JP2007528164A - 適応変調システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

無線通信システムは送信したシンボルの適応変調のために構成される。特定の変調および／またはコード化は、独自に識別され、それに関連するデータは送信されたシンボルの中に組み込まれる。受信機がパイロット信号を送信されたシンボルから抽出し、該送信されたシンボルに対して使用された特定の変調／コード化を識別するために相関分析を実行する。これはシンボル毎として適応変調が出来るようにする。複数の周辺加入者と通信する基地局は、チャンネル状況によって、各加入者に対して異なる変調／コード化を使用することができる。

Description

本発明は、一般的に通信システム、特に適応変調システムおよび方法に関する。

無線データシステムは、無線チャンネルを最も効率的に使用するために理想的に変調およびコード化の形態を選択するべきである。送信機と受信機の間の無線リンクの品質は、変調とコード化の組み合わせの中で、どれがデータに使用できるのかを決定する。

固定回線は、最も効果的な変調を決定するために、最初から拡張チャンネル応答計測を実行することがある。例えば、デジタル加入者回線（DSL）技術は、電話回線上の直交周波数分割多重（OFDM）のために、ビットローディングを使用する。チャンネル応答は、起動するときに計測され、処理能力を全体的に最大化するために、変調はトーン毎に変更される。各端末は、各トーンに対して使用された変調が分からなければならない。回路検査が終了すると、データ転送速度を最大化するために変調とコード化の特定の形態が選択される。本取り組みを徹底することができるが、時間が掛かり、チャンネルが大体固定しており時間が経っても変わらないことに依存している。そのため、無線環境には相応しくない。

有線システムと異なり、無線チャンネルは非常に動的である。当業者は、予測可能および予測不可能な幾つかの要因がまとまって、特定の無線リンクに影響を及ぼすことを認識するであろう。例えば、送信機および受信機の間に無線周波妨害、相対運動、その他の要因が、有線システムにおいて使用されている長期的なチャンネル予測の効率を低下させる。

従来技術は、時刻同期およびチャンネル推定のために特別なトレーニングシンボルを使用することを説明している。そうしたシステムは、一つ以上のOFDMシンボルを含むエアリンクバーストに先行して送信することを要件とする。本従来技術は、一つ以上のパイロットOFDMシンボルを送信することに依存しているため、短いバーストの場合および、エアリンクに対してマルチユーザー争奪がある場合は、効率がより低い。

従って、変調技術をエアリンクの変化している状況に適合するシステムおよび方法の重大な必要性があることは、理解できる。本発明は、本件およびその他の優位性を提供し、それは下記の詳細な説明および伴われる図から明らかになる。

以下により詳細に論じるように、ここに開示されたシステムおよび方法は、エアリンク上の動的条件の変化に対応して迅速に変化できる適応変調を提供するように構成される。単一端末（例：基地局）を使用し複数端末（例：加入者）と通信するシステムにおいて、データに使用できる変調／コード化の組み合わせは、基地局とそれぞれの加入者の間の無線リンクの質によって決定される。

適応変調OFDMシステムは、各OFDMシンボルの中に内蔵制御情報を使用し、かかるシンボルにはデータに使用された変調およびコード化を識別する。したがって、変調／コード化は、シンボル毎に変更することができる。内蔵情報は、充分な冗長を有し、内蔵データ自体を回復できない場合でも、直ちにデコードすることができる。OFDMシンボルにおいて使用された変調およびコード化を識別するために内蔵信号を使用することが、実際のパケット交換ネットワークおよび無線リンクの非常に効率的な使用を容易にする。複数のユーザーがエアリンクの可用性を競合する争奪ベースエアリンクの場合、特に重要となるかもしれない。

本発明は、システム（１００）で実施され、図１では無線通信ネットワーク（１０２）の中に実装した形で示される。無線通信ネットワーク（１０２）は、アンテナシステム（１０６）に連結した基地局（１０４）が備えられる。アンテナシステム（１０６）は、既知の原理に従って実装されるため、ここではより詳細に説明する必要がない。基地局の一般的な操作が良く知られているが、システム（１００）を実装するための幾つかの更なる特徴は、以下に詳細に示される。

無線通信ネットワーク（１０２）は、それぞれに無線通信リンク（１１４〜１１８）を介して基地局（１０４）と通信する複数の加入者宅内機器（CPE）（１０８〜１１２）も含む。通信リンク（１１４〜１１８）は、図１では基地局（１０４）をそれぞれの個別のCPE（１０８〜１１２）に連結させるように示される。しかしながら、当業者はCPE（１０８〜１１２）が、単一周波数チャンネル上で基地局と通信している場合に無線通信リンク（１１４〜１１８）は単一争奪ベース通信リンクと見なされることを理解でき、これは図１では争奪ベースリンク（１２０）として示される。典型的な実装において、単一の基地局（１０４）は、１００以上のCPEと通信する場合がある。

基地局（１０４）からの通信は、「ダウンリンク」というが、基地局（１０４）への通信は「アップリンク」と呼ばれる。CPE（１０８〜１１２）は、どの変調／コード化の組み合わせがその無線リンクに対応するのかを決定するために、ダウンリンクを監視する。各CPEからのアップリンクのバーストは、無線リンクを最も効率的に使用するように変調／コード化されることができる。起動の時に、そして動作中に、CPEは基地局（１０４）に登録する。通信する基地局の選択とともに、登録処理自体は、当業者には知られており、ここでは説明する必要がない。登録処理の一部として、CPEはどの変調／コード化タイプを検出できたのかを指定する場合がある。更に、CPEは変調／コード化の中で一つ以上の望ましい方法を指定することが出来る。システム（１００）は、加入者ポーリングを避けて、争奪リンクの効率を高めるために争奪ベースリンク（１２０）上で短いアップリンクバーストを使用することもできる。

システム（１００）は、送信局がエアリンクにおいて最も効率的な変調／コード化技術を使用できるようにする。「送信局」という言葉は、基地局（１０４）またはCPE（１０８〜１１２）のいずれにも、同様に適用することが出来る。つまり、基地局（１０４）は、一つ以上のCPEに送信している場合、送信局と見なされる。反対に、CPE（１１０）は基地局（１０４）にデータを送信している場合、送信局と見なされる。

受信局はOFDMシンボル内に組み込まれたパイロット信号を検出することができ、それでその特定のシンボルを送信するためにどの変調／コード化の組み合わせが使用されたのかを正確に決定することができる。「受信局」という言葉は、基地局（１０４）またはCPE（１０８〜１１２）のいずれにも、同様に適用することが出来る。つまり、基地局（１０４）は、一つのCPEから送信されたデータを受信する場合、受信局と成る。反対に、一つ以上のCPE（１１０）は基地局（１０４）から送信されたデータを受信する場合、受信局と見なされる。したがって、本発明の目的のために、基地局（１０４）およびCPE（１０８〜１１２）は、本質的に互いに同等である。

図２は、無線局（１４０）の機能ブロック図である。上述のとおり、無線局（１４０）は、基地局（１０４）またはCPE（１０８〜１１２）のいずれとして実装することができる。無線局（１４０）は、送信機（１４２）および受信機（１４４）を備える。当業者は、送信機（１４２）および受信機（１４４）の部分を組み合わせて送受信機（１４６）を生成できることを認める。これらのコンポーネントの作用は当技術分野で知られたため、ここでは詳細に説明する必要がない。

送信機および受信機はアンテナ（１４８）に連結される。アンテナ（１４８）は、図１において無線局（１４０）が基地局（１０４）として実装される場合、アンテナ（１０６）のように、典型的に外部に設置される。但し、無線局（１４０）がCPE（例 図1のCPE108）の場合、アンテナ（１４８）は外部にか、または外部アンテナとして、実装される場合もある。

視線から離れたOFDMのCPEと内部現場アンテナを使用する無線作用の例として、「Fixed OFDM Wireless Man Utilizing CPE Having Internal Antenna」を名称となる2000年10月23日に出願した米国出願番号09/694,766が挙げられた。本発明の出願者へ上とされたその出願は、引用することによってここに完全に統合された。

典型的な実施例には、無線局（１４０）は、中央演算処理装置（CPU）（１５０）およびメモリ（１５２）も含む。CPU（１５０）は、従来のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ,デジタル・シグナル・プロセッサ、プログラム可能ゲートアレイ等によって充分に実装されることができる。本発明はCPU（１５０）の特定の実装には限られない。同様に、メモリ（１５２）は、ランダム・アクセス・メモリ、読み取り専用メモリ、フラッシュメモリ等の従来のデータストレージコンポーネント一つ以上を含むことができ、これらの要素の組み合わせも含むことができる。一般的に、CPUは、メモリ（１５２）に確保された指令を実効する。
無線局（１４０）は、キーボード,ディスプレー・カーソル制御装置、大容量記憶装置等のようで幾つかの異なるI/O装置（１５４）も含むことができる。省略するために、作用がよく知られたこれらの様々なコンポーネントは、I/O装置（１５４）という。無線局（１４０）の様々なコンポーネントは、バスシステム（１５６）によって連結された。バスシステム（１５６）は、アドレスバス、データバス、制御バス、パワーバスなどを備えることができる。便宜上、様々なバスは図２において、バスシステム（１５６）として示される。

無線局（１４０）は、変調器選択プロセッサ（１５８）およびエンコーダ（１５９）も含む。変調器選択プロセッサ（１５８）は、多くの利用可能な変調タイプの中でどれが送信機（１４２）により使用されるかを決定する。エンコーダ（１５９）は、任意で変調信号のコード化を提供するために使用されることができる。

上記に説明したコンポーネントに加えて、無線局（１４０）は、以下に詳細に説明するパイロット分析回路（１６０）も含む。パイロット分析回路（１６０）は受信シンボルを分析し、そこに組み込まれたパイロット信号を識別し、その特定のシンボルではどの変調／コード化タイプが使用したのかを決定する。

当業者は、OFDMシンボルが様々な異なる変調技術を使用し確かに送信できることを理解する。そういった技術は、ニ相位相変調（BPSK）および4QAM（直角位相偏移にはQPSKと呼ばれることがある）、16QAM、64QAMと通常に呼ばれた直交振幅変調（QAM）の制度を含む。上記に説明された変調の多様な形態は、それぞれにOFDMシンボル毎に、少ないまたは多くのデータバイトを支給することができる。例えば、BPSKは各OFDMトーン毎に１つのデータビットを支給する。一方、4QAMは各OFDMトーン毎にBPSKのペイロードの倍になった２つのデータビットを支給する。１６QAMを変更することによって、ペイロードは４QAMのデータ転送速度の倍になる（トーンにつき４データビット）。最後に、６４QAM変調は、トーンにつき６データビットを支給し、ペイロードは４QAMの変調ペイロードの３倍になる。

当業者は、エアリンクの動的条件が６４QAMのような高いデータ転送速度を許さないことを認める。更に、他のハードウェアの制限のせいで、一部の変調が使用できない可能性もある。例えばCPE（１０８）（図１参照）は、６４QAMに対応しない低コスト送信機（１４２）（図2参照）を含む場合もある。この例においては、CPE（１０８）は、基地局（１０４）が本質的にそのような変調を行うことができるとしても、基地局（１０４）と通信する際に６４QAM変調を使用することができない。

変調器選択プロセッサ（１５８）は、どの変調プロセスが利用可能な状態にあるのか、そしてエアリンクの現状ではどの変調プロセスが最も効率的であるのかを決定する。当業者は、変調選択プロセッサ（１５８）がメモリ（１５２）に保存され、CPU（１５０）により実行された指令の一式として実装されることができると認める。但し、変調器選択プロセッサ（１５８）は、特別の機能を行うため、図３には別のブロックとして示される。

エンコーダ（１５９）は、条件に基づいて必要であれば変調信号をコード化する。エアリンクの状況が理想よりよくない場合、ブロックコード化、畳み込みコード化のようなコード化は、エラー訂正能力を支給するために使用される。エンコーダ（１５９）は頑強なエラー検出および訂正を支給するが、同時にデータ処理能力を減らす。当業者は、エンコーダに対して入力として支給された各OFDMデータビットにつき、コード化プロセスが送信データビットの数を増加することを理解する。もしそのようなコード化なしでエアリンク上で低いエラー率を得られれば、データ転送速度を伸ばすために、エンコーダ（１５９）を飛ばしても結構である。
特定の変調およびオプションのコード化が選択された場合、パイロット信号は、変調／コード化の特定の組み合わせに基づいて決定性の形で割り当てられて、OFDMシンボルの範囲内に分配されて、変調／コード化の選択された組み合わせが指定される。典型的な実施例において、疑似乱数（PN）配列が各パイロット信号の位相を決定するために使用される。位相の暗号化は、異なるPN配列または、データのために使用された変調／コード化の各組み合わせに対して同一のPN配列の異なる位相を使用し達成できる。

OFDMサンプルは一つ以上の受信機に送信される。無線装置（１４０）（図2参照）がOFDMシンボルを受信する場合、パイロット分析回路（１６０）は、そのシンボルに対して使用された変調／コード化の組み合わせを決定するために、パイロットトーンを検出し分析する。
変調／コード化を決定することにおいて、パイロット信号の使用およびパイロット分析回路（１６０）の作用をより明確に理解するために、OFDMシンボル内に各６サンプル目がパイロット信号となる例を考慮する。更にOFDMシンボルには１３６パイロット信号があって、各シンボルが、そのOFDMシンボルに対して使用された変調／コード化の組み合わせに対応する疑似ランダムノイズ（PN）配列により変調されることを想定とする。

受信機（１４４）はODFMシンボルを受信するが、多少の本質的な周波数の不正確を有し、ODFMシンボル内に組み込まれたパイロット信号を検出するために検索が必要である。受信機（１４４）のなかにある発振器（図示せず）は、検索範囲を±4 OFDMトーン（周波数ビン）に制限される事が出来るほど、充分な正確性を有する。したがって、受信したODFMシンボルは、-4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4の範囲内に、境界のある周波数ビンのシフトを有すると見なされる。パイロット分析回路（１６０）の作業は、受信シンボルをデコードし、９つの可能な入力シフト（つまり、±4ビン）を一つずつに、その１３６パイロット信号との相関を計算することである。

パイロット分析回路（１６０）は、単一PNスクランブル配列において、９つの可能な入力シフトを一つずつに、パイロット相関を計算しなければならない。PN配列を変更することによって、変調／コード化の組み合わせの中でどれに対してもその機能を実行することができる。
相関分析は、一連の複雑な相関関係を算出するためのパイロット分析回路１６０を必要とする。遅延値に対する相関関係は、パイロット信号を調整し、他の信号の値が小さい場合に値は大きくなる。このように、パイロット分析回路１６０は、パイロット信号を検知する。注目すべきことは、ここで使用される「遅延」という用語は、積分周波数ビンシフトと同等であるということである。パイロット分析回路１６０で実行される相関関数は、以下の方程式（１）によって与えられる。

ここで、
xは、受信シンボル（名目の場合は、保護周波数帯によって１０６サンプルのオフセットがあるが、システム（１００）を簡単に理解するためにそれが無視される）、
nは、パイロット指数
lは、遅延（周波数ビンオフセット）, l ∈ {−４,−３,−２,−１,０,１,２,３,４},
PNは、変調器のシンボルを争奪する疑似ランダムノイズ配列。
PN配列は、送信データおよびパイロットを（１+j０）または（-１+j０）によって増加させる。

方程式１はかなり複雑であるが、以下の表１に示されるパイロット相関関係の初めの二つの項の展開が、データサンプルが６サンプル毎の間隔のパイロット信号で連続的に入力されていることを示している。三つの異なるPN数のみが、パイロット分析回路１６０に常に保存されることを必要とし、必要となる回路の合計を大きく減少させる。

表１

注: 指標を単純にするため、保護周波数帯オフセット（１０６サンプル）は省かれている。

上記のグフラ表示によって明確なように、データサンプルは、６サンプル間隔毎のパイロットで、連続的に入力されている。三つの異なるPN数のみ、パイロット分析回路１６０ブロックに常に保存されなければならず、ブロックサイズを大きく減少させている。表１の例では、PN（０）、PN（６）およびPN（１２）のみが、総和の第一および第二項の分析に必要とされる。

PN項が実数であるため、共役操作がその値を変更しないことを示すことで、更に簡略化することが可能である。PN（６n + ６）およびPN（６n）の積は、±１の因数を単純にし、以下のように約分させるための方程式１を可能にする。

注目すべきとは、方程式１および２は、６番目毎のトーンがパイロット信号である相関関係分析を示している。しかしながら、ここで例示される発明概念は、そのようなパイロット信号配列によって限定されるものではない。その他の内蔵パイロットトーンの配列も、十分に使用することができる。例えば、７番目毎のトーンがパイロット信号の場合、方程式１および２は、当業者に明確に理解される方法で変更し、７つの信号それぞれの相関関係間で評価を行うことができる。更に、方程式１および２は、単に例示的相関関係の分析を提供している。しかしながら、本発明は、パイロット信号の検知に使用される分析の特定の形態に限定されるものではない。

図３は、パイロット分析回路１６０における例示的実施形態の概略図である。図３では、積算出回路１６１がシリアルデータを受信し、積x* （６n+１０６+l） x （６n+１０６+６+l）を算出する。注目すべきことは、積算出回路１６１における６サンプル遅延が、パイロット信号を６サンンプル毎に設定するという工学的決定に基づいていることである。システム１００への変更（例：７サンプル毎に間隔をあけたパイロット）が図３の回路への変更を必要とすることを、当業者には理解できるであろう。積算出回路１６１で算出された積は、合計に加えられるか、または実行中の合計から差し引かれる。

図３のPN積回路１６４は、PN積を生成し、積算出回路１６１からの積算出が加えられるのか、実行中の合計から差し引かれるのかを決定するマルチプレクサを制御する。図１のPN積回路１６４は、積PN（n）PN（n+６）およびPN（n+６）PN（n+１２）を算出する。

総計回路１６６は、積算出回路１６１からの現在の積算出値を、実行中の合計に加える、または差し引く。否定回路１６８は、積算出回路１６１によって決定された積算出に対し、正の数および負の数の両方を発生させる。正の数または負の数の選択は、PN積回路１６４によって制御される。本値は（正の数または負の数）は、総計回路１６６によって実行中の合計に加えられる。総計回路１６６は、９つの可能性のある遅延時間のそれぞれに対し、個々の出力を生成する。表１を参照すると、時間 t = １において、r_xx*（−４）の第一積総計が、加算器Sum０およびマルチプレクサ Mux０を使用して算出され、レジスタラベルlag_４n_０i,qに保存される。時間 t=５において、r_xx*（−３）の第一積総計が算出され、レジスタラベルlag_３n_０i,qに保存される（図示せず）。本処理は、二つの積が算出される時間t=８まで継続する。数式項x* （２）x（８）PN（６）PN（０）が、加算器Sum１およびマルチプレクサMux１を使用して総計回路１６６の下部分岐で算出され、レジスタラベルlag_２p_１i,qのコンテンツに加えられる。第二積x*（２）x（８）PN（１２）PN（６）が、加算器Sum０およびマルチプレクサMux０を使用して総計回路１６６の上部分岐で算出され、レジスタラベルlag_４n_０i,qのコンテンツに加えられる。本処理は、全ての受信データが回路を通過するまで継続する。本処理の最後に、r_xx*（４）の値を包含するレジスタラベルlag_４p_１i,qを通して、レジスタラベルlag_４n_０i,q はr_xx*（−４）のコンテンツを、レジスタラベルlag_３n_０i,qはr_xx*（−３）の値等を包含する。

本処理が完了後、総計回路１６６における９つのレジスタのうちの一つの出力が、他のレジスタよりも大きい値を包含し、どの遅延時間が特定PN配列に対し正確であるかを示す。PN積回路１６４のPN配列を変更することで、パイロット分析回路１６０が、可能性のある変調／コード化のそれぞれの組み合わせに対応するPN配列に対し、同じ算出処理を行うことを可能にする。例示的実施形態において、図３の回路は、可能性のある変調／コード化のそれぞれの組み合わせを再生する。例えば、いくつかの可能なオプショナル変調スキーム（BPSK、４QAM、１６QAM、６４QAM）が、３つの例示コード化スキーム（非表示、ブロック、畳み込み）と同様に記載されている。本実施例では、合計１１の異なる組み合わせに対し、４つの変調の可能性および３つのコード化の可能性がある。本実施例において、図３の回路は、１１回再生され得る。注目すべきことは、全ての算出に対し同一であるため、積算出回路１６１を複数回再生する必要がないことである。

上記に記載された変調／コード化例を使用し、図３におけるパイロット分析回路１６０の１１の「コピー」それぞれが、有界遅延時間（例：±４周波数ビンオフセット）に対応する９つの出力を発生させる。このようにして、合計１０８の出力が生成される。１０８の出力の一つが、他の出力よりも大きな変化量を持つことになる。最大変化量を有する相関合計を見つけることで、送信機によって使用されるPN配列および送受信機における周波数オフセットを識別する。PN配列は、設計毎に、送信機によって使用される変調／コード化の各組み合わせに特有である。このようにして、適切なPN配列の識別が、特定OFDMシンボルに対し使用される変調／コード化を独自に識別する。この特有のパイロットおよびコード化の配列によって、シンボル毎に変調／コード化を変化させ、ラジオチャンネルの効率的な使用を可能にする。

このようにして、パイロット分析回路１６０は、受信OFDMシンボルを効率的に分析し、特定OFDMシンボルに対する特殊な変調／コード化を決定する。システム１００は、PN配列を使用し変調／コード化を独自に識別すると記載されているが、いかなる決定論的スクランブリングシステムでも変調／コード化の組み合わせを独自にエンコードするために使用され得ることは、当業者には理解できるであろう。

また、システム１００は、チャンネル応答の簡単な測定を可能にする。送信データ値に対し、受信データが、周波数領域におけるチャンネル応答によって変更される。チャンネル応答は、検知されたパイロットビンで振幅および位相を示すことで、簡単に決定されることが可能である。送信機での振幅および位相は既知であるため（例：０°または１８０°で変化量１）、チャンネル応答測定は、パイロットを包含するビンで直接に測定される。

また、システム１００は、パイロット信号からパイロット信号への平均位相シフトを決定することによって、時刻同期エラーの推定を可能にする。平均位相シフトは、既知の方法で使用され、時刻同期エラーを推定する。

図１に戻り、単一基地局１０４は、基地局および各CPE間の通信リンク１１４〜１１８の特定条件に従って、異なる変調／コード化の組み合わせを使用し、個々のCPE１０８〜１１２と通信することが可能である。これにより、争奪ベース回線１１０の更なる効率を有利に可能にする。

前述の実施形態では、その他の異なる構成要素内に包含される、またはそれに接続される異なる構成要素が描かれている。当然のことながら、描写されたアーキテクチャは単なる模範であり、実際には、同じ機能性を達成するその他多くのアーキテクチャが実施され得る。例えば、システム１００が、無線通信ネットワーク１０１の例示的実施形態に示される。しかしながら、適応変調技術が同様に有線システムに適応可能であることは、当業者には理解できるであろう。上述のように、DSLシステムは、電話回線を使用してOFDMシステムを実施する。ここに記載の適応変調技術は、そのような有線システムに適用可能である。更に、OFDMを使用する適応変調の例は、その他の変調技術にも適用可能である。従って、本発明は、OFDMのみを使用する適応変調に限定されるものではない。

概念的感覚において、同じ機能性を達成するためのいかなる構成要素の配列も、効果的に「関連し」、所望の機能性を達成する。従って、特定の機能性を達成するためにここで結合されるいかなる二つの構成要素も、アーキテクチャまたは中間構成要素にかかわらず、互いに「関連しており」、所望の機能性が達成されていると見なすことができる。同様に、そのように関連するいかなる二つの構成要素も、所望の機能性を達成するために、互いに「実施可能に結合している」または「実施可能に連結している」と見なすことができる。

本発明の特定の実施形態が提示および記載されているが、本発明およびその広範な態様から逸脱しない範囲で、本技術に基づき変更および修正が可能であることは当業者には明らかであり、従って、添付の請求項は、本発明の真の趣旨および範囲から逸脱することなく、その範囲におけるそのような全ての変更や修正を包含するものである。更に、当然のことながら本発明は、添付の請求項によって唯一定義される。一般に、ここで使用される用語、特に添付の請求項（例：添付の特許請求の本文）で使用される用語は、概して「未確定の」用語を示すことは当業者には明らかである（例：「含んでいる」は「含んでいるがこれに限定されない」、「有する」は「少なくとも有する」、「含む」は「含むがこれに限定されない」等と解釈されるべきである）。更に、導入される請求項の記述に特定の数字が意図される場合、その意図は明示的に請求項に記載され、記述がない場合は、そのような意図がない、ということは当業者には理解できるであろう。例えば、理解の助けとして、以下の添付の請求項は、請求項の記述を導入するために「少なくとも一つ」および「一つ以上」という導入的語句の使用を含む可能性がある。しかしながら、そのような語句の使用は、同じ請求項に、導入的語句「一つ以上」または「少なくとも一つ」および「一つ」等の不定冠詞（例：「一つ」は、「少なくとも一つ」または「一つ以上」を意味すると一般には解釈されるべきである）が含まれるとしても、不定冠詞「一つの」による請求項の記述が、たった一つのそのような記述を含む発明に対して導入される請求項の記述を含有する特定の請求項に限定されることを意味すると解釈されるべきではない。請求項の記述の導入に使用される定冠詞の使用についても同じことが言える。更に、導入される特許請求の記載に特定の数字が明示的に記載されていたとしても、記載された数字が最低限であることを意味すると一般的に解釈されることを、当業者は認識するであろう（例：その他の修飾語句のない単純な記述「二つの記述」という言葉は、少なくとも二つの記述または二つ以上の記述を一般に意味する）。

無線通信システムの機能ブロック図。 図１の無線システム無線局の機能ブロック図。 図２の無線局用パイロット分析回路の概略図。

Claims (39)

1. 直交周波数分割多重（OFDM）変調方法であって、
   複数の変調技術の中で一つの選択されたものを使用してシンボルを生成すること、
   シンボルの範囲内に所定の間隔で分配された複数のパイロットトーンを組み込むこと、
   パイロットトーンの組み合わせが複数の変調技術の中で一つの選択されたものを独自に識別するようにパイロットトーンをエンコードすること
   を含む変調方法。
2. シンボルの範囲内に、６間隔毎にパイロットトーンが組み込まれた請求項１に記載の方法。
3. 組み込まれた各パイロットトーンが、パイロットトーンの関連した位相が独自に複数の変調技術の中で一つの選択されたものを識別する決定性の方法により割り当てられた、関連した位相を有する請求項１に記載の方法。
4. 組み込まれた各パイロットトーンが、パイロットトーンの関連した位相が独自に複数の変調技術の中で一つの選択されたものを識別し、疑似乱数（ＰＮ）配列を使用し割り当てられた、関連した位相を有する請求項１に記載の方法。
5. 組み込まれたパイロットトーンに割り当てられた関連した位相が、ＰＮ配列に基づき０°または１８０°の位相を有する請求項４に記載の方法。
6. シンボルを生成することが、更に複数のコード化技術の中で一つの選択されたものを使用しシンボルをコード化することを含み、パイロットトーンの組み合わせが複数の変調技術の中で一つの選択されたものおよび、複数のコード化技術の中で一つの選択されたものを独自に識別する請求項１に記載の方法。
7. 変調されたシンボルが送信される請求項１の方法であって、
   シンボルを受信すること、
   シンボルに組み込まれた少なくとも一部のパイロット信号を検出すること、
   検出されたパイロット信号に基づき複数の変調技術の中で一つの選択されたものを決定すること
   を更に含む請求項１の方法。
8. シンボルの中に組み込まれた検出されたパイロット信号の位置がおおまかな周波数の同期を提供する請求項７に記載の方法。
9. 請求項７に記載の方法であって、パイロット信号間の平均位相シフトを決定すること、平均位相シフトを使用し時刻同期エラーを予測することを更に含む請求項７に記載の方法。
10. 請求項７に記載の方法であって、選択されたパイロット信号の振幅および位相を使用し、選択されたパイロット信号の位置でチャンネル信号レベルおよび騒音を決定することを更に含む請求項７に記載の方法。
11. 受信シンボルにおいて変調タイプを識別する方法であって、
    シンボルの中に組み込まれた複数のパイロットトーンを識別するためにシンボルを分析すること、
    パイロットトーンを分析すること、
    パイロットトーンの分析に基づき、受信シンボルにおいて変調タイプを独自に識別すること
    を含む変調タイプを識別する方法。
12. 組み込まれた各パイロットトーンが決定性の方法により割り当てられた関連した位相を有し、そこでパイロットトーンを分析することが、変調タイプを独自に識別するためにパイロットトーンの関連した位相を分析することを含む請求項１１に記載の方法。
13. 各組み込まれたパイロットトーンが疑似乱数（ＰＮ）配列を使用し割り当てられた関連した位相を有し、そこでパイロットトーンを分析することが、変調タイプを独自に識別するためにパイロットトーンの関連した位相を分析することを含む請求項１１に記載の方法。
14. 組み込まれたパイロットトーンに割り当てられた関連した位相が、ＰＮ配列に基づき０°または１８０°の位相を有する請求項１３に記載の方法。
15. シンボルの範囲内に、６間隔毎にパイロットトーンが組み込まれた請求項１１に記載の方法。
16. シンボルを分析することが受信シンボルの相関分析を実行することを含む請求項１１に記載の方法。
17. 受信シンボルの相関分析が、変調タイプに対応するパターンを使用する相関分析を含む請求項１６に記載の方法。
18. 複数のコード化技術の中で一つの選択されたものを使用し、パイロットトーンを分析し、複数の変調技術の中で一つの選択されたものおよび、複数のコード化技術の中で一つの選択されたものを独自に識別することにより、シンボルがコード化される請求項１１に記載の方法。
19. 変調システムであって、
    複数の変調タイプの中で選択された変調タイプを選択する変調選択プロセッサ、
    データを変調し、それによって送信用のシンボルを生成し、シンボルの範囲内に、所定の間隔で複数のパイロットトーンを組み込むように構成され、パイロットトーンの組み合わせが複数の変調技術の中で一つの選択されたものを独自に識別するように、パイロットトーンがコード化される変調装置
    を含む変調システム。
20. シンボルの範囲内に周期的な間隔でパイロットトーンが組み込まれた請求項１９に記載のシステム。
21. 変調装置が、決定性の方法により、組み込まれた各パイロットトーンに位相を割り当てるように更に構成され、パイロットトーンの割り当てられた位相が複数の変調技術の中で一つの選択されたものを独自に識別する請求項１９に記載のシステム。
22. 変調装置が、疑似乱数（ＰＮ）配列を使用し割り当てられた、組み込まれた各パイロットトーンに位相を割り当てるように更に構成され、パイロットトーンの割り当てられた位相が複数の変調技術の中で一つの選択されたものを独自に識別する請求項１９に記載のシステム。
23. 変調装置が組み込まれたパイロットトーンに、ＰＮ配列に基づき０°または１８０°の位相を割り当てるように構成された請求項２２に記載のシステム。
24. 複数のコード化タイプの中で一つの選択されたものを使用するエンコーダを更に含み、パイロットトーンの組み合わせが複数の変調タイプの中で一つの選択されたものおよび、複数のコード化タイプの中で一つの選択されたものを独自に識別する請求項１９に記載のシステム。
25. 変調されたシンボルが送信される請求項１９に記載のシステムであって、
    シンボルを受信し、シンボルに組み込まれたパイロット信号の少なくとも一部を検出し、検出されたパイロット信号に基づき、複数の変調タイプの中で一つの選択されたものを決定するように構成された受信機
    を更に含む請求項１９に記載のシステム。
26. 受信機が、シンボルの中に組み込まれた検出されたパイロット信号の位置に基づき、おおまかな周波数の同期を導き出すように構成される請求項２５に記載のシステム。
27. パイロット信号間の平均位相シフトを導き出し、平均位相シフトに基づき時刻同期エラーを予測するように構成される請求項２５に記載のシステム。
28. 受信機が、選択されたパイロット信号の振幅および位相を使用し、選択されたパイロット信号の位置でチャンネル信号レベルおよび騒音を決定するように、更に構成される請求項２５に記載のシステム。
29. 複数の変調タイプの中で一つの選択されたものを使用し変調されたシンボルであって、
    データを指定する複数のトーン、および
    シンボルの範囲内に所定の間隔で分配されたパイロット信号が、パイロット信号の組み合わせが複数の変調タイプの中で一つの選択されたものを独自に識別するようにエンコードされた複数のパイロット信号
    を含む変調されたシンボル。
30. 各パイロットトーンが、パイロットトーンの関連した位相が変調タイプを独自に識別する決定性の仕方により割り当てられた、関連した位相を有する請求項２９に記載のシンボル。
31. 各組み込まれたパイロットトーンが、パイロットトーンの関連した位相が変調タイプを独自に識別し、疑似乱数（ＰＮ）配列を使用し割り当てられた、関連した位相を有する請求項２９に記載のシンボル。
32. 複数のコード化技術の中で一つの選択されたものを使用しコード化され、パイロット信号が複数の変調タイプの中で一つの選択されたものおよび、複数のコード化タイプの中で一つの選択されたものを独自に識別する請求項２９に記載のシンボル。
33. 変調タイプを識別する装置であって、
    シンボルを受信するための受信機、
    シンボルの中に組み込まれた複数のパイロットトーンを識別するためにシンボルを分析すること、パイロットトーンを分析すること、パイロットトーンの分析に基づき、受信シンボルにおいて変調タイプを独自に識別することができるように構成されたパイロット分析回路
    を含む装置。
34. 組み込まれた各パイロットトーンが決定性の方法により割り当てられた関連した位相を有し、そこでパイロット分析回路が、変調タイプを独自に識別するためにパイロットトーンの関連した位相を分析するように更に構成される請求項３３に記載の装置。
35. 組み込まれた各パイロットトーンが疑似乱数（ＰＮ）配列を使用し割り当てられた関連した位相を有し、そこでパイロット分析回路が、変調タイプを独自に識別するためにパイロットトーンの関連した位相を分析するように更に構成される請求項３３に記載の装置。
36. シンボルの範囲内に周期的な間隔でパイロットトーンが組み込まれ、パイロット分析回路が、その中に組み込まれた複数のパイロット信号を識別するように更に構成された請求項３３に記載の装置。
37. パイロット分析回路が、受信シンボルの相関分析を実行するように更に構成される請求項３３に記載の装置。
38. パイロット分析回路が、変調タイプに対応するパターンを使用し相関分析を実行する請求項３７に記載の装置。
39. 複数のコード化タイプの中で一つの選択されたものを使用しシンボルがコード化され、パイロット分析回路が、複数の変調タイプの中で一つの選択されたものおよび、複数のコード化タイプの中で一つの選択されたものを独自に識別するために、パイロット信号を分析するように構成される請求項３３に記載の装置。

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