を入れ換えるためのミキサ４２１及び迅速なシンセサイザ４２２と、
電力増幅器４２０と
を含んでなる。

ＤＳＰ ４２８は、
（ＣＰＩＣＨパイロットチャネル４２１１並びに、場合によっては、制御データ、信号データ及び／又は単一キャリアチャネル上で送信される有用な情報を伝える信号を含む）送信される単一キャリア信号と、
送信される有用な情報４６を示すＯＦＤＭ形の多重キャリア信号４２１２と、
を組み合わせるためのハードウェアのアクセラレータと関連付けられている。

図１に関連して示されたフレームとは異なり、この場合のＯＦＤＭチャネルは有用なデータのみを移送し、パイロットに関連するサブキャリアを含まない。

さらに、好ましいことに、パイロットチャネル４２１１及び多重キャリア信号４２１２は同期して結合される（ＯＦＤＭ記号はＣＰＩＣＨコード記号と同時に起こる）。１つの変形例によれば、このパイロットチャネル４２１１及び多重キャリア信号４２１２は非同期で結合される。

図５は、ネットワーク３０の中で使用される端末３２〜３４の１つに属する送信−受信モジュール５０を示す。このモジュール５０は、図４に関連して示されたモジュール４０と通信するように設計される。

このモジュール５０は、特に、
１つ又は複数のアンテナ５３と、
送受切換え器５７と、
受信チャネル５１と、
送信チャネル５２と
を含む。

アンテナ５３は、送受切換え器５７を介して受信チャネル５１及び送信チャネル５２に接続される。

この送信チャネル５２は、単一キャリアのアップリンク３１１を処理するように設計される。このチャネルは、入力部５４に示されたデータをアップリンク３１１上に送信するために、単一キャリア変調された信号をアンテナ５３に送る。このチャネル５２は、当業者に周知の方法で使用されるため、これ以上説明はしない。

受信チャネル５１は、
単一キャリアのダウンリンク３１０上のパイロット信号並びに信号データ及び／又は通信制御データと、
多重キャリアのダウンリンク３１２上の高速データとを受信するように設計される。
受信チャネル５１は、
ローノイズ増幅器５１０と、
送信帯域の中で受信された信号を中間周波数の信号に入れ換えるように設計されたミキサ５１１及び迅速なシンセサイザ５１２と、
中間周波数の中心の周波数で帯域幅が信号を送信するために使用する幅に相当する通過帯域フィルタ４２３と、
シンセサイザ５１５によって制御されるベース帯域のＩ／Ｑ変換器５１４と、
Ｉチャネル（同位相のチャネル）及びＱチャネル（直交位相）上のディジタル−アナログ変換器５１６，５１７と、
単一キャリア信号と多重キャリア信号とを分離するように設計されたディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）５１８と、
ＤＳＰ ５１８が出力した単一キャリア信号及び多重キャリア信号を復調及び等化するように設計された等化手段５１９と
を含んでなる。

図６は等化手段５１９であり、これは、
単一キャリアの中で変調されＤＳＰ ５１８が出力したベース帯域信号を受け入れるＣＰＩＣＨ入力と、
多重キャリア（ＯＦＤＭ形）の中で変調されＤＳＰ ５１８が出力したベース帯域信号を受け入れるＯＦＤＭ入力と
を含む。

ＣＰＩＣＨ入力は、送信チャネルを評価するためのＣＰＩＣＨ形の信号を特に含む。

等化手段５１９は、
単一キャリアのパイロット信号によりチャネルを評価するように設計された評価手段６０と、
ＯＦＤＭ復調手段６４と、
ＯＦＤＭ等化ユニット６６と
をさらに含む。

手段６０は、ＣＰＩＣＨ形の単一キャリア信号を入力として受け入れ、特に、
自己相関手段６００と、
フーリエ変換手段６０２と
を含む。

この自己相関手段６００は、ＣＰＩＣＨ信号の関数として、より正確には遅延τ１〜τｎのそれぞれに対するＣＰＩＣＨ信号の自己相関としてチャネルの評価を行う。ここで、τ１は真っ直ぐな経路（direct path）に相当し、τ２は第２の経路に、またτｎはより長い経路に相当する（選択された経路のそれぞれは、真っ直ぐな経路又は関連したエコーに相当する）。ｎ個の自己相関はこのように計算される。一般に、τｋは、ＣＰＩＣＨコードのチップ周期Ｔｃによる因数ｋの積に等しい（１／３８４００００ｓに等しく、ＵＭＴＳ規格に照らすと約０．２６μｓである）。ここで、ｋは整数又は０．５の倍数であることが好ましい。

遅延τｋに相当するチャネル係数は、下記の自己相関方程式を用いて得られる。

ＣＤＭＡコードの長さが２５６に等しいこと及び信号が好ましくはディジタル的に処理
されることを考慮すると、上記の自己相関方程式のサンプルされたバージョンは、下記のように記載される。

本発明の１つの好ましい実施形態によれば、ＯＦＤＭ記号がＣＰＩＣＨ記号に同期して
送信される。この場合、自己相関機能は、ＣＰＩＣＨコードの記号（又は同様に、異なる信号間で同期が取られる場合は、ＯＦＤＭ記号）に相当するウィンドウ上で使用される。

本発明の別の実施形態によれば、ＯＦＤＭ記号及びＣＰＩＣＨコードの記号は非同期で送信される。この場合、下記のように幾つかの変形例を使用することができる。
第１の変形例によれば、検討されるＯＦＤＭ記号に時間的に最も近いＣＰＩＣＨ記号の自己相関が計算される（このことは、この自己相関が一部はＣＤＭＡネットワークとの関連で他の使用に対して通常は必要であるため、かなり簡単に使用することができる）。
第２の変形例によれば、自己相関は、検討されるＯＦＤＭ記号と少なくとも部分的に交差するＣＰＩＣＨ記号上で計算され、得られた自己相関は、チャネルの周波数評価動作の中に入力されて補間される。
第三の変形例によれば（これは、検討されるＯＦＤＭ記号に対して、最も信頼できるチャネル評価を提供する）、自己相関は第１のＣＰＩＣＨコードの終わりで第２のＣＰＩＣＨコードの開始時に計算され、選択された自己相関は検討されるＯＦＤＭ記号と同調して同時に起こる。

いかなる場合でも、提案された相関の所要時間は、検討されるＯＦＤＭ記号の所要時間と同じである。

自己相関手段６００は、自己相関を行ったｎ個の結果を手段６０２に対してｎ個の出力部６０１を介して送信する。ｎ個の結果のそれぞれは、出力部６０１の１つに対応付けられている。

次に、手段６０２は、ｎ個の自己相関の結果の組に対して長さｎでフーリエ変換を行い、こうして対応する周波数応答を得る。ｎは、ＯＦＤＭチャネルの中で使用されるサブキャリアの数以上となるように選択される。このため、ＯＦＤＭチャネルの中の各サブキャリアが３．７５ｋＨｚ帯域を使用し、またＯＦＤＭ記号が１０２４のサブキャリア上で変調される場合、３．８４ＭＨｚの有用な帯域が得られる。この場合、手段６０２は長さ１０２４の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を使用するため、検討される３．８４ＭＨｚの帯域上に１０２４チャネルの係数を得ることができる。

変形例として、ＯＦＤＭのサブキャリアの数が２の累乗でない場合、手段６０２は適切な長さの離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を使用することが好ましい。このため、各ＯＦＤＭチャネルのサブキャリアの帯域幅が３．７５ｋＨｚに等しく、各ＯＦＤＭ記号が６００のサブキャリア上で変調される場合、結果としてほぼ２ＭＨｚ程度の有用な帯域が得られ、手段６０２は６００の係数を提供する長さ６００のＤＦＴを使用する。

結果として、ＯＦＤＭを等化することに使用することができる周波数のチャネル評価が得られる。１つの好ましい実施形態によれば、ＣＰＩＣＨ信号がＯＦＤＭ記号に相当する所要時間で相関される。新しい相関（及びこれにより、新しいチャネルの評価）が、このように各ＯＦＤＭ記号に対して作られる。１つの変形例によれば、特に、チャネルは十分に安定であると受信機が評価する場合、１つの評価が幾つかのＯＦＤＭ記号に対して有効であるとみなされる（このことは、特に、受信端末上のリソース（ＣＰＵの時間、バッテリーなど）を節約することができる）。

同時に、手段６４は入力されたＯＦＤＭ信号を復調し、復調されたＯＦＤＭ記号をＯＦＤＭ等化ユニット６６に出力する。

等化ユニットは、それぞれ手段６０２及び手段６４から送られたチャネル評価及び復調されたＯＦＤＭ記号を同時に受け取ると、チャネル評価の関数としてＯＦＤＭ記号を等化し、処理されたＯＦＤＭ記号に相当する情報データを出力する。等化は、チャネル評価を考慮に入れて様々な方法で行うことができる。第１の比較的簡単な評価方法には、チャネル共役（channel conjugate）（これは位相補正を可能にする）によって受信されたＯＦＤＭ記号を乗算することが含まれる。別の等化方法によれば、ＯＦＤＭ記号はチャネルによって分割される。さらに別の方法によれば、ＯＦＤＭ記号から出力されたデータに対してＭＭＳＥ（最小平均自乗誤差）形の等化法が使用される。

図７は、簡単に使用できるようにする、本発明の１つの変形例による等化手段７９を示す。

等化手段７９と５１９（図６に関連して示されている）との間の本質的な相違は、自己相関の決定に結合された経路の確定に基づいている。等化手段７９及び５１９に共通した構成要素は同じ参照番号を付けて、さらに詳細には説明しない。

この変形例によれば、受信機はエコー検出及び遅延τ１〜τｒに相当するｒの評価を使用する（例えば、最初の同期チャネルから開始する）（ＵＭＴＳ規格における「最初のＳＣＨ」）。

等化手段７９は、
単一キャリアのパイロット信号から開始するチャネルを評価するように設計された評価手段７０と、
ＯＦＤＭ復調手段６４と、
ＯＦＤＭ等化ユニット６６と
を含む。

評価手段７０は、入力信号として単一キャリアのＣＰＩＣＨ形の信号及び考慮するためにｒ個の遅延τ１〜τｒのリストを受け入れ、
自己相関手段７００と、
フーリエ変換手段６０２と
を特に含む。

自己相関手段７００は、ＣＰＩＣＨ信号の関数として、より正確には遅延τ１〜τｎのそれぞれに対するＣＰＩＣＨ信号の自己相関としてチャネルの評価を行う（自己相関手段６００において使用されたものと同じ方法及び変形例を使用する）。

自己相関手段７００は、次の内容、すなわち、
遅延τ１〜τｒに対応して作られたｒ個の自己相関の結果と、
選択されない（ｎ−ｒ）個の遅延に対応する（ｎ−ｒ）個のゼロの自己相関値と、
をｎ個の出力６０１を介してフーリエ変換手段６０２に送る。

ｎ個の送信された値のそれぞれは、出力６０１の１つに関連付けられる。

１つの変形例によれば、この自己相関手段７００は、ＣＰＩＣＨ信号の関数として、より正確には遅延τ１〜τｒに等しいかほぼ等しい遅延τ１〜τｍのそれぞれに対するＣＰＩＣＨ信号の自己相関としてチャネルの評価を行う。この変形例によれば、遅延が検討される遅延τ_iからＰチップ期間（chip period）Ｔｃ以下だけ異なっている場合は、遅延は遅延τ_iにほぼ等しくなる。ここで、Ｐは２であることが好ましい（しかし、例えば、１又は３など別の値にすることもできる）。このため、遅延τ_iが確認されたエコーと一致する場合、自己相関は遅延τ_i−２Ｔｃ，τ_i−Ｔｃ，τ_i，τ_i＋Ｔｃ及びτ_i＋２Ｔｃに対して手段７００によって行われることが好ましい。Ｐの値が増加するにつれて、評価は一層正確になる。他方においては、自己相関手段７００を使用することにより、Ｐの値が小さくなるためより簡単になる。

別の変形例によれば、例えば、ＣＰＩＣＨ信号の補間によって使用され得られた遅延は、チップ時間（chip time）Ｔｃの非整数の倍数である。

図８は、基地局３１と端末３２との間でチャネル３１０〜３１２を用いて通信する間の通信プロトコルを示す。このプロトコルは２つの段階を含む、すなわち、１つの段階８０は本質的に信号データの交換から成る通信を設定する段階であり、通信段階８１はＯＦＤＭチャネル及び送信チャネルを評価するためにＣＰＩＣＨチャネルを用いて、高速のデータ送信を使用する段階である。

通信が設定される段階８０の間に、基地局３１はセル３０の中にある端末、特に端末３２にダウンリンクＳＣＨ上で信号８００を送る。これにより、端末３２は基地局３１のＳＣＨチャネル上で同期を取られる。

基地局３１がこのＳＣＨ信号を定期的に送信し、また端末３２の同期がある所定のしきい値を超えて劣化すると直ぐにその端末は基地局３１で再度同期が取られることに注意されたい。

基地局３１は、さらにＢＣＨチャネル上に信号８０１を送信する。このダウン信号は、どのＰＣＨチャネルを傾聴する必要があるのかについて端末３２に知らせる。このため、端末３２は、この信号を受信した後は、信号８０２によって指示されたＰＣＨチャネルを傾聴し始める。

次に、基地局３１は、端末３２に対して信号８０１によって指示されたＰＣＨチャネル上に信号を送る。この信号は、到来する呼出しを検出するために使用される。

次に、端末３２が通信を開始することを希望すると仮定する場合、端末３２はＲＡＣＨ（チャネルアクセスについての上層サービスに相当する共通チャネルであるランダムアクセスチャネル（Random Access CHannel））上に信号を送る。この信号８０３は、基地局３１に端末３２が通信を設定して欲しいと要求していることを知らせる。

基地局３１は、次に、（単一キャリアの）第１の通信モードを用いて、通信チャネル割当て信号８０４をＦＡＣＨ（上層サービスに相当する共通チャネルである高速アクセスチャネル（Fast Access CHannel））上に送る。

第１の通信モードに対応する信号は、ＵＭＴＳ規格によって定義された第１の２つの層（物理層及びリンク層）と両立する。本発明によれば、レベル３で基地局は、ＯＦＤＭを傾聴する場所、時間及び方法を示す。

次に、端末３２は、本発明によれば、特に送信チャネルを評価するために使用されるＣＰＩＣＨパイロットチャネル８０５を傾聴することを開始する。基地局３１は、ＣＰＩＣＨパイロットチャネル８０５を連続的に送信する。

通信は、次に、端末３２と基地局３１との間に設定される。

移動局はＦＡＣＨチャネル８０４を傾聴しながら、ＰＲＡＣＨアップリンク８０６（ＲＡＣＨチャネルに相当する物理的なチャネル）を介して要求を送り、現行のＵＭＴＳ−ＦＤＤ規格の中で規定されたようにネットワークからの応答を得る。ネットワークが移動局に送信するデータの量が大きいと決定する場合、また特に、ＦＡＣＨチャネルを通る利用可能なスループットが十分でない場合、基地局３１は端末３２に第１の通信モードに相当するＦＡＣＨチャネルを介して、データの送信については関連するＯＦＤＭチャネルを傾聴するようにと通知する。

このため、本発明によれば、ＯＦＤＭ変調を用いてＯＦＤＭチャネルと呼ばれる共通チャネルを使用することは、ＲＡＣＨ（アップリンク）及びＦＡＣＨ（ダウンリンク）の物理的な送信特性を変えることなく、ＲＡＣＨ／ＦＡＣＨの共通チャネルと連結される（換言すると、端末はＲＡＣＨ要求を送信し、基地局は端末３２に基地局３１と端末３２との間のデータ送信が第２の多重キャリアの送信モードを用いて行われることを通知するＦＡＣＨフレームを用いて応答する）。

ＦＡＣＨチャネルは、移動局がＯＦＤＭチャネルを正確に傾聴できるようにする信号情報を伝える。ＦＡＣＨチャネルは、ＯＦＤＭチャネルを傾聴して関係するデータブロックを受信するために、いつ（言い換えると、ブロックが端末を開始及び停止させる時期）、どこで（周波数帯域の中の周波数、送信は利用可能な周波数帯域の全体を必ずしも使用しない）、またどのように（コーディングフォーマット、インターレースなど）に関しての指示を行う。デフォルトでは、基地局は所定の特性を有するＯＦＤＭ変調を使用する（記号時間（symbol time）、サブキャリアと基準記号又はパイロット記号の分布との間の間隔）。１つの変形例によると、基地局はこれらの特性を動的に最適化して、伝搬チャネルの特性の関数としてそれらを適合させる。

このため、基地局３１と端末３２との間の通信は、第２の通信モード（段階８１）に切り替わる。この第２の通信モードは、パイロットなしの多重キャリア変調を使用し、ＣＰＩＣＨの単一キャリアのパイロットチャネルの送信は維持されることが好ましい。このように、基地局３１はＯＦＤＭの共通チャネル上に連続したその後の信号８１０，８１１を通してデータを送信し、ＣＰＩＣＨの単一キャリアのパイロット信号は基地局３１によって連続的に送信されるため、端末３２は送信チャネルを正確に評価することができる。

端末３２は、この時、ＲＡＣＨチャネル上にレベル２の肯定応答を送ることができる。

通信の終了時に、端末３２及び／又は基地局３１は、ＦＡＣＨチャネルを通る通信が終了することを知らせる。

図９は、本発明の１つの変形した実施形態による端末３２の中で使用される等化手段を示す。この等化手段は、送信チャネルが極めて雑音が多い場合及び／又は乱れている場合は特に好適である（例えば、信号のフェージングの原因になる強力なドップラ形の効果又は複数のエコーがある環境による、本発明の幾つかの実施形態に基づいてＯＦＤＭ信号がパイロット記号を持っていない場合は、それを処理することは難しい）。

そのようなチャネルに対する最新技術によれば、当業者は例えば（図１に示すように）パイロットに関連するサブキャリアの１０％含む記号をＯＦＤＭ信号の中に挿入するだけでなく、パイロット形のサブキャリアのみを含む訓練のシーケンスも挿入する。データを全く含まないこれらの記号は、ＯＦＤＭ信号の数パーセント（例えば、１０％）の割合を占め、それに応じて、データ用に使用することができる利用可能な通過帯域を減少させる。

図９に関連して示された本発明の変形例によれば、送信機はＣＰＩＣＨ信号及びＯＦＤＭ変調を用いるデータを連続的に等化手段９０を用いる受信機に送信する。この変形例によれば、幾つかのＯＦＤＭ記号は周波数の評価を行うためにパイロットを含む。等化手段９０は、基準クロックの周波数を固定するために（ＶＴＣＸＯとも呼ばれ、３ＧＰＰ（第三世代提携プロジェクト）標準化委員会によって定義された特にＧＳＭ及びＵＭＴＳ規格（特に、標準対照ＴＳ２５．１０１）に準拠する、受信機から送信機への１３ＭＨｚのクロック）、先ず第１にＣＰＩＣＨチャネルからの周波数の評価を行う。受信機の基準クロックは、送信機の基準クロックと同じではない。このクロックの周波数の中には通常ドップラ効果によるドリフト、又は基準クロックのドリフト（通常、移動体端末のクロック）も存在する。等化手段９０はさらにＯＦＤＭ信号を復調し、ＣＰＩＣＨチャネルから作られた周波数の評価を考慮してその信号を等化する。

等化手段９０は、
単一キャリア変調された基本帯域信号を受け入れるＣＰＩＣＨ入力及びＤＳＰ ５１８による出力と、
多重キャリア（ＯＦＤＭ形）で変調された基本帯域信号を受け入れるＯＦＤＭ入力及びＤＳＰ ５１８による出力と
を含んでなる。

特に、ＣＰＩＣＨ入力は、基準周波数を評価するために使用されるＣＰＩＣＨ形の信号を含む。

等化手段９０は、
単一キャリアのパイロット信号から受け取った信号に相当する周波数を評価するように設計された周波数評価手段９１と、
発振器９７と、
周波数シンセサイザ９８と、
チャネル評価手段９６と、
ＯＦＤＭ復調手段９３と、
ＯＦＤＭ等化ユニット９５と
をさらに含む。

手段９１は、ＣＰＩＣＨ形の単一キャリア信号を入力信号として受け入れる。それは、ＣＰＩＣＨ記号の時間評価を提供するＣＰＩＣＨ信号の自己相関（スクランブル解除）を特に含むＣＰＩＣＨ信号の非干渉性の復調を行う。このＣＰＩＣＨ記号から、ＣＰＩＣＨ信号の中の２つの連続した記号間の位相が計算される（特に、極めて大きな変動を補正するために、レーキ受信機（rake receiver）、重み付けされた合計及び一次フィルタを用いる積分を用いて）。このように、手段９１は、全体の受信機で受信される信号に関連する１３ＭＨｚの基準クロックを発生する発振器９７を動作させるために使用される信号を出力する。

周波数シンセサイザ９８は、基準クロックから導き出されたディジタルクロックＣＬＫ９２を発生し、このクロック９２を等化手段９０の様々な部分に送信する。

図９に示した変形例によれば、ＯＦＤＭ記号をＣＰＩＣＨ記号に同期して送信する必要性はない。ＯＦＤＭ信号及びＣＰＩＣＨ信号の送信周波数のみが、同じ基準クロックから引き出される（ＲＦキャリアは必ずしも同じでないため）。

このように、結果は、ＯＦＤＭの等化に対して使用され、また手段９０が送信機／受信機の他の部分に対して、特に、周波数評価手段９１、チャネル評価手段９６、ＯＦＤＭ復調手段９３及びＯＦＤＭ等化ユニット９５に対して出力した周波数すなわち基準クロックＣＬＫ９２である。結果は、閉ループにおけるスレービング（slaving）である。

手段９３は入力のＯＦＤＭ信号を基準クロック９２を用いて復調し、復調されたＯＦＤＭ記号をＯＦＤＭ等化ユニット９５に出力する。

チャネル評価手段９６は、手段９３及び基準クロック９２によって復調された記号を考慮に入れて、ＯＦＤＭ信号から決定された等化手段９５に対して振幅及び位相の補正を行う。

等化ユニット９５は、それぞれ手段９１，９６及び９３によって伝達されたクロック９２、チャネル評価記号及び復調されたＯＦＤＭ記号９４を同時に受け取る。このユニット９５は、基準クロック９２を根幹として、またＯＦＤＭ記号に関連したチャネルの時間評価の関数としてＯＦＤＭ記号を等化し、次に処理されたＯＦＤＭ記号に相当する情報データを出力部５５に出力する。

受信機では、この等化手段９０は送信−受信モジュール５０の中で、
どのようなチャネル形に対しても特に適した（雑音が多い場合でも又は少ない場合でも）、この比較的簡単な実施例について前に示した等化手段５１９の代わりか、
又は、手段５１９と組み合わされるかのいずれかで使用される。

手段９０と手段５１９とを組み合わせる受信機は、チャネルが混乱している場合でも、有効な通過帯域を最適化すること特に適している。そのような受信機及び対応する送信機は、パイロット付きの又はパイロットなしのＯＦＤＭ信号を処理する間の変化に対して動的な管理を使用することが好ましい。すなわち、チャネルが極めて雑音が多い場合、ＯＦＤＭ信号はパイロットを含み、手段９０に類似した手段を使用してチャネルの時間評価を行うために、受信機は基準周波数及びＯＦＤＭチャネルの評価を行うＣＰＩＣＨチャネルを使用する。これにひきかえ、チャネルの雑音が極めて大きくない場合は、送信機はパイロットなしのＯＦＤＭ信号を送り、受信機は手段５１９に類似した手段を用いて、ＣＰＩＣＨ信号から始めてＯＦＤＭ信号を等化するためにチャネルを評価する。次に、送信機及び／又は受信機は、ＯＦＤＭ信号がパイロットを持たない場合、又は必要なサービスの品質を恐らく考慮に入れたチャネルに最も良く適合した送信モードを識別するためのより一般的な手段を持たない場合は、受信の善し悪しを識別する手段を含む（例えば、通過帯域に関する要求；最良の通過帯域はパイロットがない場合に生ずるため、パイロットなしのモードは通過帯域の要求が高い場合は好ましいものになる）。送信機及び受信機は、例えば、ＲＡＣＨ及びＦＡＣＨチャネルを通して図８に関連して前述した方法と同じ方法で送信モードに同意し、また送信機及び受信機は異なる通信モードを処理する手段を使用する（ＯＦＤＭのパイロットなしで又はある程度のＯＦＤＭのパイロットを有して）。

デフォルトでは、基地局は、第１の通信モードに基づいて、パイロットなしのＯＦＤＭ変調を使用することが好ましい。受信品質が、端末３２がＣＰＩＣＨチャネルによるチャネル評価を用いてＯＦＤＭ信号を復調及び等化するために十分でない場合は、基地局は第２の通信モードに切り換える。この第２の通信モードでは、幾つかのＯＦＤＭ記号は周波数の評価を行うためにパイロットを含み、等化手段９０は、図９に関連して前述されたように、基準クロックの周波数を固定するために使用されるＣＰＩＣＨチャネルから開始する周波数評価を行う。明らかに、受信品質が向上する場合（特に、信号対雑音比を増加できるように、雑音を減少させる又は受信信号の電力を増加させることによる）、基地局は有効なスループットを最適化するために、第１の通信モードに切り換える。

基地局（送信機）が幾つかの端末（受信機）と通信するネットワークの中では、２つの事例が生ずる可能性がある。
第１の事例によれば、通信は時間で多重化される（例えば、ＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）プロトコルを用いて）。その時々では、ただ１つの無線リンクが動作中であり、データは対応する受信機の関数として第１又は第２のモードの中でＯＦＤＭ変調に基づいて送信される。
第２の事例によれば、通信は周波数で（例えば、ＦＤＭＡ（周波数分割多元接続）プロトコルを用いて）また場合によっては時間で多重化される。幾つかの無線リンクがこの時同時に動作中とすることができる。どのような時点においても、ＯＦＤＭのパイロットが第２のモードに基づいて割り当てられた周波数帯域の全体を使用するため、全てのＯＦＤＭの通信はパイロットが付いた（第２のモード）又はパイロットなしの（第１のモード）同じモードを使用する。１つ又は幾つかの受信機に割り当てられた各時間間隔に対して、基地局はある基準を用いて最も適当な通信モードを決定する（例えば、少なくともｎ個の端末の受信品質が、ＣＰＩＣＨチャネルに基づいたチャネル評価を用いて受信したＯＦＤＭ信号を復調及び等化を可能にするには不十分である）。ｎはしきい値のパラメータであり、例えば、１又は何らかの別の所定の値又は動的に更新された値（特に、端末の数に依存する）とすることができる。

さらに、本発明によるネットワークは、第１及び第２のモード（又は２つの中の１つ）を特に実行し、ＣＰＩＣＨ形のチャネルを使用しないネットワークと、また特に、ＯＦＤＭ記号がより多くのパイロットを含む第３のモードの中で通信するように設計された基地局と共存するように設計される（例えば、第３の通信モードによれば、周知の最新技術の変調が使用され、この場合、ＯＦＤＭ記号の９０％がパイロットに関連するサブキャリアの１０％を含み、また訓練のシーケンスはパイロット形のサブキャリアのみを含む）。

当然であるが、本発明は前述した実施例の形態に限定されることはない。

特に、当業者は使用する単一キャリア及び多重キャリア変調の定義の中に何らかの変形例を取り入れることができる。特に、単一キャリア変調は、位相変調形（例えば、ＰＳＫ（位相シフトキーイング））、又はＧＭＳＫ（ガウス最小シフトキーイング（Gaussian Minimum Shift Keying））又は振幅変調形（特に、ＦＤＫ（周波数シフトキーイング））、又はＱＡＭ（直交振幅変調）とすることができる。同様に、当業者は使用する多重キャリア変調の種類の中に何らかの変形例を作ることができる。それ故に、変調は、例えば、特にWavecom Companyによって１９９８年４月１０日に出願されたフランス特許第ＦＲ−９８ ０４８８３号の中で説明されたＯＦＤＭ形、又は１９９５年５月２日に出願されたフランス特許第ＦＲ−９５ ０５４５５号の中で定義されたようなＩＯＴＡ形の変調とすることができる。これらの特許を引用することにより本明細書の一部をなすものとする。

本発明はＵＭＴＳ又は３Ｇネットワークに限定されることはないが、特に、高いスペクトル効率及び／又は通過帯域を節約することが望まれる場合は、固定式又は移動式の送信機と固定式又は移動式の受信機との間の通信を含む（例えば、２つの端末、ネットワークインフラの局及び端末、又は２つのネットワークインフラの局に対応する）。それ故に、例えば、本発明に関する可能な媒体には、画像、音響及び／又はデータに関する陸上のディジタル無線放送システム、移動体に対する広帯域ディジタル通信システム（移動体ネットワーク、無線ＬＡＮ又は衛星に対する又は衛星からの通信）、及び音響送信チャネルを用いる海中送信が含まれる。

本発明には多くの用途があり、それらの用途は特にインターネット形の広帯域のサービスに使用することができる（本発明がＵＭＴＳに適用される場合、低速のＲＡＣＨチャネルは、極めて高速のＯＦＤＭチャネルと結合されたＧＳＭよりも遙かに高速であるが、そのようなサービスの要求を満足させる）。

チャネル評価の他にも、本発明は単一キャリアチャネルを使用できるようにして、ＯＦＤＭチャネルに特有な処理、特に、初期の同期化及び時間又は周波数の同期化をモニタすること、チャネルの品質を測定すること及び変調の適用することなどを実行する。

それ自体周知のＯＦＤＭ信号の例を示す図である。 図１によるＯＦＤＭ信号の等化を示すブロック図である。 特定の実施形態に基づいて本発明に適合する移動体通信ネットワークを示す図である。 図３のネットワークの中で使用される固定局に関連した送信モジュール−受信モジュールを説明する図である。 図３のネットワークの中で使用される端末に関連した送信モジュール−受信モジュールを説明する図である。 図５の送信機／受信機の中で使用される等化手段を示す図である。 本発明の変形例による等化手段を示す図である。 図３の移動体通信ネットワークにおける通信プロトコルを示す図である。 本発明の１つの変形した実施形態に基づいて、図５の送信機／受信機の中で使用される等化手段を示す図である。

Claims (27)

1. 多重キャリア変調を用いて送信されたデータのために、少なくとも１つの単一キャリアのパイロット信号（８０５）及び少なくとも１つの第１の送信信号（８１０，８１１）を用いて、送信機（４０，３１）と受信機（５０，３２，３４，３３）との間で無線データを伝送する方法であって、
   多重キャリア変調を用いて送信されたデータについての前記第１の送信信号用の送信チャネルの応答を評価するステップ（６０）を含み、該評価が単一キャリアのパイロット信号を考慮に入れ、前記パイロット信号の少なくとも一部が前記第１の信号の少なくとも一部と時間的に同時に発生することを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、前記評価によって考慮に入れられた前記パイロット信号の少なくとも一部が前記第１の信号の少なくとも一部と完全に同時に発生することを特徴とする方法。
3. 前記パイロット信号と前記第１の信号とが非同期であることを特徴とする請求項１及び２のいずれかに記載の方法。
4. 前記パイロット信号と前記第１の信号とが同期していることを特徴とする請求項１及び２のいずれかに記載の方法。
5. 送信チャネル上で前記パイロット信号に対して使用される周波数帯域が、前記第１の送信信号に対して使用される周波数帯域を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の方法。
6. 多重キャリア変調に基づいて送信された前記データを等化する装置（６６）を含み、前記等化する装置が前記第１の送信信号に対して使用される送信チャネルに関する前記評価された応答を考慮に入れることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の方法。
7. 前記評価が前記パイロット信号に対して行われた少なくとも１つの自己相関（６００）を考慮に入れることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
8. 前記自己相関のそれぞれが、前記送信チャネル上の経路に対応する遅延に結び付けられることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記自己相関が前記送信チャネル上の前記送信機と前記受信機との間の各経路に対して行われ、決められた最大限度よりも小さい遅延に相当することを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記送信チャネル上の前記送信機と前記受信機との間の経路を選択するステップを含み、前記自己相関が前記選択するステップの間に選択された各経路に対して行われることを特徴とする請求項８に記載の方法。
11. 前記自己相関を考慮に入れて周波数応答を決定するステップを含むことを特徴とする請求項７から１０のいずれかに記載の方法。
12. 多重キャリア変調を用いて送信されたデータに対する前記第１の送信信号の記号の各サブキャリアに関連する少なくとも１つの係数を提供するフーリエ変換のステップ（６０２）を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 前記パイロット信号がスペクトル拡散形であることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の方法。
14. 前記第１の送信信号がＯＦＤＭ形であることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の方法。
15. 前記第１の送信信号がＩＯＴＡ形であることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の方法。
16. 前記送信機が単一キャリアチャネル上の受信機に第２のデータ送信信号も送信し、前記信号が前記パイロット信号の関数として決定されたチャネル評価により等化されることを特徴とする請求項１から１５のいずれかに記載の方法。
17. 前記送信機と前記受信機とが移動体通信ネットワークに属していることを特徴とする請求項１から１６のいずれかに記載の方法。
18. 前記送信機が前記移動体通信ネットワーク内の基地局に属しまた前記受信機が端末に属して、必要な場合はいつでも、前記基地局が前記パイロット信号及び前記第１のデータ送信信号を多重キャリアで高速の変調を用いて送信することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 多重キャリア変調を用いて送信されたデータに対する前記第１の送信信号がパイロット記号を含まないことを特徴とする請求項１から１８のいずれかに記載の方法。
20. 多重キャリア変調を用いて送信されたデータに対する前記第１の送信信号に関連する基準クロックを発生するステップ（９８）を含み、前記基準クロックを発生するステップが前記単一キャリアのパイロット信号を考慮に入れ、前記基準クロックが多重キャリア変調を用いて送信されたデータに対する前記第１の送信信号用の送信チャネルの応答に関する前記評価を出力することを特徴とする請求項１から１９のいずれかに記載の方法。
21. 多重キャリア変調を用いて送信された前記データを等化する装置（９５）を含み、多重キャリア変調を用いて送信されたデータに対する前記第１の送信信号がパイロット記号を含み、前記基準クロックが前記評価を出力することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
22. 多重キャリア変調を用いて送信されたデータに対して少なくとも２つの送信モードを使用し、多重キャリア変調を用いて送信されたデータに対する前記第１の送信信号が第１のモードによるパイロット記号を含み、第２のモードによるパイロット記号を含まないことを特徴とする請求項１から２１のいずれかに記載の方法。
23. 多重キャリア変調を用いて送信されたデータに対する前記第１の送信信号の受信品質の関数として、前記第１のモードから前記第２のモードへ又はその逆の方向に切り換えるステップを含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
24. 少なくとも１つの単一キャリアのパイロット信号（８０５）及び多重キャリア変調を用いて送信されたデータに対して少なくとも１つの送信信号（８１０，８１１）を使用する無線データ受信装置（５０，３２，３３，３４）であって、
    前記装置が多重キャリア変調を用いて送信されたデータに対する前記送信信号用の送信チャネルの応答を評価する手段（６０）を含み、前記評価する手段が前記単一キャリアのパイロット信号を考慮に入れ、前記パイロット信号の少なくとも一部が前記第１の信号の少なくとも一部と時間的に同時に発生する無線データ受信装置。
25. 少なくとも１つの単一キャリアのパイロット信号（８０５）及び多重キャリア変調を用いて送信されたデータに対して少なくとも１つの送信信号（８１０，８１１）を使用する無線データ送信装置（４２，３１）であって、
    パイロットなしの前記送信信号に対する変調手段（４２）を含み、該パイロット信号が多重キャリア変調を用いて送信されたデータに対する前記送信信号用の送信チャネルの応答を評価できるように設計され、前記評価が前記単一キャリアのパイロット信号を考慮に入れ、かつ前記パイロット信号の少なくとも一部が第１の信号の少なくとも一部と時間的に同時発生することを特徴とする無線データ送信装置。
26. 少なくとも１つの単一キャリアのパイロットチャネル（３１１）及び１つの多重キャリアのデータ送信チャネル（３１２）を含む無線データ送信信号であって、前記多重キャリアのデータ送信チャネルがパイロットを持たず、前記単一キャリアのパイロットチャネルが多重キャリア変調を用いて送信されたデータに対する送信チャネルの応答の評価（６０）を可能にするように設計され、前記評価が前記単一キャリアのパイロット信号を考慮に入れ、パイロット信号の少なくとも一部が第１の信号の少なくとも一部と時間的に同時に発生することを特徴とする無線データ送信信号。
27. 少なくとも１つの単一キャリアのパイロットチャネル（３１１）及び１つの多重キャリアのデータ送信チャネル（３１２）を用いるセル形電気通信システムであって、前記多重キャリアのデータ送信チャネルがパイロットを持たず、前記単一キャリアのパイロットチャネルが多重キャリア変調を用いて送信されたデータに対する送信チャネルの応答の評価（６０）を可能にするように意図され、前記評価は単一キャリアのパイロット信号を考慮に入れ、前記パイロット信号の少なくとも一部が第１の信号の少なくとも一部と時間的に同時に起こることを特徴とするセル形電気通信システム。
    

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