JPH07288491A - 多重キャリア周波数ホッピング通信システム - Google Patents

多重キャリア周波数ホッピング通信システム

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JPH07288491A
JPH07288491A JP6318784A JP31878494A JPH07288491A JP H07288491 A JPH07288491 A JP H07288491A JP 6318784 A JP6318784 A JP 6318784A JP 31878494 A JP31878494 A JP 31878494A JP H07288491 A JPH07288491 A JP H07288491A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、電話通信等の通信に於て、伝送信
頼性とユーザ間通信の容量が増加され、システムの複雑
性が減じられた周波数ホッピング多重キャリア通信シス
テムを提供することを目的とする。 【構成】 多重キャリア周波数ホッピング拡散スペクト
ラム通信システムは、直交周波数拡散による符号化を遂
行することによってベースバンドデータを伝送する手段
を含む少なくとも一つの送信局と、逆転送手段を含む少
なくとも一つの受信局とよりなる。チャンネルによって
伝送されるデータは、離散変調の結果であるシンボルを
含んでよい。シンボルは、ＯＦＤＭ信号と呼ばれる信号
のフォーマットを有するフレーム等の信号フレーム内に
含まれて、送信端に提供される。通信システムは、送受
信基地局（Ｂ）及び複数の送受信ユーザ局（Ｕ1 、
Ｕ2 ）より形成されてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも一つの伝送
チャンネルによって相互に通信する少なくとも一つの送
信局と少なくとも一つの受信局と、送信端に設けられ、
周波数ホッピング拡散スペクトラム符号化によってデー
タを転送するベースバンド転送手段と、受信端に設けら
れ、推定データを回復する逆転送手段とよりなる多重キ
ャリア周波数ホッピング拡散スペクトラム通信システム
に関する。
【０００２】本発明は同様に、送受信基地局と複数の送
受信ユーザ局とよりなる通信システムに関する。また本
発明は、特にラジオチャンネルによって通信を確保する
移動局、ケーブル、衛星、或いは他の手段によって通信
する固定局である送受信ユーザ局に関する。本発明はま
た、相互に通信する移動局を有するためにメッセージを
受信して中継することを意図した基地局に関する。
【０００３】
【従来の技術】ユーザ間の通信のための通信システムは
様々な基準を満たすべきでありが、それらの基準のなか
では守秘基準がしばしば問題になる。従って、そのよう
なシステムのデザイナー達は、メッセージ伝送用に符号
化を用いる方向に向かってきた。符号分割多重アクセス
（ＣＤＭＡ）システムは一つの高性能符号化システムで
ある。このシステムは、信頼性、対妨害性、対干渉或い
は対劣化性に優れ、更に任意のユーザ数に簡単に対応で
きる。ＣＤＭＡシステムの原理は、周波数スペクトラム
を拡散することよりなる。従って、第１の持続時間Ｔｓ
の符号メッセージは、第１の持続時間Ｔｃのメッセージ
に変換され、Ｔｃ＝Ｔｓ／ｌとなる。パラメータｌは１
より小さくても、等しくても、或いは大きくてもよい。
ある時点でＭ人のユーザがいたとき、持続時間Ｔｃのメ
ッセージがＭ個ある。それらのメッセージは、周波数ホ
ッピング拡散スペクトラム符号化と呼ばれる周知の技術
で符号化され、この技術はＭ個のメッセージをＭ個の異
なったキャリアに変調し、チャンネルの伝送エラーを分
散させるために各キャリアの各対応スピーカへの割り当
てを逐次切り換えることよりなる。ｌが１より大きいと
き、高速周波数ホッピング技術が得られ、ｌが１より小
さいとき、低速周波数ホッピング技術が得られる。ｌが
１に等しいときは、符号化されるメッセージの持続時間
は変らない。
【０００４】そのようなシステムは、例えば、J.G. PRO
AKISによる"Digital Communications"（MCGRAW-HILL Bo
ok Company 1989）の第８章、845-860ページに説明され
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】基地局は全てのユーザ
から来る符号化メッセージを受信し、それらを復号化
し、再符号化し、ユーザに転送する。局は通信を管理
し、即ち、受信ユーザその人のみに、そのユーザ向けの
メッセージを復号化することを許す。そのようなシステ
ムに対して、受信端に於て等価器を用いる必要がある
が、そのような等価器はユーザ数が増大すると複雑にな
る可能性がある。実際には、多重経路環境のエコー信号
が存在するとき、あるユーザのチャンネルのエコー信号
は、他のユーザのチャンネルのエコー信号と一般には同
一ではない。従って、そのようなシステムの実際の性能
は限られる。一方、各ホッピングシーケンスの開始時
に、受信メッセージが復号化され得るように受信器を良
好に同期させる必要があるが、これはしばしば問題とな
る。
【０００６】一方、そのような技術は、各ユーザに割り
当てられるキャリアを生成する周波数発生器の使用を必
要とする。この発生器は、各周波数ジャンプと共に周波
数を急激に変化可能であるべきである。２つの発生器の
周波数の重なりを避けるために、ガードバンドを設ける
必要があるが、これは障害となる。従って、本発明の目
的は、それらの欠点を克服して伝送信頼性とユーザ間通
信の容量を増加することである。
【０００７】本発明の更なる目的は、性能を向上すると
共にシステムの複雑性を減ずることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】それらの目的は、導入段
落で説明された通信システムで達成され、ここで、転送
手段は直交周波数分割多重化に従って符号化を行い、逆
転送手段は、符号化の転送の逆転送を行う一方で復号化
を行う。符号化／復号化を行うために、転送手段は逆フ
ーリエ変換を遂行する手段よりなり、逆転送手段はフー
リエ変換を遂行する手段よりなる。
【０００９】従って有利なことに、各周波数ジャンプと
共に周波数を急激に変化させうるべきであった従来技術
の周波数発生器を、各局に設ける必要はなくなる。従っ
て、各発生器の切替時間や同期確立を考慮する必要はな
くなる。また、２つの発生器間のスペクトラム重複の現
象はもはや起こらない。時間的に変化するミキシングを
行うために、パイロットミキシングシーケンス発生器
が、２ユーザが同一周波数に同時に割り当てられないた
めに必要となる。
【００１０】これを達成するため、周波数ジャンプを符
号化し或いはそれらを復号化するために、転送手段或い
は逆転送手段はそれぞれ、データミキシング手段或いは
データ逆ミキシング手段を含み、それらは各々、 −可変アドレスシーケンスを生成するアドレス生成器
と、 −ミックスされた或いは逆ミックスされたデータが書か
れ、読まれたときにミックスされた或いは逆ミックスさ
れたデータをそれぞれ配送し、ミキシング或いは逆ミキ
シングは可変シーケンスアドレス生成器の補助によりリ
ード及びライトモードでメモリを異なってアドレスする
ことによって実現されるメモリとよりなる。
【００１１】離散的に変調された信号から来るディジタ
ル信号が含まれてもよい。これは、同相成分と直交成分
の２次元表現の状態配置で表現される。このシステム
は、伝送メッセージを離散的に変調されたシンボルに変
換する送信局手段と、受信シンボルからメッセージを抽
出する受信局手段よりなる。配置の各シンボルＳｅに対
して、サンプリング手段は、任意の数のサンプルされた
シンボルを生成することができる。この数は実数であ
る。シンボルあたりのサンプル数及びミックスの割り当
てが変る周波数に依存して、高速周波数ホッピング技術
或いは低速周波数ホッピング技術のいずれかがが実現さ
れる。高速周波数ホッピング技術の場合、ミキシング手
段は様々なサンプルされたシンボルをパッケージにする
手段よりなり、一つのパケットは、シンボルの源である
配置のシンボル数よりも大きいか或いは等しい数のサン
プルされたシンボルを含む。
【００１２】周波数分割多重シンボルは、好ましくは、
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）に於て用いられるフレ
ームフォーマットに合わせることによって用いられる。
従って有利なことに、多重経路環境からのエコー信号に
さらされた信号を補正する複雑な等価器を受信端に於て
用いる必要がもはやない。実際に、ガード間隔を含むブ
ロックよりなる連続フレームの形に多重信号を組織する
一方で、多重経路によって生じる全ての遅延を除去する
ことが可能である。
【００１３】フレームに配置されたＯＦＤＭシンボルを
用いると、各ミキシングシーケンスの開始時の同期確立
の問題はなくなるが、これは何故なら、同期の全てのメ
カニズムは直交周波数分割多重モードに起因するからで
ある。より自由な選択が可能であり、ミキシングシーケ
ンスの数もより大きい。多重化手段はＯＦＤＭを形成す
るために以下のものよりなる： −保護シンボルを付加する手段と、 −直列化手段と、 −シンボルブロックのフレームを形成して特別シンボル
のブロックを付加する手段。
【００１４】特別シンボルは、同期シンボル、サービス
シンボル、チャンネル推定シンボル、或いは他のシンボ
ルであってよい。受信端に於て、逆多重化手段は一列の
結合として、 −サンプラーと、 −受信変調データのための入力逆直列化手段と、 −受信推定シンボルを生成するためにフーリエ変換を実
行する手段とよりなる。
【００１５】受信端に於て、信号減衰を考慮して一つ或
いは様々な自動利得制御モジュールが付加される。それ
らのモジュールは、各キャリアに割り当てられた各符号
化されたメッセージに影響を与えるために、フーリエ変
換を遂行する手段の出力に配置される。本発明によれ
ば、伝送エネルギーは、チャンネルに於てより良好に周
波数分割され、このシステムを選択的フェーディングに
より強くする。周波数ホッピング拡散スペクトラム技術
と多重キャリア直交周波数分割多重技術との融合は従っ
て、新たな性能と利点を提供する。
【００１６】好ましい実施例に於て、本発明によるシス
テムは、移動局であってよい送受信ユーザ局と、少なく
とも一つの固定基地局とよりなる。基地局は一般にセル
と呼ばれるものをカバーし、即ち、特定のカバー領域を
有する。このカバー領域を越えては、もう一つの基地局
が設けられており、移動局が初めのセルの境界を出た場
合に中継を行う。従来はセル領域の拡大はより複雑な等
価器を必要としたが、有利なことに、本発明によりセル
はより大きな領域をカバーすることができる。
【００１７】各ユーザ局は、基地局に伝送し、その局を
宛先とするメッセージを復号化する手段よりなる。基地
局は、全てのユーザ局に伝送し、全てのユーザ局から来
るメッセージを受信する手段と、ユーザ局間の通信を管
理する手段とよりなる。本発明のこれらの様々な側面と
更なる側面は、以下に説明される実施例に関して説明さ
れ明らかになるだろう。
【００１８】本発明は、制限しない例として与えられる
以下の図の補助により更によく理解されるだろう。
【００１９】
【実施例】以下の説明は、送信局と受信局の間の伝送
が、基地局を介して行われる一般的な場合に関する。明
かに、本発明は基地局の介在なしでの直接伝送の場合に
も関連する。図１０は、マルチユーザ通信システム（Ｕ
1 、Ｕ2 、・・・、Ｕk 、・・・、ＵM ）を符号で表現
したものであり、Ｍはユーザ総数である。全てのユーザ
は基地局Ｂと両方向リンクを介して通信する。この基地
局は、２つのユーザ局間の通信を可能にする中継点とし
て働く。基地局はカバー領域を有する。ユーザ局は本質
的に移動局であるので、ユーザ局Ｕ2 （或いはそれらの
幾つか）は基地局Ｂ1のカバー領域を去ってもよい。こ
の場合、もう一つの基地局Ｂ2 が通信を共同管理する。
２つの基地局Ｂ1 及びＢ2 は、（Ｂ1 のカバー領域の）
ユーザ局Ｕ1 と（Ｂ2 のカバー領域の）ユーザ局Ｕ2 と
の間の通信を提供するために管理情報を交換する。
【００２０】任意のユーザ局で用いられる従来の処理回
路が図１に示される。送信端（図１（Ａ））に於て、処
理回路は一列の結合として： −伝送メッセージＭｅを符号化し、それらを配置のシン
ボルＳｅに変換する符号化手段１０と、 −シンボルＳｅを、符号化された伝送信号Ｓｃｅを配送
するために周波数ホッピングすることによって符号化を
介して複数のキャリア上にシンボルＳｅを伝送するベー
スバンド伝送手段ＦＨ１２と、 −ラジオ周波数変調手段ＭＯＤ１４とよりなる。そして
伝送はチャンネルＣＨＡ１６によって行われる。
【００２１】メッセージＭｅを符号化する符号化手段１
０は一列の結合として： −ソ−ス符号化器ＳＯＵＲ．ＣＯＤ７３が続いてもよい
アナログ−ディジタル変換手段Ａ／Ｄ７１と、 −チャンネル符号化器ＣＨＡＮ．ＣＯＤ７５と、 −バイナリデータを配置にマッピングするマッピング要
素ＭＡＰＰ７７とよりなる。
【００２２】これは、ＱＡＭ、ＱＰＳＫ、ＢＰＳＫ配置
や他の配置と関連してもよい。ソース符号化器７３とチ
ャンネル符号化器７５は、通信チャンネルの特性に応じ
て抑制されることができる。同様に、アナログ−ディジ
タル変換器Ａ／Ｄ７１とソース符号化器７３は、メッセ
ージＭｅが離散形で与えられる場合には存在し得ない。
それに対して、例えば、電話通信に対する移動ユーザ局
からの音声メッセージの場合には、コンバータが存在す
る。
【００２３】ユーザ局はまた、基地局を介して他のユー
ザ局から入来するデータを受信する手段よりなる。従っ
て、ユーザ局はまた、 −受信符号化シンボルＳｃｒを表す離散データを抽出す
るラジオ周波数変調手段２４と、 −手段１２によって遂行される操作と逆の操作を遂行
し、受信シンボルＳｒを抽出する逆変換手段ＦＨ-1２２
と、 −手段１０によって送信端で遂行された操作と逆の操作
を遂行することによって、受信シンボルＳｒに基づいて
受信メッセージＭｒを復号化する手段２０とよりなる。
【００２４】手段２０は、一列の結合として、チャンネ
ル復号化手段ＣＨＡＮ．ＤＥＣＯＤ９７、ソース復号化
手段ＳＯＵＲ．ＤＥＣＯＤ９３、及びディジタルーアナ
ログ変換手段Ｄ／Ａ９１よりなる。これらの手段は、対
応する符号化が以前に送信端で遂行された限りに於て用
いられる。受信端に於て、手段２４は送信端に於て遂行
された操作に逆の操作を遂行する。
【００２５】本発明は、本質的には、送信端に於て伝送
シンボルＳｅに影響を与える周波数ホッピング拡散スペ
クトラム手段１２と、受信シンボルＳｒを抽出する手段
２２に関する。図３は、キャリアがメッセージに割り当
てられたときに周波数ジャンプを行いながらメッセージ
を伝送することによって、異なったキャリアＦａ及びＦ
ｂを同時に変調することよりなるスペクトラム拡散の従
来技術の図を示す。図３は基地局に関連する。ユーザ局
に対しては、ただ一つのチャンネルがあるだけなので、
この図は単純化される。従って、あるユーザのメッセー
ジＭｅ1 はまず、サンプラー８２1 （図３）によってレ
ート１／ＴｃでサンプルされるシンボルＳｅ1 に符号化
される（図１（Ａ））。そうして得られたサンプルはロ
ーカル発生器ＧＥＮ1 からの周波数Ｆａを有したキャリ
アによって、掛算器８０1 において掛算される。全ての
ユーザから来るデータは基地局を通過する。図３に示さ
れるように、基地局には可能なユーザ数だけの数の経路
が存在する。Ｍｔｈユーザに割り当てられた経路は、別
のキャリアＦｂを生成する発生器ＧＥＮM 、別の掛算器
８０ M 、及び別のサンプラー８２M よりなる。掛算器の
全ての出力信号は加算器８４に於て一つに加えられ、単
一の出力に於て多重キャリアシンボルＳｃｅが生成され
る。ある瞬間に於ては、特定の周波数が各経路に割り当
てられている。伝送品質を確保するため、経路への周波
数の値の割り当ては、断続的に変えられ、ある特定の瞬
間に於て２つの異なった経路には同一の周波数は割り当
てられないという特徴は堅持される。発生器は従って、
周波数ジャンプが起こるとき、キャリア周波数を急激に
変化させるように制御される。
【００２６】シンボルＳｃｅは次に、ラジオ周波数変調
器ＭＯＤ１４に入力され、チャンネルによって伝送され
る。本発明によれば、特定キャリアの経路への割り当て
と周波数ジャンプとに関する同一の原理が堅持される。
実施例は、しかしながら、全面的に変わる。それは図２
に示される図に表される。
【００２７】図２は、本発明による、基地局Ｂとユーザ
局、例えば、２つの局Ｕ1 及びＵ2、よりなる通信シス
テムの図を示す。ユーザ局は同一の送受信手段を有する
ので、以下に於ては局Ｕ1 のみが詳細に説明され、送信
局は受信局として動作する別の局と通信することが理解
される。本発明に従って、周波数ホッピング拡散スペク
トラムによる符号化が実現される。受信端に於て、逆操
作は、逆順で実行される。
【００２８】局Ｕ1 は、シンボルＳｅを生成する符号化
手段１０よりなる。それらのシンボルは、逆フーリエ変
換ＦＦＴ-1を実行する装置１５及びラジオ周波数変換器
ＭＯＤ１４が後続するミキサーＭＩＸ１３に於て符号化
され、離散信号が前に説明されたように伝送される。ミ
キサー１３と装置１５は図３の手段１２による処理と同
様のやり方でデータを処理する。しかしながら、処理さ
れたデータは本発明によれば並列に供給され、既知の技
術によればそれらは単一の出力信号にまとめられる。
【００２９】伝送チャンネルＣＨＡ1 によって変形され
た可能性があるそれらのデータは、データＰｍｒとして
基地局Ｂに到着する。それらは復調器２４Ｂに於て復調
され、フーリエ変換ＦＦＴを遂行する装置２５Ｂによっ
て逆多重化され、受信符号シンボルＰｃｒが生成され、
その後、送信端で遂行されたものと逆である逆ミキシン
グＭＩＸ-1２３Ｂが遂行され、符号化されていないシン
ボルＰを生成する。それらのシンボルは、次に、ミキシ
ング手段ＭＩＸ１３Ｂによって基地局に於て再符号化さ
れ、逆フーリエ変換ＦＦＴ-1を実行する装置１５Ｂによ
って多重化され、最後にラジオ周波数変調器１４Ｂによ
って中継される。伝送されたシンボルは、以前のチャン
ネルと異なっても良いチャンネルＣＨＡ2 を介して、受
信局として動作する別のユーザ局Ｕ2 に到着する。局Ｕ
1 が別の送信局に対する受信局として動作する場合を考
える。局Ｕ1 は変調されたシンボルＳｍｒを受信し、こ
れは復調器２４によって復調され、フーリエ変換ＦＦＴ
を遂行する装置２５によって逆多重化されて符号化シン
ボルＳｃｒを生成し、このシンボルは、送信端で遂行さ
れたミックスＭＩＸの逆ミキシングを遂行する逆ミキシ
ング手段ＭＩＸ-1２３によって逆ミックスされる。
【００３０】基地局Ｂは全てのユーザ局から来る全ての
データを受信する。それらのデータは、基地局の入力
に、同一の周波数に互いに重ね合わされて到着する。こ
の基地局は通信を管理する。従って、局Ｕ1 が局Ｕ2 と
通信する場合、基地局Ｂは、メッセージが意図されたユ
ーザ局のミキシング符号を用いて伝送メッセージを再符
号化するか、或いは、送信局と同一のミキシング符号を
用いて伝送メッセージを再符号化して送信局のミキシン
グ符号を受信局に通知し、従って受信局はチャンネルを
介して受信局に到着するメッセージを復号化することが
できる。
【００３１】図４は、基地局がミキシングブロックＭＩ
Ｘ１３Ｂとブロック１５ＢＦＦＴ-1の場合を示す。Ｍユ
ーザから入来するシンボルＳｅ1 −Ｓｅm はレート１／
Ｔｃで動作するサンプリング手段８２1 −８２M に到着
し、サンプルされたシンボルＳｕ1 −ＳｕM が生成され
る。サンプルされたシンボルは、パッケージ化手段Ｓ／
Ｐ８３1 −８３M に於てパッケージ化される（シンボル
Ｓｓｅ）。手段Ｓ／Ｐ８３1 −８３M は、サンプリング
が一つのシンボルＳｅあたり一つ以上のサンプルを生成
する限りに於て存在する。続いて、手段１１がパッケー
ジ化されたシンボルＳｓｅの混合物を生成する。手段１
１の出力に於て、サンプルされたシンボルは、入力され
たときと同一の順番では存在しない。この順番は、各サ
ンプルされたシンボルに対して、多重キャリア変調のキ
ャリア周波数への特定の割り当てを与えるミキシング命
令ＳＡの関数であり、この割り当ては更に周波数ジャン
プの目標をなす。そのようにミックスされたシンボル
は、直交周波数分割にしたがって、周波数分割多重化シ
ンボルに変換される。これは、逆フーリエ変換を遂行す
る多重化手段１５Ｂに於て行われる。逆フーリエ変換を
遂行するために、Ｇを性の整数とするデータ数Ｎ＝２Ｇ
が、入力に同時に与えられる。キャリアの総数ＮｃがＮ
ｃ＜Ｎであるような場合、情報キャリア入力の任意の側
に置かれた入力に、ゼロデータが与えられる。ブロック
１５Ｂの出力に於て、並列データＳｃｅが、多重キャリ
ア直交周波数分割モードで与えられる。
【００３２】図５は、ミキシング手段１１の実施例を示
す。シンボルＳｃｅは、例えば、メモリＭＥＭ８８のア
ドレス生成器ＡＤＤＲＧＥＮ８９によって決定されるア
ドレスに書き込まれる。このメモリＭＥＭを読むとき、
アドレス生成器８９は、書き込み時に使用されたアドレ
スとは異なった読みだしアドレスを生成する。図４に図
で示されるシンボルのミキシングは、このようにして実
現される。出力レジスタ８７は、共通の並列出力のため
に、シンボルをグループに結合することを可能にする。
【００３３】それらのシンボルは、この形で用いられて
もよく、或いは本発明によれば好ましくは、それらはＯ
ＦＤＭと呼ばれる多重キャリア変調のフォーマットにさ
れる。これは、伝送の信頼性向上を可能にする特定数の
サービス信号を付加することを必要する。ＯＦＤＭフレ
ームを構築する機構が、図６に示される。
【００３４】ある瞬間に於て、手段１５から同時に入来
するＮ個のシンボルは、ＯＦＤＭデータブロックの一部
を形成する。保護装置ＰＲＯＴ５４は、このデータブロ
ックのこの部分に、ガードインターバルに対応するデー
タを加える。これはあるデータを更にコピーすることよ
りなる。図１２は、ＯＦＤＭデータブロック形成に於て
用いられる機構を詳細に示す。シンボルＳｅは一般的に
複素数値である。第１のラインは、例えば、ユーザＵ1
に対して符号化されるシンボルＳｅ1 の状態シーケンス
を表す。シンボルＳｅ1は持続時間Ｔｓを有する。例え
ばμ個のシンボルの様々なシンボルからなり、持続時間
μ．Ｔｓに対応するシーケンスが考慮される。そのよう
なシーケンスＳｅ 1 −ＳｅM は各ユーザＵ1 ．．．ＵM
に対応する。
【００３５】サンプラー８２1 −８２M （図４）を通過
した後、それらのシンボルＳｅはサンプルされたシンボ
ルＳＵ1 −ＳＵM となり、それらは、並列にグループ化
された後、グループ化されたシンボルＳｓｅ（図４の参
照Ｖ）になる。従って、μ個のシンボルＳｅは、各持続
時間μ．Ｔｓ及び各ユーザＵ（Ｌ≧μ）に対して、各結
合手段Ｓ／Ｐ８３1 −８３M のＬ個の出力シンボルにな
る。好ましくは、比率Ｌ／μは整数である。
【００３６】Ｍ人のユーザから入来するデータは集めら
れて、Ｍ．Ｌ個のデータＳｓｅ（信号Ｖ）を形成する。
次に、このＭ．Ｌ個のデータは図５に関して説明された
原理に従ってミックスされ、ユーザの最大数掛けるＬに
等しい数をＮｃとして、Ｎｃ個のデータ（信号Ｗ）を形
成する。しかしながら、Ｍ．Ｌよりも大きくなり得る。
Ｎｃ個のデータは従って、ＯＦＤＭ信号のＮｃ個のシン
ボルを形成する。従って、Ｎthオーダーの逆フーリエ変
換を遂行するブロック１５に並列に入力されるＮｃ個の
シンボルがあり、Ｇを整数としてＮ＝２Ｇ＞Ｎｃであ
る。従って、Ｎｃのシンボルは、ブロック１５（図６の
参照Ｘ）の入力の任意の側でのＬ１＝（Ｎ−Ｎｃ）／２
個の”０”データが加えられて完全となる。Ｎ−Ｎｃが
奇数の場合、ブロックの始まり或いは終りは別のシンボ
ルを受け取る。μ．Ｌが１に等しい（即ち、初期シンボ
ルＳｅあたり一つのサンプル）である場合、低速周波数
ホッピングシステムが、ｋブロック毎にミックスを変え
る（ここでｋは１以上の整数）ことにより得られる。μ
Ｔｓの期間にＮ個のシンボルが継続的に去ることを許す
ために、ブロック１５はより短い期間、即ちμ．Ｔｓ／
Ｎで動作する。ブロック１５を去るＮ個のシンボルは、
保護を形成するガードインターバルΔ＝ＫG ．Ｔ’ｃに
対応するＫG 個のシンボルによって完成される。ＫG 個
のシンボルは、最も最近の先行シンボルのコピーに対応
する。それらのＫG 個のシンボルはＮ個のシンボルに付
け足され、伝送されるべき（ＫG ＋Ｎ）個のシンボルの
ブロックを形成する（参照Ｚ）。ガードブロック５４も
また、μＴｓに等しく保たれた期間の間に、順番に（Ｋ
G ＋Ｎ）個のシンボルが後に去ることを許すために、更
に短い期間（Ｔ’ｃ＝μＴｓ／（Ｎ＋ＫG ））で動作す
る。直列化器５６は（ＫG＋Ｎ）個のシンボルの直列化
を遂行する。（ＫG ＋Ｎ）個のＯＦＤＭシンボルの連続
するブロックが、次に、ＦＲＡＭＥと参照される装置５
８でＯＦＤＭフレームにフレーム化される。この装置
は、伝送及び受信の同期確立或いはチャンネル推定など
様々な用途に用いられる特別なシンボル５３（同期、変
調等）を付加する。ローパスフィルタＬＰＦ５９は、信
号がラジオ周波数変調器１４及び１４Ｂ（図２）を介し
て伝送される前に、それらの信号をフィルタリングす
る。
【００３７】受信端に於て、受信変調シンボルＳｍｒは
復調器２４（図２）に於て復調され、その後、送信端で
フーリエ変換を遂行することによって遂行された処理の
逆処理を遂行する逆多重化装置ＦＦＴ２５に入力され
る。装置２５は、一列の結合として、 −ローパスフィルタ６９と、 −１／Ｔ’ｃのタイミングを有するサンプラー６３と、 −Ｎ個の有効なシンボルを生成し、従って、ガードイン
ターバルの間に受信されたＫG 個のシンボルを考慮しな
い逆直列化器６６と、 −Ｎシンボルのブロックのシーケンスを配送するフーリ
エ変換を計算する計算装置２５とよりなる。
【００３８】Ｎシンボルブロックの終端は捨てられ、Ｎ
ｃ個のシンボルＳｃｒよりなる中心部分のみが残され
る。それらは逆ミックスされるために、逆ミキサＭＩＸ
-1２３及び２３Ｂ（図２）に入力される。図１１は、周
波数に対してプロットされた伝送信号のパワースペクト
ラム密度を表す。曲線７０1 −７０M は、ガードバンド
Δｆによって分離される周波数ｆ 1 、ｆ2 、．．．ｆN
をそれぞれ中心とする狭いバンドによって形成されるス
ペクトラムによって特徴付られる従来の拡散スペクトラ
ムシステムに対応する。曲線７２は、周波数ホッピング
拡散スペクトラム技術を多重キャリア伝送直交周波数分
割多重化技術と融合する本発明によるシステムに対応す
る。水平スケールは、信号の利用可能バンドに対して正
規化されたベースバンド周波数Ｆに対応する。垂直スケ
ールは、デシベルで表現されたパワースペクトラム密度
に対応する。従来のシステムに対しては、スペクトラム
７０が、発振器の分離をするために幾つかの分離された
狭いバンドを有し、従って損失を有することが分かる。
それに対し、本発明による多重キャリアシステムに対し
ては、スペクトラム７２は矩形であり、全てのキャリア
に対する伝送エネルギーは、信号の利用可能バンドに於
て一定値を保つことが示される。従って、伝送をより信
頼性の高いものにし、受信回路の複雑性を削減する伝送
チャンネルのより効率的な使用が可能となる。
【００３９】図２の多重化器ＦＦＴ-1１５のより高度な
バージョンである図６に示されるＯＦＤＭ多重化器は、
好ましくはユーザ局と基地局との両方で用いられる。伝
送チャンネルは、受信信号を変化させるフェーディング
に曝されても良い。このフェーディングは、周波数領
域、及び／又は時間領域で起こる。従って、受信端で自
動利得制御を有することが好ましい。後者はしかしなが
ら絶対必要ということはない。これは図８の破線で示さ
れる。
【００４０】図８は、自動利得制御ＡＧＣを備えたユー
ザ局の受信セクションの図を示す。各キャリアに割り当
てられたＮｃ個の信号が、好ましくは装置ＡＧＣ６３1
−６３Ncを有する。逆ミキシング手段２１によって逆ミ
キシングされた後、Ｍ．Ｌ個のデータはＬ個のデータの
Ｍ個のパケットのグループとして去る。各パケットは、
ユーザＵ1、．．．、ＵM に向けのものである。Ｌ個の
並列データのパケットは、直列化器ＰＳ９３1 −９３M
によってＬ個の直列データに変換され、それらはサンプ
リング手段９２1 −９２M によってタイミング１／Ｔｃ
でサンプルされる。パケットからサンプルを分離する手
段９３1 −９３M は、送信端で逆の操作が遂行されたと
きに限り存在する。最後に、決定手段９０1 −９０
M は、各ユーザに対して、μ個の伝送シンボルＳｅ1 、
ＳｅM の推定を可能にする。
【００４１】決定手段９０1 −９０M は、例えば、閾値
決定要素９７（図９）と直列結合された平均値計算手段
Σ９４によって形成される。周波数ホッピング拡散スペ
クトラムによる符号化と直交周波数分割多重化による多
重キャリア変調の融合は、様々な利点を提供する。各ミ
キシングシーケンスの開始時に受信端で同期を確立する
ことは、既知技術が独立して使用された場合は必要であ
ったが、もはや必要ではない。
【００４２】多重キャリア変調の使用によって、疑似ラ
ンダムシーケンスの選択に関してより大きな自由度が存
在する。好ましくは、フレームに組織化されたＯＦＤＭ
信号が使用される。各ユーザ局はそれ自身のフレームを
有するので、受信端での同期確立機構は単純化される。
そのうえ、各データブロックのガードインターバルの使
用は、送信器／受信器の距離と共に変化する伝播遅延
と、多重経路のための遅延との両方に依存して起こる全
ての不確実性を除去することを可能にする。より詳細に
は、伝播遅延は基地局のカバー領域に関連する。ガード
インターバルの存在は、使用されるハードウェアの複雑
性を増大することなく、スペクトラム拡散の従来技術に
比較して、このカバー領域の拡大を可能にする。従来技
術の場合に於ては、これらの問題を解決するために、複
雑な等価器を有することが必要となる。
【００４３】更に、本発明によれば、エネルギーはチャ
ンネル上で等しくされ、本システムをより対フェーディ
ング性の強いものにする。
【図面の簡単な説明】
【図１】ユーザ局で動作する送受信処理回路の回路図で
ある。
【図２】本発明による通信システムの一部の一般的回路
図である
【図３】従来の周波数ホッピング拡散スペクトラム技術
の基本回路図である。
【図４】本発明による周波数ホッピング拡散スペクトラ
ムの実施例の回路図である。
【図５】シンボルミキシング手段の回路図の例である。
【図６】多重キャリア伝送と共に用いられるＯＦＤＭ多
重化器の回路図である。
【図７】ＯＦＤＭ逆多重化器の回路図である。
【図８】自動利得制御器と共にユーザ局に於て自身シン
ボルを推定するために用いられる逆多重化器の回路図で
ある。
【図９】受信端で用いられる決定手段の例である。
【図１０】マルチユーザ通信システムの一般的回路図で
ある。
【図１１】本発明によるシステムとスペクトラム拡散を
有する従来のシステムとの周波数応答の２つの曲線であ
る。
【図１２】μＴｓの時間間隔にわたって分散されるシン
ボルの図である。
【符号の説明】
１０ 符号化手段 １２ ベースバンド伝送手段 １３ ミキシング手段 １４ ラジオ周波数変調手段 １５ 逆フーリエ変換装置 １６ チャンネル ２０ 復号化手段 ２２ 逆変換手段 ２３ 逆ミキシング手段 ２４ ラジオ周波数変調手段 ２５ フーリエ変換装置 ５３ 特別シンボル ５４ 保護装置 ５９ ローパスフィルタ ６３ サンプラー ６３1 −６３Nc 自動利得制御 ６６ 逆直列化器 ７１ アナログ−ディジタル変換手段 ７３ ソース符号化器 ７５ チャンネル符号化器 ７７ マッピング要素 ８０1 、８０M 掛算器 ８２1 、８２M サンプラー ８３1 −８３M パッケージ化手段 ８４ 加算器 ８７ 出力レジスタ ８８ メモリ ８９ アドレス生成器 ９０1 −９０M 決定手段 ９１ ディジタル−アナログ変換手段 ９２1 −９２M サンプリング手段 ９３ ソース復号化手段 ９３1 −９３M 直列化器 ９４ 平均値計算手段 ９７ チャンネル復号化手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アントワーヌ シュリ フランス国 75014 パリ リュ・デ・マ リニエ ４

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも一つの伝送チャンネルによっ
    て相互に通信する少なくとも一つの送信局と少なくとも
    一つの受信局と、 送信端に設けられ、周波数ホッピング拡散スペクトラム
    符号化によってデータを転送するベースバンド転送手段
    と、 受信端に設けられ、推定データを回復する逆転送手段と
    よりなる多重キャリア周波数ホッピング拡散スペクトラ
    ム通信システムであって、 該転送手段は直交周波数分割に従い符号化を遂行し、該
    逆転送手段は該符号化の変換の逆変換を実行しながら復
    号化を遂行することを特徴とする通信システム。
  2. 【請求項２】 前記転送手段は逆フーリエ変換を実行す
    る手段よりなり、前記逆転送手段はフーリエ変換を遂行
    する手段よりなることを特徴とする請求項１記載のシス
    テム。
  3. 【請求項３】 周波数ホップを符号化し或いはそれらを
    復号化するために、前記転送手段或いは前記逆転送手段
    はそれぞれ、データミキシング手段或いはデータ逆ミキ
    シング手段を含み、それらは各々、 可変アドレスシーケンスを生成するアドレス生成器と、 ミックスされた或いは逆ミックスされたデータが各々書
    き込まれ、読み出されたときにミックスされた或いは逆
    ミックスされたデータを各々配送し、ミキシング及び／
    或いは逆ミキシングは、可変シーケンスアドレス生成器
    の補助により読み出し及び書き込みモードでメモリを異
    なってアドレスすることによって実現されるメモリとよ
    りなる請求項２記載のシステム。
  4. 【請求項４】 伝送メッセージを離散的に変調されたシ
    ンボルに変換する送信局手段（１０）と、受信したシン
    ボルから該メッセージを抽出する受信局手段（１０）と
    よりなり、前記データは離散変調により変調された信号
    から来ることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれ
    か一項記載のシステム。
  5. 【請求項５】 周波数ジャンプを符号化するために、前
    記転送手段は、前記シンボルをサンプリングする手段
    （８２1 −８２M ）と、様々なサンプルされた信号（Ｓ
    Ｕ1 −ＳＵM ）をパッケージ化する手段とよりなり、一
    つのパケットは源であるディジタル変調のシンボル（Ｓ
    ｅ1 −ＳｅM ）の数に等しいかそれより大きい数のサン
    プルされたシンボルを含むことを特徴とする請求項４記
    載のシステム。
  6. 【請求項６】 逆フーリエ変換を遂行する前記手段の後
    に、信号フレームを形成する手段が続き、フーリエ変換
    を遂行する前記手段の前に、該信号フレームから信号を
    抽出する手段が先行することを特徴とする請求項２乃至
    ５のいずれか一項記載のシステム。
  7. 【請求項７】 前記フレームを形成する手段は、 保護シンボルを付加する手段と、 直列化手段と、 シンボルブロックのフレームを形成して特別なシンボル
    のブロックを付加する手段とよりなることを特徴とする
    請求項６記載のシステム。
  8. 【請求項８】 少なくとも一つの送受信基地局（Ｂ）
    と、 該基地局を介して伝送チャンネル（ＣＨＡ1 、ＣＨ
    Ａ2 ）によって相互に通信する複数の送受信ユーザ局
    （Ｕ1 、Ｕ2 ）とよりなることを特徴とする請求項１乃
    至７のうちいずれか一項記載のシステム。
  9. 【請求項９】 請求項７記載のシステムに於て用いられ
    るユーザ局。
  10. 【請求項１０】 請求項７記載のシステムに於て用いら
    れる基地局。
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