JP2012170092A - 複合された衛星−地上ネットワークにおける、直交周波数分割多重の時間調節及び同期化の利用 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の送信器を含む地理的に広がっているトランシーバのネットワークにおいて、データ信号を通信する。
【解決手段】衛星上を含む地理的に広がっている複数の
第１のトランシーバのそれぞれは、複数の直交サブキャリア周波数上でデータ信号のコピーを送信する。第２のトランシーバはデータ信号の損傷を受けたコピーを同時に受信しデータ信号を再構成する。複数の第１のトランシーバの送信は第２のトランシーバが同時に受信するように同期化される。
【選択図】図１

Description

発明の詳細な説明

［関連出願への相互参照］
本出願は、参照することにより本出願に組み込まれる２００６年１月３日出願の米国仮出願第６０／７５５，０７５に基づき、且つこれの利益を得るものである。

発明の分野

本発明は、一般に信号送信に関し、詳細には、直交周波数分割多重を用いる方法及び送信システムに関する。

本発明の一態様は、複数の送信器を用いてデータ信号を送信するシステム及び方法を提供することである。上記送信器の少なくとも1つは、衛星上にあり、前記複数の送信器は地理的に広がっている。複数の送信器は、受信器と無線で通信するように構成され、複数の送信器のそれぞれは、データ信号のコピーを複数の直交サブキャリア周波数上で上記受信器に送信する。複数の送信器は更に、受信器がデータ信号のコピーを実質的に同時に受信するように同期化されるように構成されている。

本発明の更なる態様は、複数の受信器を含むトランシーバのネットワーク内で、データ信号を通信するシステム及び方法を提供することである。上記受信器の少なくとも1つは、衛星上にあり、これら複数の受信器は地理的に広がっている。各受信器は、送信器からのデータ信号のコピーを受信するように構成されており、このデータ信号のコピーは複数の直交サブキャリア周波数上で送信される。受信器により受信されたデータ信号のコピーは、元のデータ信号を再構成するために用いられる。

請求項を含めこの出願全体を通して、「トランシーバ」という用語は、送信器、受信器、又は送信器／受信器の組み合わせを意味することが意図されている。

図１は、本発明による、衛星エレメント及び地上エレメントの両方からのカバレージを複合するネットワークシステムを例示している。 図２は、周波数選択性フェーディングの例示である。 図３は、別々のソースから受信された信号を示し、いくつかの信号はフェーディングされたサブキャリアを有し、またこれらの受信された信号を加えた後に得られる結果の信号を示している。 図４は、本発明の一実施形態による、１またはそれ以上の受信器が不完全な信号情報を受信するアップリンク構成におけるネットワークの例を示している。

発明の実施形態の説明

図１は、本発明の実施形態による、例えば衛星や地上エレメントの両方などの、複数のトランシーバからのカバレッジ（coverage）を複合する（combine）ネットワークシステムを例示している。この場合、トランシーバ又は加入者宅内機器（ＣＰＥ）は、衛星信号と地上無線信号の両方を受信又は送信することができる。この複合された衛星−地上ネットワーク２０は、マルチプレクサ（ＭＵＸ）２２、コーディング／フレーミング装置２４、デマルチプレクサ（ＤＭＵＸ）分配ユニット２６、個別の基地送信サブシステム（ＢＴＳ：base transmit subsystem）２８Ａ、２８Ｂ、及び２８Ｃ、トランシーバ３０Ａ、３０Ｂ、及び３０Ｃ、及びトランシーバ３２Ａ、３２Ｂ、及び３２Ｃとを備えている。この複合された衛星−地上波ネットワークは、少なくとも1つの衛星３４と、アップリンク・システム（ＵＬ）３６とを備えている。システムは、任意の数及び種類のトランシーバを含むことができる。例えば、システムは、衛星トランシーバ（すなわち、衛星上のトランシーバ）のみを含むことができる。

マルチプレクサ２２は、データのストリーム（１、２、３、４、．．．ｎ）を受信するように構成されている。マルチプレクサ２２は、コーディング／フレーミング装置２４にリンクされる。マルチプレクサは、これらデータストリーム（１、２、３、４、．．．ｎ）を連結し、この連結されたデータストリームをコーディング／フレーミング装置２４に送信する。送信されたデータストリームは、コーディング／フレーミング装置２４で符号化、インターリーブ、及びフレーミングされる。

コーディング／フレーミング装置２４は、分配ユニット２６に接続される。符号化、インターリーブ、及びフレーミングされたデータストリームは、分配ユニット２６に送られる。分配ユニット２６において、データストリームは、各個別のトランシーバ（例えば、地上トランシーバ３０Ａ、３０Ｂ、及び３０Ｃ）と衛星３４上のトランシーバとに供給するために必要な回数だけ「コピー」される。分配ユニット２６は、コピーされた送信信号をＢＴＳ２８Ａ、２８Ｂ、及び２８Ｃ、及びアップリンク・システム３６に、それぞれ送信ライン３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃ、及び３８Ｄを介して分配する。送信ライン３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃ、及び３８Ｄは、例えば、光ファイバや銅線などの地上デジタルキャリアや、マイクロ波信号送信、及びレーザ信号送信などの、任意の信号搬送システムであってもよい。ＢＴＳ２８Ａ、２８Ｂ、及び２８Ｃは、受信された送信信号をトランシーバＣＰＥ３２Ａ、３２Ｂ、及び３２Ｃに中継するトランシーバ３０Ａ、３０Ｂ、及び３０Ｃに接続される。

図１では、地上トランシーバ（すなわち、トランシーバ３０Ａに接続されたＢＴＳ２８Ａ、トランシーバ３０Ｂに接続されたＢＴＳ２８Ｂ、及びトランシーバ３０Ｃに接続されたＢＴＳ２８Ｃ）は、地理的に広がっている。これらの地上トランシーバ（すなわち、トランシーバ３０Ａに接続されたＢＴＳ２８Ａ、トランシーバ３０Ｂに接続されたＢＴＳ２８Ｂ、及びトランシーバ３０に接続されたＢＴＳ２８Ｃ）において、入ってくる供給データストリームは、ＧＰＳ又はセシウム時計などの正確な標準リファレンスから得られたマスタタイミングリファレンス信号を参照してバッファリングされる。このデータストリームは、衛星のトランシーバ信号の往復転送時間を補正する適切な量だけ遅延させられる。遅延させられた信号は、次にパラレルストリームへと処理され、個別のサブチャネルをＯＦＤＭキャリア上に変調するために用いられる直交分割多重（ＯＦＤＭ）モジュレータに供給される。このＯＦＤＭキャリアは、指定されたカバレッジエリアに対して無線カバレッジを提供するために用いられる各トランシーバ３０Ａ、３０Ｂ、及び３０Ｃに、送信される。各ＣＰＥ３２Ａ、３２Ｂ、及び３２Ｃは、チャネル上の信号を受信し、このチャネルにロックしてＯＦＤＭ信号ストリームの復号化を開始する。各トランシーバ（トランシーバ３０Ａに接続されたＢＴＳ２８Ａ、トランシーバ３０Ｂに接続されたＢＴＳ２８Ｂ、及びトランシーバ３０に接続されたＢＴＳ２８Ｃ）は、ＯＦＤＭサブキャリアの中心周波数が各送信位置において同一であることを保証するために、上記標準リファレンスに周波数参照（frequency referenced）される。

同様に、アップリンクＵＬ３６は、デマルチプレクサ分配ユニット２６から信号を受信し、この信号を衛星３４上のトランシーバに送る。具体的には、アップリンク・システムＵＬ３６において、入ってくるデータストリームはパラレルストリームに処理され、ＯＦＤＭキャリア上での周波数変調のためにＯＦＤＭモジュレータに送られる。ＯＦＤＭキャリアは、アップリンク・システム３６により衛星３４上のトランシーバへと送信され、この衛星においてＯＦＤＭキャリアはダウンリンク周波数に変換されて、衛星３４上のトランシーバによって衛星トランシーバアンテナにより規定されるカバレージエリア内の地上に戻される。このカバレージエリアは、例えば、トランシーバＣＰＥ３２Ａ、及び３２Ｃを含んでもよい。

本実施形態は、「ブロードキャスト」タイプのサービスを提供するために用いられてもよい。ブロードキャストタイプのサービスは、同じコンテンツがネットワークから１またはそれ以上のユーザに配信されるサービスである。コンテンツはデジタル化され、マルチプレクサ２２で多重化され、コーディング／フレーミング装置２４で符号化及びフレーミングされて、例えば、地上ステーション（トランシーバ３０Ａに接続されたＢＴＳ２８Ａ、トランシーバ３０Ｂに接続されたＢＴＳ２８Ｂ、及びトランシーバ３０Ｃに接続されたＢＴＳ２８Ｃ）などの１またはそれ以上の送信サイトを通して送信される。送信されるコンテンツは次に、デマルチプレクサ分配ユニット２６により受信され、復号化され、多重化解除がなされ、例えば、ＣＰＥ３２Ａ、３２Ｂ、及び３２Ｃなどのユーザに提供するための適切なフォーマットに変換される。本実施形態では、同じコンテンツが同様に衛星３４上のトランシーバにも独立に配信される。このように、地上送信サイト（トランシーバ３０Ａに接続されたＢＴＳ２８Ａ、トランシーバ３０Ｂに接続されたＢＴＳ２８Ｂ、及びトランシーバ３０Ｃに接続されたＢＴＳ２８Ｃ）は、衛星３４への往復路（すなわち、地上基地／アップリンク・システム３６から衛星３４への、及びＣＰＥ３２Ａ、３２Ｂ、及び３２Ｃで受信するための衛星３４から地球への）において固有の伝播遅延時間に合わせるために時間調節され得る。

送信器（例えば、ＢＴＳ２８Ａ）から受信器（例えば、ＣＰＥ３２Ａ）への信号の送信の処理の中で、この信号は、送信パス内の反射に遭遇する可能性がある。この場合、受信器（ＣＰＥ３２Ａ）は、同じ情報を持っているが時間的にシフトされている複数の信号（例えば、２つの信号）を受信する可能性がある。結果として、受信器（ＣＰＥ３２Ａ）により受信されるこの信号は、互いに対して時間的にシフトされた２つの信号の和であろう。例えば、受信される１つの信号は非反射信号に対応し、一方他の信号は反射された信号に対応するであろう。これら２つの信号の時間差は、２つの信号の経路の相違による、受信器への非反射信号の到達時間と反射信号の到達時間の間の差に相当する。

２つの信号の時間差（時間遅延）がシンボル区間（symbol duration）に近づくか又はこれより大きい場合は、受信器（ＣＰＥ３２Ａ）は、非反射信号内の符号（ビット）と反射信号内の符号（ビット）が区別することのできない、２つの信号の和に相当する合成信号を受信することになるであろう。結果として、送信器によって送信された信号によって搬送された情報は、受信器が実質的に平坦な信号を「見る」ことになるであろうことから、この受信器によって捕捉することができない可能性がある。このため、マルチパス反射の存在は、短いシンボル区間の信号の送信に悪影響を与え、従って、この信号の送信をマルチパス反射に耐えられなくさせる可能性がある。

直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）の利用は、このマルチパス反射非耐性を、各サブチャネルが直交関係で重ね合わせられた、狭い帯域幅を伴う複数のサブチャネル、すなわちサブキャリア、にチャネルを分割することにより克服する。直交という用語は、この中では、「独立」を意味して用いられるか、又は、これらが干渉していないというようなやり方で引用される。情報は、パラレルに重ね合わさっているサブキャリア上で送信することができ、このサブキャリアから情報を個別に抽出することができる。一実施形態では、キャリアは、例えば、（ｓｉｎ ｘ）／ｘの形状を有しても良い。ＯＦＤＭでは、単一の送信器が、多くの異なる直交周波数（典型的には、数十から数千）上で送信を行う。これら周波数は密集しているので、各周波数は狭い帯域信号に対して余裕を持つ。信号は同様に、同じ数のパラレルストリームへと分割され、これらは独立にこれらサブキャリア上で変調される。これらサブチャネルは、元の信号の帯域幅よりも狭い帯域幅を有しているので、各サブチャネルのシンボル区間は増加する。言い換えれば、各サブチャネル内の各信号のシンボル区間は、元のチャネル内の信号のシンボル区間よりも大きい。

より長いシンボル区間を提供するより狭い帯域幅のサブチャネルを備えることにより、信号はよりマルチパス耐性にされ得る。比較的長いシンボル区間であれば、各サブチャネル（サブキャリア）内の信号は、信号情報の欠損がないマルチパス時間変化を受けやすいかもしれない。実際、各サブチャネルにおける各信号は、たとえ反射による時間的シフト（差）が有ったとしても、受信器により識別することができる。この結果を得るために、サブチャネルの帯域幅は、各サブチャネル内の各信号のシンボル区間が、マルチパス反射が結果として起こる如何なる時間差よりも長くなるように選択することができる。

しかしながら、対応するサブチャネル内のこれらの独立した狭いサブキャリアは、他の伝播事象、すなわち周波数選択性フェーディングにより影響を受ける。図２は、周波数選択性フェーディングの効果の例示である。周波数選択性フェーディングは、信号の伝播パス内の反射が発生した場合に発生し、特定の周波数における任意の信号の減衰（又は消滅）をもたらす。例えば、図２に示すように、送信されたＯＦＤＭキャリア１０は、複数のサブキャリア１２を備えている。ＯＦＤＭキャリア１０が伝播パス１４に沿って反射する場合、ＯＦＤＭキャリア１０はＯＦＤＭキャリア１６として受信されるであろう。受信されたＯＦＤＭキャリア１６は、いくつかの減衰されたサブキャリア１７及びいくつかの消失したサブキャリア１８を有しているかもしれない。実際、伝播反射（propagation reflection）、又は、マルチパス反射（multipath reflection）は、例えば、信号の特定の周波数を半波長（λ／２）の複数倍も位相を外れて受信器に到達させ、信号キャンセレーション及び特定のスペクトル要素の消失又は減衰をもたらすかもしれない。

従って、起こり得る周波数選択性フェーディングのために、一部のサブキャリアは減衰しているか又は消滅しているかもしれないので、受信される信号は、全てのサブキャリアのコピー又は全てのサブキャリアの有用なコピー、及びこれらが搬送する情報を含んでいないかもしれない。

上述のように周波数選択性フェーディングのために、ＯＦＤＭでは、いくらかのサブキャリアはチャネルの減衰領域に位置している可能性がある。チャネルに関連する周波数選択性フェーディングは、全ての個別伝播パスに特有のものである。各送信器は、特有にフェーディングした信号を全ての受信器の位置で生成する。従って、もし受信器が、複数の送信器から受信されそれぞれが特有にフェーディングされているサブキャリアに関連する信号を合計する場合、ある送信器からの減衰された又はフェーディングされたサブキャリアは、他の送信器又は他の残りの送信器の中ではたぶん減衰されてはいないであろう。従って、この受信器は別々の送信器から受信された信号を合計又は結合することにより、もとの信号を再構成することができる。

実際、各送信器（トランシーバ３０Ａに接続されたＢＴＳ２８Ａ、トランシーバ３０Ｂに接続されたＢＴＳ２８Ｂ、及びトランシーバ３０Ｃに接続されたＢＴＳ２８Ｃ、並びに／又は衛星３４）から放射された各信号の別々のフェーディング特性から恩恵を受けるために、信号は、カバレージエリアに到達する信号が実質的に同時に又は少なくともシンボル区間により規定される時間間隔内に到達するように、時間調節又は調整されるべきである。例えば、もし各サブキャリアが１０ＫＨｚ幅で、１ビット／Ｈｚを運ぶ場合、シンボル区間は１００μｓ（１／１００００ｂｐｓ）である。システムエレメントが、全てのデータがカバレージエリアに１００μｓ（０．１ミリ秒）以上ではない遅延で配信されるように、時間同期されている限り、受信器（例えば、ＣＰＥ３２Ａ）は全ての送信された信号のコンテンツを同一のものとして受信するであろう。

各個別のトランシーバ（トランシーバ３０Ａに接続されたＢＴＳ２８Ａ、トランシーバ３０Ｂに接続されたＢＴＳ２８Ｂ、及びトランシーバ３０Ｃに接続されたＢＴＳ２８Ｃ並びに／又は衛星３４）は、全てが等しく時間調節されており、且つ、小さな周波数ドリフトで動作する（同じソースに参照されることにより）ので、ＣＰＥ（例えば、３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ）はこれの帯域通過内の全ての信号を同一のものとして見る。従って、１またはそれ以上の地上トランシーバ（トランシーバ３０Ａに接続されたＢＴＳ２８Ａ、トランシーバ３０Ｂに接続されたＢＴＳ２８Ｂ、及びトランシーバ３０Ｃに接続されたＢＴＳ２８Ｃ）と衛星３４からの信号は、トランシーバＣＰＥ（例えば、３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ）に対し効果的な信号ダイバーシティを提供する。

この信号ダイバーシティは、図３に例示されたように、トランシーバＣＰＥ（例えば、３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ）が、１つのソース（例えば、トランシーバ３０Ａに接続されたベースステーション２８Ａ）からの、他のソースにより送信されてから（例えば、トランシーバ３０Ｂに接続されたベースステーション２８Ｂから、及び衛星３４から）の周波数選択性フェーディングによりフェーディングしたように又は無効になった（nulled out）ように見えるサブチャネルを、受信することを可能にする。図３に示すように、別々のソース（トランシーバ３０Ａに接続されたＢＴＳ２８Ａ、トランシーバ３０Ｂに接続されたＢＴＳ２８Ｂ、及び衛星３４）から受信された信号全てを足すことにより、トランシーバ（例えば、ＣＰＥ３２Ａ）は、送信より先に元のＯＦＤＭ信号の中に存在していた全てのサブチャネルを再構成することができるであろう。

同様に、符号化及びインターリーブは、減衰した又は失われた（消滅した）サブキャリアの中に含まれていた情報が、残りのサブキャリアの中に含まれるデータから抽出され得るということを確実にすることに役立つかもしれない。符号化には、同じデータの１またはそれ以上のコピーを含むことにより情報の冗長性を提供するために、この情報の内容を増やすための、信号スペクトルの変更を含んでもよい。チャネル符号化の目的は、送信されるデータに冗長性を加えてデータの符号化されたビットストリームを得ることにより、ビットエラー率（ＢＥＲ）性能を改善することである。チャネル符号化には、エラー検出及び／又はエラー訂正を可能とするために冗長ビットを信号に付加することが含まれる。インターリーブは、上記冗長データビットを複数のサブキャリアの中に分散させて、もし１またはそれ以上のサブキャリアがフェーディング又は消失しても、この冗長データビットが選択性フェーディングに見舞われなかった別の１つのサブキャリア又は他のサブキャリアの中で見つけられるようにするために用いられる。インターリーブは、ビットが或るやり方で入れ替えられる置換（permutation）であり、受信器では逆置換が実行される。一般的なインターリーブ手法は、ブロックインターリーブ（block interleaving）である。ブロックインターリーブでは、データは行ごとにマトリックスに書き込まれ、列ごとに読み出される。フレーミングには、例えば、送信されたデータストリームに正確にロックするためにトランシーバ（ＣＰＥ）によって用いることができる同期信号を提供することはもとより、フレームの始まりと終わりの特定も行う、適切なタイミングリファレンスを含んでもよい。

本実施形態の一態様は、全てのトランシーバに共通で、ＣＰＥが複数の信号を干渉としてよりむしろ単一のブロードキャストとして見ることを可能とする、周波数リファレンス及び時間リファレンスの使用である。これは、複数の衛星を伴う又は衛星と地上の混合運用を伴うシステム内での衛星配信信号に対応するときに、特に有用である可能性がある。この理由は、衛星信号の到達遅延時間がいずれも長く且つ照射される地球のエリアにより変化しやすいためである。

例えば、衛星及び地上システムが、複数の地理的に広がった地上送信器の中の各送信器からの、又は１またはそれ以上の地理的に広がった地上送信器と１またはそれ以上の衛星送信器の組み合わせの中の各送信器からの、信号上のコンテンツがカバレッジエリアに同時に到達するように時間調節されている（timed）場合、受信器は、それぞれのソース、すなわち各送信器からの最も劣化の少ないサブチャネルを用いることにより、それぞれの信号の別々のフェーディング特性からの利益を受ける可能性がある。これは、とりわけ、受信器がビットエラー率（ＢＥＲ）を下げることを可能とする。

従って、１またはそれ以上の衛星送信器及び／又は１またはそれ以上の地理的に広がった地上送信器を含むマルチセグメントシステム上で、コンテンツ又は情報を配信することは、受信器に、複数の独立にフェーディングされた信号を受信することを可能とし、且つ受信器に、もし単一の送信器によってのみ配信された場合、別のやり方でフェーディングされ又は失われるであろうサブキャリアを捕捉することを可能とする。結果として、マルチセグメントシステムの品質は、コンテンツを１つのソース（すなわち、１つの送信器）から排他的に送信するシステムの品質と比較し、改善される。加えて、このマルチセグメントシステムに伴うカバレッジ及びユーザの経験（user experience）は、同様に、コンテンツを１つのソースから排他的に送信するシステムのカバレッジ及びユーザの経験と比較し、改善される。

本発明の他の実施形態では、上述のネットワークシステムは、独立したユーザとネットワーク間の双方向データ通信（例えば、あるいは、デジタル化音声通信）を提供するために最適化することができる。本実施形態では、ネットワークは先に説明したネットワークシステムと大体同じやり方で周波数選択性フェーディングを克服するように設計され得る。「ブロードキャスト」ネットワークシステムと「双方向」ネットワークシステムとの間の主な違いは、双方向システムの場合、各ＣＰＥ（これはトランシーバとして動作する）が、独自のデータを受信及び送信することができるということである。このため、地理的に広がった地上ステーション（ＢＴＳ２８Ａ、２８Ｂ、及び２８Ｃ）及び衛星３４上のトランシーバは、共通のデータコンテンツを提供せず、しかし代わりに、独立したユーザ（ＣＰＥ３２Ａ、３２Ｂ、及び３２Ｃ）により必要とされるかもしれないような、個人に合わせたデータコンテンツを提供する。

ブロードキャストシステムと同様に、信号フェーディング及びこれの関連する障害作用が双方向システムにも同様に存在する可能性がある。任意の場所において、トランシーバＣＰＥ（３２Ａ、３２Ｂ、及び３２Ｃ）は、マルチパスのフェーディングの影響によりある程度損なわれた信号を受信する可能性がある。従って、ブロードキャストシステムと同様に、これらの影響は、もしＣＰＥ（３２Ａ、３２Ｂ、及び３２Ｃ）がばらばらのソースから時間的及び周波数的に整列した信号を受信することができれば緩和される。

一方向通信に対応するブロードキャストシステムと、双方向通信に対応するシステムとの違いは、通信チャネルの実行可能性を高めるために複数の送信器又はシステムエレメントを用いることにより、特定のＣＰＥが改善されたサービスを提供することができるかどうかを判断するために、個別の通信を監視するということが、双方向通信システム対して追加的に必要だということである。もし受信器（ＣＰＥ）が、過度のデータエラーが或る送信器から発生すると判断すると、このＣＰＥは、複数の地理的に広がった送信器上で送信することをネットワークシステムに要求することができる。

同期及び周波数リファレンス（frequency reference）の観点からの、双方向システムに対するフォワードリンクの動作（例えばＢＴＳからＣＰＥ、又は衛星からＣＰＥ）は、一方向ネットワークシステムにおいて上述したものと同様である。双方向ネットワークシステムは、フォワードリンク（ダウンリンク）に加えて、リバースリンク（reverse link）も有していることから、リバースチャネル（アップリンク）も同様に同期化される必要がある。

実際、データビットストリームのダウンリンク配信は、システムマスタタイミング及び周波数リファレンス（例えば、ＧＰＳ又はセシウム標準）に時間調節及び参照される。従って、コンテンツ（データビットストリーム）を受信するために、トランシーバＣＰＥは入ってくるビットストリームに同期する。具体的には、ＣＰＥは、システムアップリンク（例えばＣＰＥからＢＴＳ、又はＣＰＥから衛星）要求に自らを同期させる基準としてとして、このビットストリーム及びキャリア（例えばダウンリンクキャリア）に由来するタイミングリファレンス及び周波数リファレンスを用いる。トランシーバＣＰＥは、入ってくるキャリア（ダウンリンクキャリア）を「リッスン（listen）」し、自らの動作時中心周波数を入力信号（ダウンリンクキャリア）の送信された中心周波数に正確にそろえるために、自分の周波数をシフトさせる。この周波数リファレンスは、また、アップリンクキャリアを生成するために、ＣＰＥに対して送信周波数を導くために用いられ、これによりＣＰＥ（これは送信器として動く）が受信器（例えば、ＢＴＳ又は衛星）と通信可能となる。時間調節（timing）は、また、受信器及び送信器双方の正確な時間同調をするために、ダウンリンク内の同期ビットを用いてダウンリンクから導かれる。

１つの受信器（例えば、ＣＰＥ３２Ａ）が複数の送信器（例えば、ＢＴＳ２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、衛星３４）により提供される信号を受信し合計又は複合するダウンリンクとは異なり、アップリンク構成では、単一の送信器（例えば、ＣＰＥ３２Ａ）をリッスンする複数の地理的に広がった受信器（例えば、ＢＴＳ２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、衛星３４上の受信器）が存在する。従って、アップリンク構成では、任意の１またはそれ以上の受信器ＢＴＳ２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、及び／又は衛星３４上の受信器は、損傷を受けた（impaired）送信を受信する可能性がある。結果として、送信信号の再構成は、受信器（ＢＴＳ２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、及び／又は衛星３４上の受信器）の下流側のネットワークシステム内の或る共通地点でなされる必要がある。受信器（ＢＴＳ２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、及び／又は衛星３４上の受信器）の下流側のこの共通地点で、各個別の受信器により受信されたデータは、元の送信信号を最も良く再構成するために、バッファされ、比較され、分析され、用いられる。

図４は、本発明の一実施形態による、１またはそれ以上の受信器が不完全な信号情報を受信するアップリンク構成におけるネットワークシステムの例を示している。図４に例示されたように、ネットワークシステム４０では、各受信サイト（ＢＴＳ２８Ａに接続されたトランシーバ３０Ａ、ＢＴＳ２８Ｂに接続されたトランシーバ３０Ｂ、衛星３４）は、送信器（ＣＰＥ３２Ａ）により送信された元の送信信号の損傷を受けたコピーを受信する。これらのコピーは、周波数選択性フェーディングによる任意のサブキャリアの損失により損傷を受ける。ネットワークシステム４０は、各サブキャリアのコンテンツ上のエラーをチェックするために、サイクリック・リダンダンシー・チェック（ＣＲＣ）のようなエラー検出アルゴリズムを利用する。エラーの無いサブキャリアは、自分の情報をフレームバッファ４２の中に格納させる。エラーの有るサブキャリアは、フレームの適切なビットの中に挿入された空文字（null character）を持つ。受信された、エラーの無いフレーム及び空文字を伴うフレームは、中央制御複合体４４に転送され、バッファ４２の中に記憶される。

受信器として関与する各受信サイト（ＢＴＳ２８Ａに接続されたトランシーバ３０Ａ、ＢＴＳ２８Ｂに接続されたトランシーバ３０Ｂ、及び／又は衛星３４）は、自分が受信した独自のエラー無し情報を対応するバッファ４２に転送する。全てのサイト及び衛星がそれぞれの信号情報を転送した後で、各バッファ４２内のフレームは比較され、新しいフレームが、１またはそれ以上の受信サイトからのエラー無しコンテンツを用いて複合ユニット４６（例えば、フレームインテグレータ）によって構成される。もしエラーが依然として存在する場合は、残りのエラーのどれをも訂正するために、フレームレベルのエラー訂正が用いられる。

この方法を用いることにより、符号化及びエラー訂正のためにシステムにより使われるオーバーヘッドが低減され得る。実に、システムがもはや、不完全な又は破壊された情報を中継するかもしれない単一の受信ポイントに頼ることがないことから、システムは、システムの符号化及びエラー検出アルゴリズムに過大に頼ることなく、実質的に低減されたエラーを伴って信号情報を「再構成」及び配信するために、複数の受信ポイントを当てにすることができる。更に、複数の受信器の使用は、無相関の信号の独立した受信を可能とする。その結果、各受信器は、固有にフェーディングされた信号を「見る（see）」ことができ、また残りの受信器から受信された他の信号とこの受信したフェーディングされた信号を比較することができる。この比較を用いて、各受信器は、エラー無しフレームの再構築を改良することができる可能性がある。

ネットワークシステムは、７つのトランシーバ（３つのＢＴＳ、１つの衛星上、及び３つのＣＰＥ）を用いた構成でこの中で説明されているが、任意の数のトランシーバ（例えば、任意の数のＢＴＳ、任意の数の衛星、及び任意の数のＣＰＥ）を伴う構成も同様にこの中で予期されており、また従って、本発明の範囲に含まれるということを認識しなければならない。

本発明のさまざまな実施形態が上で説明されたが、これらは例として提供されたものであり、限定するものとしてではないということを理解すべきである。当業者には、形態及び詳細に対するさまざまな変更が、本発明の精神及び範囲から逸脱することなしになされ得るということが明らかであろう。実際、上記の説明を読んだ後では、当業者には、代替の実施形態の中に本発明をどのように導入するかが明らかであろう。従って、本発明は、上述の例としての実施形態のいずれによっても限定されるべきではない。

その上、本発明の方法及び装置は、通信技術の中で用いられている関連の装置及び方法が事実上複雑であるように、動作パラメータの適切な値を実験的に決定することにより、又は特定のアプリケーションに対するベストデザインに至るためのコンピュータシミュレーションを実行することにより、しばしば最良に実施される。従って、全ての適切な改良、組み合わせ及び均等物は、本発明の精神及び範囲内に入るものと考えられるべきである。

加えて、図は例としての目的のみで提供されているということを理解すべきである。本発明のアーキテクチャは、十分に柔軟性があり、且つ設定で変更でき、添付の図面の中で示されたもの以外の方法で利用してもよい。

更に、開示内容の要約（Abstract of the Disclosure）の目的は、法律用語や専門用語に精通していない米国特許商標庁、又は公衆一般、及び特に当該技術における科学者、技術者、及び実行者に、大まかに点検閲覧することにより、本出願の技術的な開示の本質及び最重要点をすばやく判断することを可能とすることである。この開示内容の要約は、本発明の範囲を如何なる方法においても限定することを意図するものではない。

更に、開示内容の要約（Abstract of the Disclosure）の目的は、法律用語や専門用語に精通していない米国特許商標庁、又は公衆一般、及び特に当該技術における科学者、技術者、及び実行者に、大まかに点検閲覧することにより、本出願の技術的な開示の本質及び最重要点をすばやく判断することを可能とすることである。この開示内容の要約は、本発明の範囲を如何なる方法においても限定することを意図するものではない。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］
複数の送信器から受信器へデータ信号を送信する方法であって、
複数の直交サブキャリア周波数上でデータ信号を前記受信器に送信するために前記複数の送信器のそれぞれを運転することを備え、前記複数の送信器の少なくとも1つは衛星上にあり、前記複数の送信器は地理的に広がっており、前記受信器は、前記複数の送信器の少なくとも1つから前記データ信号の損傷を受けたコピーを受信し、
前記受信器が前記データ信号の損傷を受けたコピーを実質的に同時に受信するように前記複数の送信器を同期化させることを備え、前記受信器は前記データ信号を再構成するために前記データの前記損傷を受けたコピーを用いる、方法。
［２］
前記受信器は前記データ信号を再構成するために、前記データの前記損傷を受けたコピーを統合する、［１］に記載の方法。
［３］
前記複数の送信器を同期させることは、時間リファレンスに対して前記送信器を時間調節することを備える、［１］に記載の方法。
［４］
送信器から複数の受信器へデータ信号を送信する方法であって、
複数の直交サブキャリア周波数上でデータ信号を前記複数の受信器に送信するために前記送信器を運転することを備え、前記複数の受信器の少なくとも１つは衛星上にあり、前記複数の受信器は地理的に広がっており、前記受信器の少なくともいくつかは、前記データ信号の損傷を受けたコピーを受信し、
前記データ信号の前記損傷を受けたコピーを比較することを備え、且つ
前記データ信号を再構成するために前記データの前記損傷を受けたコピーを複合することを備える、方法。
［５］
前記データ信号の前記損傷を受けたコピーをバッファリングすることを更に備える、［４］に記載の方法。
［６］
前記データ信号の前記損傷を受けたコピーを分析することを更に備える、［４］に記載の方法。
［７］
前記データ信号の前記損傷を受けたコピーを受信する前記受信器は、前記データ信号の前記損傷を受けたコピー間の比較を用いることにより、前記データ信号の実質的にエラーの無いコピーを再構築するように構成されている、［４］に記載の方法。
［８］
トランシーバのネットワーク内でデータ信号を通信するためのシステムであって、
受信器と、
前記受信器と無線で通信するように構成された複数の送信器とを備え、
前記送信器の少なくとも1つは、衛星上にあり、前記複数の送信器は地理的に広がっており、
前記複数の送信器は、複数の直交サブキャリア周波数上でデータ信号を前記受信器に送信するように構成されており、前記受信器は、前記複数の送信器の少なくとも1つから前記データ信号の損傷を受けたコピーを受信し、
前記複数の送信器は、前記受信器が前記データ信号の損傷を受けたコピーを実質的に同時に受信するように同期化されるように構成され、
前記受信器は、前記データ信号を再構成するために前記データの前記損傷を受けたコピーを用いるように更に構成された、システム。
［９］
前記受信器は更に、前記損傷を受けたコピーを統合するように構成された、［８］に記載のシステム。
［１０］
前記複数の送信器は、時間リファレンスに対して同期化されるように構成された、［８］に記載のシステム。
［１１］
トランシーバのネットワーク内でデータ信号を通信するためのシステムであって、
複数の受信器を備え、前記受信器の少なくとも1つは衛星上にあり、且つ前記複数の受信器は地理的に広がっており、
前記複数の受信器と無線で通信するように構成された送信器を備え、前記送信器は、データ信号を複数の直交サブキャリア周波数上で前記複数の受信器に送信するように構成され、前記受信器の少なくともいくつかは前記データ信号の損傷を受けたコピーを受信し、
前記複数の受信器と通信する複合ユニットを備え、前記複合ユニットは、前記データ信号を再構成するために前記データの前記損傷を受けたコピーを複合するように構成されている、システム。
［１２］
前記複数の受信器と通信するバッファリング装置を更に備え、前記バッファリング装置は、前記データ信号の前記損傷を受けたコピーをバッファリングするように構成された、［１１］に記載のシステム。
［１３］
前記バッファリング装置と通信する比較装置を更に備え、前記比較装置は、前記データ信号の前記損傷を受けたコピーを比較するように構成された、［１２］に記載のシステム。
［１４］
前記データ信号の前記損傷を受けたコピーを受信する前記複数の受信器は、前記比較装置により出力される前記データ信号の前記損傷を受けたコピー間の比較の結果を用いることにより、前記データ信号の実質的にエラーの無いコピーを再構築するように構成されている、［１３］に記載のシステム。
［１５］
送信器のネットワークであって、
受信器と無線で通信するように構成された複数の送信器を備え、
前記複数の送信器の少なくとも１つは衛星上にあり、前記複数の送信器は地理的に広がっており、前記複数の送信器のそれぞれは、複数の直交サブキャリア周波数上でデータ信号のコピーを前記受信器に送信するように構成されており、
前記複数の送信器は、前記受信器が前記データ信号の前記コピーを実質的に同時に受信するように同期化されるように構成されている、ネットワーク。
［１６］
受信器のネットワークであって、
複数の受信器を備え、前記複数の受信器の少なくとも１つは衛星上にあり、前記複数の受信器は地理的に広がっており、各受信器は、送信器からデータ信号のコピーを受信するように構成されており、前記データ信号の前記コピーは、複数の直交サブキャリア周波数上で送信され、
前記複数の受信器と通信する複合ユニットを備え、前記複合ユニットは、前記複数の受信器により受信される前記データ信号の前記コピーを複合するように構成されている、ネットワーク。

Claims (16)

1. 複数の送信器から受信器へデータ信号を送信する方法であって、
   複数の直交サブキャリア周波数上でデータ信号を前記受信器に送信するために前記複数の送信器のそれぞれを運転することを備え、前記複数の送信器の少なくとも1つは衛星上にあり、前記複数の送信器は地理的に広がっており、前記受信器は、前記複数の送信器の少なくとも1つから前記データ信号の損傷を受けたコピーを受信し、
   前記受信器が前記データ信号の損傷を受けたコピーを実質的に同時に受信するように前記複数の送信器を同期化させることを備え、前記受信器は前記データ信号を再構成するために前記データの前記損傷を受けたコピーを用いる、方法。
2. 前記受信器は前記データ信号を再構成するために、前記データの前記損傷を受けたコピーを統合する、請求項１に記載の方法。
3. 前記複数の送信器を同期させることは、時間リファレンスに対して前記送信器を時間調節することを備える、請求項１に記載の方法。
4. 送信器から複数の受信器へデータ信号を送信する方法であって、
   複数の直交サブキャリア周波数上でデータ信号を前記複数の受信器に送信するために前記送信器を運転することを備え、前記複数の受信器の少なくとも１つは衛星上にあり、前記複数の受信器は地理的に広がっており、前記受信器の少なくともいくつかは、前記データ信号の損傷を受けたコピーを受信し、
   前記データ信号の前記損傷を受けたコピーを比較することを備え、且つ
   前記データ信号を再構成するために前記データの前記損傷を受けたコピーを複合することを備える、方法。
5. 前記データ信号の前記損傷を受けたコピーをバッファリングすることを更に備える、請求項４に記載の方法。
6. 前記データ信号の前記損傷を受けたコピーを分析することを更に備える、請求項４に記載の方法。
7. 前記データ信号の前記損傷を受けたコピーを受信する前記受信器は、前記データ信号の前記損傷を受けたコピー間の比較を用いることにより、前記データ信号の実質的にエラーの無いコピーを再構築するように構成されている、請求項４に記載の方法。
8. トランシーバのネットワーク内でデータ信号を通信するためのシステムであって、
   受信器と、
   前記受信器と無線で通信するように構成された複数の送信器とを備え、
   前記送信器の少なくとも1つは、衛星上にあり、前記複数の送信器は地理的に広がっており、
   前記複数の送信器は、複数の直交サブキャリア周波数上でデータ信号を前記受信器に送信するように構成されており、前記受信器は、前記複数の送信器の少なくとも1つから前記データ信号の損傷を受けたコピーを受信し、
   前記複数の送信器は、前記受信器が前記データ信号の損傷を受けたコピーを実質的に同時に受信するように同期化されるように構成され、
   前記受信器は、前記データ信号を再構成するために前記データの前記損傷を受けたコピーを用いるように更に構成された、システム。
9. 前記受信器は更に、前記損傷を受けたコピーを統合するように構成された、請求項８に記載のシステム。
10. 前記複数の送信器は、時間リファレンスに対して同期化されるように構成された、請求項８に記載のシステム。
11. トランシーバのネットワーク内でデータ信号を通信するためのシステムであって、
    複数の受信器を備え、前記受信器の少なくとも1つは衛星上にあり、且つ前記複数の受信器は地理的に広がっており、
    前記複数の受信器と無線で通信するように構成された送信器を備え、前記送信器は、データ信号を複数の直交サブキャリア周波数上で前記複数の受信器に送信するように構成され、前記受信器の少なくともいくつかは前記データ信号の損傷を受けたコピーを受信し、
    前記複数の受信器と通信する複合ユニットを備え、前記複合ユニットは、前記データ信号を再構成するために前記データの前記損傷を受けたコピーを複合するように構成されている、システム。
12. 前記複数の受信器と通信するバッファリング装置を更に備え、前記バッファリング装置は、前記データ信号の前記損傷を受けたコピーをバッファリングするように構成された、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記バッファリング装置と通信する比較装置を更に備え、前記比較装置は、前記データ信号の前記損傷を受けたコピーを比較するように構成された、請求項１２に記載のシステム。
14. 前記データ信号の前記損傷を受けたコピーを受信する前記複数の受信器は、前記比較装置により出力される前記データ信号の前記損傷を受けたコピー間の比較の結果を用いることにより、前記データ信号の実質的にエラーの無いコピーを再構築するように構成されている、請求項１３に記載のシステム。
15. 送信器のネットワークであって、
    受信器と無線で通信するように構成された複数の送信器を備え、
    前記複数の送信器の少なくとも１つは衛星上にあり、前記複数の送信器は地理的に広がっており、前記複数の送信器のそれぞれは、複数の直交サブキャリア周波数上でデータ信号のコピーを前記受信器に送信するように構成されており、
    前記複数の送信器は、前記受信器が前記データ信号の前記コピーを実質的に同時に受信するように同期化されるように構成されている、ネットワーク。
16. 受信器のネットワークであって、
    複数の受信器を備え、前記複数の受信器の少なくとも１つは衛星上にあり、前記複数の受信器は地理的に広がっており、各受信器は、送信器からデータ信号のコピーを受信するように構成されており、前記データ信号の前記コピーは、複数の直交サブキャリア周波数上で送信され、
    前記複数の受信器と通信する複合ユニットを備え、前記複合ユニットは、前記複数の受信器により受信される前記データ信号の前記コピーを複合するように構成されている、ネットワーク。

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