周波数ダイバーシティ及び位相回転
集積回路が、スマートユーティリティネットワーク通信の一つ又は複数の第１のサブキャリア内の一つ又は複数の第１のデータシンボルを一つ又は複数の第２のサブキャリア内の一つ又は複数の第２のデータシンボルとして符号化するように構成されるロジックを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は無線通信ネットワーク等に関し、特に、そのようなネットワークにおける通信に周波数ダイバーシティ及び位相回転を適用するためのシステム、方法、及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）は比較的短距離での情報伝達に用いられる。無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）とは異なり、ＷＰＡＮを介して達成される接続はインフラをほとんど或いはまったく必要とせず、ＷＰＡＮにより、広範なデバイスに対して、小型で、電力効率がよく、且つ安価な解決策を実現することが可能となる。スマートユーティリティネットワーク（ＳＵＮ）は、メータ情報が１つのメータから他のメータに送られるメッシュネットワーク内のような短い距離で、或いはメータ情報がポールトップ回収ポイントに送られるスタートポロジ内のような一層長い距離で動作し得る。用語ＷＰＡＮ及びＳＵＮは本明細書中では交換可能に用いられる。
【発明の概要】
【０００３】
ＳＵＮ通信などの通信に周波数ダイバーシティ及び位相回転を適用するためのシステム及び方法を本明細書で説明する。少なくとも幾つかの開示される実施例において、デバイスが、プロセッサとプロセッサに結合されるメモリを含む。このプロセッサは、一つ又は複数の第１のサブキャリア内の一つ又は複数の第１のデータシンボルを、一つ又は複数の第２のサブキャリア内の一つ又は複数の第２のデータシンボルとして符号化することにより、スマートユーティリティネットワーク通信に周波数ダイバーシティを適用する。
【０００４】
他の開示される実施例において、機械可読記憶媒体が、実行可能な命令を含み、命令は、実行されると１つ又はそれ以上のプロセッサに、一つ又は複数の第１のサブキャリア内の一つ又は複数の第１のデータシンボルを一つ又は複数の第２のサブキャリア内の一つ又は複数の第２のデータシンボルとして符号化することにより、スマートユーティリティネットワーク通信に周波数ダイバーシティを適用させる。
【０００５】
他の開示される実施例において、方法が、一つ又は複数の第１のサブキャリア内の一つ又は複数の第１のデータシンボルを一つ又は複数の第２のサブキャリア内の一つ又は複数の第２のデータシンボルとして符号化することにより、スマートユーティリティネットワーク通信に周波数ダイバーシティを適用することを含む。
【０００６】
これら及びその他の特徴及び利点は、添付の図面及び特許請求の範囲に関連して以下の詳細な説明から一層よく理解できるであろう。
【０００７】
本開示を更によく理解するため、添付の図面及び下記の詳細な説明を参照する。これらにおいて同様の参照符号は同様の要素を表す。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】図１Ａは、少なくとも幾つかの例示の実施例に従った２の周波数ダイバーシティを図示する。
【図１Ｂ】図１Ｂは、少なくとも幾つかの例示の実施例に従った２の周波数ダイバーシティを図示する。
【０００９】
【図２Ａ】図２Ａは、少なくとも幾つかの例示の実施例に従った４の周波数ダイバーシティを図示する。
【図２Ｂ】図２Ｂは、少なくとも幾つかの例示の実施例に従った４の周波数ダイバーシティを図示する。
【００１０】
【図３】図３は、少なくとも幾つかの例示の実施例に従ったデュアルキャリア変調トランスミッタを図示する。
【００１１】
【図４】図４は、少なくとも幾つかの例示の実施例に従った周波数ダイバーシティの方法を図示する。
【図５】図５は、少なくとも幾つかの例示の実施例を実現するのに適した装置を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下の説明は、本発明の種々の実施例に向けたものである。これらの実施例の１つまたはそれ以上は好ましいものであり得るが、別途明記しない限り、開示される実施例は、請求項を含む本開示の範囲を限定するものとして解釈或いは使用されるべきではない。更に、当業者は理解するであろうが、以下の説明は広い適用範囲を有し、またいかなる実施例の説明もその実施例の例示を意図するに過ぎず、請求項を含む本開示の範囲を限定することは意図していない。
【００１３】
本開示は、ＳＵＮ又はＷＰＡＮシステムにおいて周波数及び時間ダイバーシティがどのように実現され得るかを記載する。しかし、本開示は、ＳＵＮシステムに限定されず、任意の無線通信システムに適用することができる。ＷＰＡＮ又は低速ＷＰＡＮは、電力が限られ処理能力条件の緩い用途における無線接続を可能にする、シンプルな低コスト通信ネットワークである。ＷＰＡＮの主要な目的は、設置の容易さ、信頼性の高いデータ転送、短距離運用、非常に低いコスト、合理的な電池寿命、そしてシンプルであるがフレキシブルなプロトコルにある。
【００１４】
ＷＰＡＮの幾つかの特性には：無線（over-the-air）データ速度が２５０ｋｂ／ｓ、１００ｋｂ／ｓ、４０ｋｂ／ｓ、及び２０ｋｂ／ｓ；スター、又はピア・ツー・ピア、又はメッシュ運用；１６ビットショートアドレス、又は６４ビット拡張アドレスの割り当て；保証された時間スロットの任意選択的割り当て；衝突回避チャネルアクセスを備えるキャリアセンス多重アクセス；転送信頼性のための完全承認プロトコル；低い電力消費；エネルギー検出；リンク品質表示；２４５０ＭＨｚ帯域に１６チャネル、９１５ＭＨｚ帯域に３０チャネル、及び８６８ＭＨｚ帯域に３チャネル、がある。これらの特性は必要条件ではなく、各々のＷＰＡＮは多くの様式でこれらの特性から逸脱し得る。フル機能デバイス（ＦＦＤ）及び限定機能デバイス（ＲＦＤ）の２つの異なるデバイスタイプがＷＰＡＮ内で使用され得る。ＦＦＤは、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）コーディネータ、コーディネータ、又はデバイスとして機能する３つのモードで動作し得る。ＦＦＤは、ＲＦＤや他のＦＦＤと通信可能であり、一方ＲＦＤはＦＦＤとのみ通信可能である。更なる情報は、http://www.ieee802.org/15/pub/TG4.htmlから入手でき、参照として本明細書に組み込まれるＩＥＥＥ Ｓｔｄ． ８０２．１５．４−２００６に見出すことができる。
【００１５】
ユーティリティネットワーク又はスマートユーティリティネットワーク（ＳＵＮ）は、電気、ガス、水道の使用量、及び他の同様のデータを顧客敷地からそのユーティリティ（公共事業）が運営するデータ回収ポイントへ送信するような公共料金メータ計測の用途に使用するために特に設計された、低速（例えば、４０ｋｂｐｓ〜１Ｍｂｐｓ）の低電力ＷＰＡＮである。例えば、メータは住宅地の各戸に設置され、使用量データは、１５分毎など定期的に各メータから、ＷＰＡＮの要素であるデータ回収ポイントに送信される。データ回収ポイントは、ファイバー、銅線、又は無線接続により中央オフィスに接続され、そこで地域の全ての使用量データを回収する。使用量データは、それぞれスター形式又はネットワーク形式で、各メータから直接回収ポイントへ送られるか、或いはメータからメータへ送られて最終的に回収ポイントへ到達する。
【００１６】
ＷＰＡＮにおけるビット誤り率及びフレーム誤り率を改善するため、時間ダイバーシティ又は周波数ダイバーシティが実現され得る。例えば、ＢＰＳＫ又はＱＰＳＫなど同じデータシンボル、又はそのデータシンボルの関数が種々の回数又は種々の周波数にわたって反復され得る。固定メータで動作するＳＵＮシステムでは、ドップラーレートは通常低く、周波数ダイバーシティの利点が一般に時間ダイバーシティより著しくなる。ＯＦＤＭシンボルという用語は、通常はＩＦＦＴで時間ドメインに変換される直交サブキャリアのセットを指し、データシンボルという用語は、一般にＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６−ＱＡＭ、又はｍ−ＱＡＭなど各サブキャリアに対する変調を指す。
【００１７】
図１Ａは、周波数ドメイン拡散及び共役対称性を図示する。具体的には、２の周波数ダイバーシティがどのようにＳＵＮシステムに適用され得るかである。図１ＡのＸ軸は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）データシンボルが符号化されるサブキャリアを表す。中央の長い縦線はＤＣサブキャリアを示し、これは、少なくとも一実施例では用いられない。縦の実線は各々、この例の１つのデータサブキャリアを表す。２本の縦の破線はパイロットサブキャリアを表す。ＤＣサブキャリアの左に、データサブキャリアが左から右に−７、−６、−５及び−３、−２、−１としてインデックスされる。パイロットサブキャリアは−４としてインデックスされる。ＤＣサブキャリアの右に、データサブキャリアが左から右に１、２、３及び５、６、７としてインデックスされる。パイロットサブキャリアは４としてインデックスされる。２の周波数ダイバーシティを提供するため、サブキャリア−７でのデータシンボルの複素共役は、サブキャリア７に符号化される。同様に、サブキャリア−６、−５、−３、−２、及び−１でのデータシンボルの複素共役は、それぞれサブキャリア６、５、３、２、及び１に符号化される。少なくとも一実施例において、パイロットサブキャリアはデータサブキャリアのように用いられ且つ機能する。このように、単一のデジタル・アナログ・コンバータ（ＤＡＣ）を用いることにより、トランスミッタで実信号を生成することができる。少なくとも一実施例において、符号化は、正にインデックスされたサブキャリアから負にインデックスされたサブキャリアに向かって生じる。
【００１８】
図１Ｂにおいて、周波数ドメイン拡散及び位相回転が実現される。この例のサブキャリア４は、レシーバで既知であるパイロットデータを搬送するパイロットサブキャリアを示すため破線で表している。ここで、サブキャリア１内のデータシンボルは、サブキャリア−７にコピーされる。ＩＦＦＴの出力でのピーク対平均電力比（ＰＡＲ）を低減するために、位相回転がサブキャリア−７に適用される。同様に、サブキャリア２、３、５、６、及び７は、それぞれサブキャリア−６、−５、−３、−２、及び−１に符号化又はマッピングされる。このように全てのサブキャリアが周波数ダイバーシティによる利点を得る。種々の実施例において、任意の数のサブキャリアが、ＤＣサブキャリアの両側で任意の他の数のサブキャリアにマッピングされる。このように、少なくとも一実施例において、周波数ドメイン拡散及び位相回転のためのパイロットサブキャリアに対する要件はなく、複素（complex）出力が生じる。しかし、周波数ドメイン拡散及び共役対称性の場合、パイロットサブキャリアは、少なくとも一実施例において、ＯＦＤＭデータシンボル全体に共役対称性があり、リアル出力を生成するようにすべきである。
【００１９】
図２Ａ及びＢは、４の周波数ダイバーシティを実現する方法を図示する。まず、サブキャリア−７、−６、及び−５でのデータシンボルが、それぞれ−３、−２、及び−１に符号化される。このように、用いられるサブキャリアの数の１／４の周波数ダイバーシティが確保される。次に、図１に類似して、負のサブキャリアのデータシンボルの複素共役が、正のサブキャリアに符号化される。
【００２０】
図２Ｂにおいて位相回転が実現される。サブキャリア１内のデータシンボルは、周波数ダイバーシティのため、サブキャリア−７、−３、及び５に符号化される。ＩＦＦＴの出力での低ＰＡＲのため、サブキャリア−７、−３、及び５に位相回転が適用される。同様に、サブキャリア２がサブキャリア−６、−２、及び６にマッピングされ、サブキャリア３がサブキャリア−５、−１、及び７にマッピングされる。このように、各サブキャリアは４の周波数ダイバーシティを有する。少なくとも一実施例において、位相回転は、低ＰＡＲを生成するためサブキャリアからサブキャリアで変化し、各位相回転は対応するサブキャリアのインデックスに基づく。
【００２１】
表１は、ＳＵＮシステムに用いることができる変調及び符号化方式（ＭＣＳ）のセットを示す。ＯＦＤＭシンボル毎のデータサブキャリアの数は、少なくとも一実施例において４で割ることができる。このように、４という因数で周波数ダイバーシティを提供することは簡単明瞭である。種々の実施例において、４以外の因数の周波数ダイバーシティが実現される。
【表１】
【００２２】
時間ダイバーシティの効果は、高ドップラーレートに対して非常に役立ち得る。時間ダイバーシティを実現する１つの手法は反復であり、例えば、２つの異なる時間に同じＯＦＤＭシンボルを送信することである。時間ダイバーシティを実現する他の手法は、サブキャリアの周期的シフトを介する、又は反復されたＯＦＤＭシンボルに異なるインターリーブを適用することを介するものである。少なくとも一実施例において、表１のＭＣＳレベルは、下記の特性を有する。
【表２】
【００２３】
図３は、デュアルキャリア変調トランスミッタ（ＤＣＭ）３００を図示し、ＤＣＭ３００は、データレートを犠牲にすることなく周波数ダイバーシティを提供する。インターリーバモジュール３０２は、種々の実施例において種々のアルゴリズムに従って、２つのデータシンボルのビットを共に配列する。ビットは、セパレータモジュール３０４及び３０６を介して半分に分離され、各半分がシリアル・パラレル・コンバータ３０８、３１０に入る。次に、これら２つの半分がユニタリー変換モジュール３１２により共に符号化され、その出力が逆高速フーリエ変換モジュール３１４を介して２つのサブキャリア上に分離される。これらの２つのサブキャリアの一方がノイズ、干渉、又は周波数選択性フェージングを受ける場合、両方のデータシンボルは、他方のサブキャリアを用いて回復され得る。接合最大事後確率（ＭＡＰ）復号化器（又は、ｍａｘ−ｓｔａｒ又はｍａｘ−ｌｏｇ近似を用いる一層複雑でないＭＡＰ復号化器）をレシーバ（図示せず）で用いることができる。
【００２４】
少なくとも一実施例において、周波数又は時間ダイバーシティは、低いデータレートに用いられ、ＤＣＭは、ＱＰＳＫを用いる中間（intermediate）データレートに用いられる。この場合のユニタリー行列は下記式により得られる。
【数１】
ここで＋及び−は、Ｔがユニタリー行列であり、即ち、ＴＴ＊＝Ｉであることを確実にするように選択され、ここで（）＊は行列転置を表し、Ｉは単位行列である。
【００２５】
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）は、ＳＵＮの物理層に対して用いることができる変調手法である。表２は、幾つかのＯＦＤＭオプションを示す。オプション１は、１２８ポイント逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を用いて生成され得、オプション２は、６４ポイントＩＦＦＴを用いて生成され得、オプション３、４、及び５は、それぞれ、３２、１６、及び８ポイントＩＦＦＴを用いて生成され得る。オーバーサンプリングでは、種々の実施例において、２５６ポイントなどＩＦＦＴの種々のサイズに用いることができる。
【表３】
【００２６】
複素信号を用いることへの２つの利点は、周波数拡散が用いられるとき周波数ダイバーシティが良好であること（重複トーンは大きな周波数分離を有する）及びＩＦＦＴの出力での低いピーク対平均電力比（ＰＡＲ）である。少なくとも一実施例において、複素信号は、全てのＭＣＳレベルに用いられる。例えば、実信号に対しオプション１を用いる（拡散係数２で２相位相偏移変調（ＢＰＳＫ）を用いる）と、一般的（generic）データに対して９.１ｄＢのＰＡＲ及び実信号の生成となるのに対し、複素信号に対しオプション１を用いると、一般的データに対して７.２ｄＢのＰＡＲ及び複素信号の生成となる。
【００２７】
少なくとも一実施例において、データシンボルは、２４個のデータサブキャリアで符号化され、各データサブキャリアは、３つの他のサブキャリアにコピーされる。しかし、位相回転なしにデータをサブキャリアに単に符号化すると、全ての９６個のトーンに独立したデータを有するものに比しピーク対平均比が増加する。そのため、３つのコピーは位相回転され、ＰＡＲがＩＦＦＴの出力で増加しないようにする。例えば、コピーされたデータサブキャリアの最初のセットでは、サブキャリアからサブキャリアの追加位相は９０度である。第２のセットでは、追加位相は１８０度である。第３のセットでは、追加位相は２７０度である。
【００２８】
少なくとも一実施例において、サブキャリアは、データサブキャリア及びパイロットサブキャリアの両方を含み−５２から５２までにインデックスされる。例えば、これらはｄ−５２〜ｄ５２と示すことができる。サブキャリア１は、（それぞれ９０、１８０、及び２７０度の位相回転で）サブキャリア２７、−５２、及び−２６に符号化されて、コピー間で最大周波数間隔が維持されるようにする。ｄ２７〜ｄ５２のデータは、［１、ｊ、−１、−ｊ、１、ｊ、−１、−ｊ、…］だけ回転され、ｄ−５２〜ｄ−２７のデータは［ｊ、−ｊ、ｊ、−ｊ、ｊ、−ｊ、ｊ、−ｊ、…］だけ回転され、ｄ−２６〜ｄ−１のデータは［−１、ｊ、１、−ｊ、−１、ｊ、１、−ｊ、…］だけ回転される。例えば、ｄ１は１でスケーリングされた後ｄ２７に符号化され、ｄ２はｊでスケーリングされた後ｄ２８に符号化され、ｄ３は−１でスケーリングされた後ｄ２９に符号化され、ｄ４は−ｊでスケーリングされた後ｄ３０に符号化され、ｄ５は１でスケーリングされた後ｄ３１に符号化される等である。言い換えると、ベクトル（ｄ１、ｄ２、ｄ３、…、ｄ２６）は、（ｄ２７、ｄ２８、ｄ２９、…、ｄ５２）に符号化され、その後、線形位相が適用されて（１×ｄ２７、ｊ×ｄ２８、−１×ｄ２９、…、ｊ×ｄ５２）を得る。
【００２９】
数式の形式において、ｋ＝−５２〜−１の場合、ｄｋはｅｘｐ（ｊ×［π×ｍ（ｋ）＋π／２］）で乗算され、ここでｍ（ｋ）は、絶対インデックスとしてのサブキャリア番号であり、即ち、ｋ＝−５２〜−１の場合、ｍ（ｋ）＝０〜５１である。同じ位相回転を、全ての５つのオプションに対して用いることができる。
【００３０】
表３は、一般的データを用いた種々のオプションに対する種々のＰＡＲを示す。
【表４】
Ｍａｔｌａｂフォーマットでの位相回転を以下に示す。一般に、Ｎ個のサブキャリアがある場合、Ｍａｔｌａｂサブキャリアナンバリングは、０、１、２、３、…、（Ｎ／２）−１であり、その後−（Ｎ／２）、…、−３、−２、−１が続く。％記号は説明的なコメントを示す。
％オプション１の２の周波数拡散
ltfr1=zeros(1,128);
ltfr1(2:53)=2×(rand(1、52)>0.5)-1; ％元のデータサブキャリア
ltfr1(77:128)=exp(j×2×π×(1:2:103)/4).×(ltfr1(2:53))； ％位相回転のあるコピーされたデータサブキャリア
％オプション１の４の周波数拡散
ltfr1=zeros(1,128);
ltfr1(2:27)=2×(rand(1、26)>0.5)-1; ％元のデータサブキャリア
ltfr1(28:53)=exp(j×2×π×(0:25)/4).×(ltfr1(2:27)); ％位相回転のあるコピーされたデータサブキャリア
ltfr1(77:102)=exp(j×2×π×(1:2:51)/4).×(ltfr1(2:27)); ％位相回転のあるコピーされたデータサブキャリア
ltfr1(103:128)=exp(j×2×π×(2:3:77)/4).×(ltfr1(2:27)); ％位相回転のあるコピーされたデータサブキャリア
【００３１】
代替の実施例において、位相回転は、異なるアルゴリズムにより生成することができる。例えば、位相回転は、サブキャリアの第１の群のインデックス、前記サブキャリアの第２の群のインデックス、又はその両方から得ることができる。例えば、マッピングが各サブキャリアのインデックス番号により変化する、位相回転マッピングｆ１、ｆ２、及びｆ３のセットを考える。
【数２】
また、ｆ１、ｆ２、及びｆ３は、少なくとも一実施例において位相回転及び振幅シフトの両方である。
【００３２】
図４は、４０２で開始し４０８で終了する周波数ダイバーシティを図示する。少なくとも一実施例を例示するが、方法４００は種々の実施例において上述の任意のステップを含み得る。４０４で、スマートユーティリティネットワーク通信において、一つ又は複数の第１のサブキャリア内の一つ又は複数の第１のデータシンボルが、一つ又は複数の第２のサブキャリア内の一つ又は複数の第２のデータシンボルとして符号化される。４０６で、前記一つ又は複数の第２のデータシンボルが位相回転される。少なくとも一実施例において、位相回転は、前記一つ又は複数の第１のデータシンボルに比べ［１、ｊ、−１、−ｊ、１、ｊ、−１、−ｊ．．．］、［ｊ、−ｊ、ｊ、−ｊ、ｊ、−ｊ、ｊ、−ｊ．．．］、又は［−１、ｊ、１、−ｊ、−１、ｊ、１、−ｊ．．．］である。別の実施例において、前記一つ又は複数の第２のデータシンボルは、前記一つ又は複数の第１のデータシンボルの複素共役である。位相回転は、少なくとも一実施例において、前記一つ又は複数の第１のサブキャリアのインデックスに基づく。例えば、位相回転は、第１のサブキャリアのインデックス及びそのデータが符号化されているサブキャリアのインデックスの関数である。このように、周波数拡散データはランダムに表れ、ＩＦＦＴの出力で低ＰＡＲを有する。
【００３３】
上述のシステムは、そこに課せられた必要なワークロードの処理に充分な、処理能力、メモリリソース、及びネットワーク処理能力を有する特定の装置で実現し得る。図５は、本明細書に開示される１つ又はそれ以上の実施例の実現に適した特定の装置５８０を示す。コンピュータシステム５８０は機械可読媒体５８７と通信する１つ又はそれ以上のプロセッサ５８２（中央処理装置又はＣＰＵと称され得る）を含む。機械可読媒体５８７は、二次記憶装置５８４、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）５８６、及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）５８８を含むメモリデバイスを含んでもよい。プロセッサは更に、入力／出力（Ｉ／Ｏ）５９０デバイス及びネットワーク接続性デバイス（network connectivity device）５９２と通信する。プロセッサは１つ又はそれ以上のＣＰＵチップとして実現されてもよい。
【００３４】
二次記憶装置５８４は典型的には、１つ又はそれ以上のディスクドライブ、テープドライブ、又は光学ディスクから成り、データの不揮発性記憶に用いられる。またＲＡＭ５８８が全作業データを保持するのに充分に大きくない場合に、オーバーフローデータの記憶装置デバイスとして二次記憶装置５８４が使用される。二次記憶装置５８４は、プログラム及び命令５８９を格納するために使用されてもよい。プログラム及び命令５８９は、実行のためこれらのプログラムが選択されるとＲＡＭ５８８にロードされる。ＲＯＭ５８６はプログラム実行中に読み出される、命令５８９及び恐らくはデータを格納するために用いられる。ＲＯＭ５８６は不揮発性メモリデバイスであり、そのメモリ容量は、二次記憶装置のメモリが大容量であるのに比べて、典型的には小容量である。ＲＡＭ５８８は揮発性データの記憶、及び恐らくは命令５８９の格納に使用される。ＲＯＭ５８６及びＲＡＭ５８８双方へのアクセスは、二次記憶装置５８４へのアクセスより高速であるのが典型的である。
【００３５】
Ｉ／Ｏデバイス５９０は、プリンタ、ビデオモニタ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、タッチスクリーンディスプレイ、キーボード、キーパッド、スイッチ、ダイヤル、マウス、トラックボール、音声認識器、カードリーダ、紙テープリーダ、又は他の周知の入力デバイスを含み得る。ネットワーク接続性デバイス５９２は、モデム、モデムバンク、イーサネットカード、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インタフェースカード、シリアルインタフェース、トークンリングカード、ファイバー分散データインタフェース（ＦＤＤＩ）カード、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）カード、例えば符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）及び／又はグローバルシステムフォーモバイルコミュニケーション（ＧＳＭ）等の無線トランシーバカード、及び他の周知のネットワークデバイスの形式を取り得る。これらのネットワーク接続性デバイス５９２によって、プロセッサ５８２がインターネット又は１つ又はそれ以上のイントラネットと通信することが可能になり得る。このようなネットワーク接続を用いて、プロセッサ５８２は、上述の方法ステップを実行中に、ネットワークから情報を受け取り、或いはネットワークへ情報を出力し得る。プロセッサ５８２を用いて実行されるべき命令のシーケンス５８９としてしばしば表されるこのような情報は、例えば、キャリアに組み込まれたコンピュータデータ信号の形式で、ネットワークから受け取られ、ネットワークへ出力され得る。
【００３６】
例えばプロセッサ５８２を用いて実行されるべきデータ又は命令５８９を含み得るこのような情報は、例えば、コンピュータデータベースバンド信号又はキャリアに組み込まれた信号の形式で、ネットワークから受け取られ、ネットワークへ出力され得る。ネットワーク接続性デバイス５９２によって生成されたベースバンド信号、又はキャリアに組み込まれた信号は、導電体内又はその表面上、同軸ケーブル内、導波管内、例えば光ファイバ等の光学媒体内、或いは空気中又は自由空間内、を伝播する。ベースバンド信号又はキャリアに組み込まれた信号に含まれる情報は、情報の処理又は生成、或いは情報の送信又は受信、のいずれかに望ましくなり得るように、異なるシーケンスに従って順序付けられ得る。ベースバンド信号又はキャリアに組み込まれた信号、或いはその他の形式の現在使用されている又は今後開発される信号は、本明細書中では伝送媒体と称されるが、当業者に周知の幾つかの方法に従って生成され得る。
【００３７】
プロセッサ５８２は、ハードディスク、フロッピーディスク、光学ディスク（これらの種々のディスクベースのシステムは全て二次記憶装置５８４とみなされ得る）、ＲＯＭ５８６、ＲＡＭ５８８、又はネットワーク接続性デバイス５９２からアクセスする、命令５８９、コード、コンピュータプログラム、スクリプトを実行する。
【００３８】
代替一実施例において、このシステムは、対応する適切な入力及び出力を用いて、本開示に記載される任意の動作を実行するように構成されたロジックを含む特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、又は同様に構成されたデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）において実現してもよい。このようなロジックは、様々な実施例において、トランスミッタ、レシーバ、又はトランシーバにおいて実現される。
【００３９】
上述の開示は、本発明の原理および種々の実施例を説明するためのものである。当業者にとっては、上述の開示を完全に理解すれば多くの変更や修正が明らかになろう。更に、本明細書中に記載された任意の動作が成功して完了したとき、本明細書中に記載される動作が失敗したとき、或いはエラー時に、音響又は映像アラートが始動され得るようにしてもよい。また動作の順番は、記載された順番と異なるものとすることができ、２つ又はそれ以上の動作が同時に実行されてもよい。特許請求された発明の範囲内でこの他にも多くの実施例が可能である。例示の実施例の文脈で説明したような特徴又はステップの全て又はその幾つかを有する例示の実施例の文脈で説明した一つ又はそれ以上の特徴又はステップの異なる組み合わせを有する実施例も、本明細書に包含されることを意図している。
【技術分野】
【０００１】
本願は無線通信ネットワーク等に関し、特に、そのようなネットワークにおける通信に周波数ダイバーシティ及び位相回転を適用するためのシステム、方法、及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）は比較的短距離での情報伝達に用いられる。無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）とは異なり、ＷＰＡＮを介して達成される接続はインフラをほとんど或いはまったく必要とせず、ＷＰＡＮにより、広範なデバイスに対して、小型で、電力効率がよく、且つ安価な解決策を実現することが可能となる。スマートユーティリティネットワーク（ＳＵＮ）は、メータ情報が１つのメータから他のメータに送られるメッシュネットワーク内のような短い距離で、或いはメータ情報がポールトップ回収ポイントに送られるスタートポロジ内のような一層長い距離で動作し得る。用語ＷＰＡＮ及びＳＵＮは本明細書中では交換可能に用いられる。
【発明の概要】
【０００３】
ＳＵＮ通信などの通信に周波数ダイバーシティ及び位相回転を適用するためのシステム及び方法を本明細書で説明する。少なくとも幾つかの開示される実施例において、デバイスが、プロセッサとプロセッサに結合されるメモリを含む。このプロセッサは、一つ又は複数の第１のサブキャリア内の一つ又は複数の第１のデータシンボルを、一つ又は複数の第２のサブキャリア内の一つ又は複数の第２のデータシンボルとして符号化することにより、スマートユーティリティネットワーク通信に周波数ダイバーシティを適用する。
【０００４】
他の開示される実施例において、機械可読記憶媒体が、実行可能な命令を含み、命令は、実行されると１つ又はそれ以上のプロセッサに、一つ又は複数の第１のサブキャリア内の一つ又は複数の第１のデータシンボルを一つ又は複数の第２のサブキャリア内の一つ又は複数の第２のデータシンボルとして符号化することにより、スマートユーティリティネットワーク通信に周波数ダイバーシティを適用させる。
【０００５】
他の開示される実施例において、方法が、一つ又は複数の第１のサブキャリア内の一つ又は複数の第１のデータシンボルを一つ又は複数の第２のサブキャリア内の一つ又は複数の第２のデータシンボルとして符号化することにより、スマートユーティリティネットワーク通信に周波数ダイバーシティを適用することを含む。
【０００６】
これら及びその他の特徴及び利点は、添付の図面及び特許請求の範囲に関連して以下の詳細な説明から一層よく理解できるであろう。
【０００７】
本開示を更によく理解するため、添付の図面及び下記の詳細な説明を参照する。これらにおいて同様の参照符号は同様の要素を表す。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】図１Ａは、少なくとも幾つかの例示の実施例に従った２の周波数ダイバーシティを図示する。
【図１Ｂ】図１Ｂは、少なくとも幾つかの例示の実施例に従った２の周波数ダイバーシティを図示する。
【０００９】
【図２Ａ】図２Ａは、少なくとも幾つかの例示の実施例に従った４の周波数ダイバーシティを図示する。
【図２Ｂ】図２Ｂは、少なくとも幾つかの例示の実施例に従った４の周波数ダイバーシティを図示する。
【００１０】
【図３】図３は、少なくとも幾つかの例示の実施例に従ったデュアルキャリア変調トランスミッタを図示する。
【００１１】
【図４】図４は、少なくとも幾つかの例示の実施例に従った周波数ダイバーシティの方法を図示する。
【図５】図５は、少なくとも幾つかの例示の実施例を実現するのに適した装置を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下の説明は、本発明の種々の実施例に向けたものである。これらの実施例の１つまたはそれ以上は好ましいものであり得るが、別途明記しない限り、開示される実施例は、請求項を含む本開示の範囲を限定するものとして解釈或いは使用されるべきではない。更に、当業者は理解するであろうが、以下の説明は広い適用範囲を有し、またいかなる実施例の説明もその実施例の例示を意図するに過ぎず、請求項を含む本開示の範囲を限定することは意図していない。
【００１３】
本開示は、ＳＵＮ又はＷＰＡＮシステムにおいて周波数及び時間ダイバーシティがどのように実現され得るかを記載する。しかし、本開示は、ＳＵＮシステムに限定されず、任意の無線通信システムに適用することができる。ＷＰＡＮ又は低速ＷＰＡＮは、電力が限られ処理能力条件の緩い用途における無線接続を可能にする、シンプルな低コスト通信ネットワークである。ＷＰＡＮの主要な目的は、設置の容易さ、信頼性の高いデータ転送、短距離運用、非常に低いコスト、合理的な電池寿命、そしてシンプルであるがフレキシブルなプロトコルにある。
【００１４】
ＷＰＡＮの幾つかの特性には：無線（over-the-air）データ速度が２５０ｋｂ／ｓ、１００ｋｂ／ｓ、４０ｋｂ／ｓ、及び２０ｋｂ／ｓ；スター、又はピア・ツー・ピア、又はメッシュ運用；１６ビットショートアドレス、又は６４ビット拡張アドレスの割り当て；保証された時間スロットの任意選択的割り当て；衝突回避チャネルアクセスを備えるキャリアセンス多重アクセス；転送信頼性のための完全承認プロトコル；低い電力消費；エネルギー検出；リンク品質表示；２４５０ＭＨｚ帯域に１６チャネル、９１５ＭＨｚ帯域に３０チャネル、及び８６８ＭＨｚ帯域に３チャネル、がある。これらの特性は必要条件ではなく、各々のＷＰＡＮは多くの様式でこれらの特性から逸脱し得る。フル機能デバイス（ＦＦＤ）及び限定機能デバイス（ＲＦＤ）の２つの異なるデバイスタイプがＷＰＡＮ内で使用され得る。ＦＦＤは、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）コーディネータ、コーディネータ、又はデバイスとして機能する３つのモードで動作し得る。ＦＦＤは、ＲＦＤや他のＦＦＤと通信可能であり、一方ＲＦＤはＦＦＤとのみ通信可能である。更なる情報は、http://www.ieee802.org/15/pub/TG4.htmlから入手でき、参照として本明細書に組み込まれるＩＥＥＥ Ｓｔｄ． ８０２．１５．４−２００６に見出すことができる。
【００１５】
ユーティリティネットワーク又はスマートユーティリティネットワーク（ＳＵＮ）は、電気、ガス、水道の使用量、及び他の同様のデータを顧客敷地からそのユーティリティ（公共事業）が運営するデータ回収ポイントへ送信するような公共料金メータ計測の用途に使用するために特に設計された、低速（例えば、４０ｋｂｐｓ〜１Ｍｂｐｓ）の低電力ＷＰＡＮである。例えば、メータは住宅地の各戸に設置され、使用量データは、１５分毎など定期的に各メータから、ＷＰＡＮの要素であるデータ回収ポイントに送信される。データ回収ポイントは、ファイバー、銅線、又は無線接続により中央オフィスに接続され、そこで地域の全ての使用量データを回収する。使用量データは、それぞれスター形式又はネットワーク形式で、各メータから直接回収ポイントへ送られるか、或いはメータからメータへ送られて最終的に回収ポイントへ到達する。
【００１６】
ＷＰＡＮにおけるビット誤り率及びフレーム誤り率を改善するため、時間ダイバーシティ又は周波数ダイバーシティが実現され得る。例えば、ＢＰＳＫ又はＱＰＳＫなど同じデータシンボル、又はそのデータシンボルの関数が種々の回数又は種々の周波数にわたって反復され得る。固定メータで動作するＳＵＮシステムでは、ドップラーレートは通常低く、周波数ダイバーシティの利点が一般に時間ダイバーシティより著しくなる。ＯＦＤＭシンボルという用語は、通常はＩＦＦＴで時間ドメインに変換される直交サブキャリアのセットを指し、データシンボルという用語は、一般にＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６−ＱＡＭ、又はｍ−ＱＡＭなど各サブキャリアに対する変調を指す。
【００１７】
図１Ａは、周波数ドメイン拡散及び共役対称性を図示する。具体的には、２の周波数ダイバーシティがどのようにＳＵＮシステムに適用され得るかである。図１ＡのＸ軸は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）データシンボルが符号化されるサブキャリアを表す。中央の長い縦線はＤＣサブキャリアを示し、これは、少なくとも一実施例では用いられない。縦の実線は各々、この例の１つのデータサブキャリアを表す。２本の縦の破線はパイロットサブキャリアを表す。ＤＣサブキャリアの左に、データサブキャリアが左から右に−７、−６、−５及び−３、−２、−１としてインデックスされる。パイロットサブキャリアは−４としてインデックスされる。ＤＣサブキャリアの右に、データサブキャリアが左から右に１、２、３及び５、６、７としてインデックスされる。パイロットサブキャリアは４としてインデックスされる。２の周波数ダイバーシティを提供するため、サブキャリア−７でのデータシンボルの複素共役は、サブキャリア７に符号化される。同様に、サブキャリア−６、−５、−３、−２、及び−１でのデータシンボルの複素共役は、それぞれサブキャリア６、５、３、２、及び１に符号化される。少なくとも一実施例において、パイロットサブキャリアはデータサブキャリアのように用いられ且つ機能する。このように、単一のデジタル・アナログ・コンバータ（ＤＡＣ）を用いることにより、トランスミッタで実信号を生成することができる。少なくとも一実施例において、符号化は、正にインデックスされたサブキャリアから負にインデックスされたサブキャリアに向かって生じる。
【００１８】
図１Ｂにおいて、周波数ドメイン拡散及び位相回転が実現される。この例のサブキャリア４は、レシーバで既知であるパイロットデータを搬送するパイロットサブキャリアを示すため破線で表している。ここで、サブキャリア１内のデータシンボルは、サブキャリア−７にコピーされる。ＩＦＦＴの出力でのピーク対平均電力比（ＰＡＲ）を低減するために、位相回転がサブキャリア−７に適用される。同様に、サブキャリア２、３、５、６、及び７は、それぞれサブキャリア−６、−５、−３、−２、及び−１に符号化又はマッピングされる。このように全てのサブキャリアが周波数ダイバーシティによる利点を得る。種々の実施例において、任意の数のサブキャリアが、ＤＣサブキャリアの両側で任意の他の数のサブキャリアにマッピングされる。このように、少なくとも一実施例において、周波数ドメイン拡散及び位相回転のためのパイロットサブキャリアに対する要件はなく、複素（complex）出力が生じる。しかし、周波数ドメイン拡散及び共役対称性の場合、パイロットサブキャリアは、少なくとも一実施例において、ＯＦＤＭデータシンボル全体に共役対称性があり、リアル出力を生成するようにすべきである。
【００１９】
図２Ａ及びＢは、４の周波数ダイバーシティを実現する方法を図示する。まず、サブキャリア−７、−６、及び−５でのデータシンボルが、それぞれ−３、−２、及び−１に符号化される。このように、用いられるサブキャリアの数の１／４の周波数ダイバーシティが確保される。次に、図１に類似して、負のサブキャリアのデータシンボルの複素共役が、正のサブキャリアに符号化される。
【００２０】
図２Ｂにおいて位相回転が実現される。サブキャリア１内のデータシンボルは、周波数ダイバーシティのため、サブキャリア−７、−３、及び５に符号化される。ＩＦＦＴの出力での低ＰＡＲのため、サブキャリア−７、−３、及び５に位相回転が適用される。同様に、サブキャリア２がサブキャリア−６、−２、及び６にマッピングされ、サブキャリア３がサブキャリア−５、−１、及び７にマッピングされる。このように、各サブキャリアは４の周波数ダイバーシティを有する。少なくとも一実施例において、位相回転は、低ＰＡＲを生成するためサブキャリアからサブキャリアで変化し、各位相回転は対応するサブキャリアのインデックスに基づく。
【００２１】
表１は、ＳＵＮシステムに用いることができる変調及び符号化方式（ＭＣＳ）のセットを示す。ＯＦＤＭシンボル毎のデータサブキャリアの数は、少なくとも一実施例において４で割ることができる。このように、４という因数で周波数ダイバーシティを提供することは簡単明瞭である。種々の実施例において、４以外の因数の周波数ダイバーシティが実現される。
【表１】
【００２２】
時間ダイバーシティの効果は、高ドップラーレートに対して非常に役立ち得る。時間ダイバーシティを実現する１つの手法は反復であり、例えば、２つの異なる時間に同じＯＦＤＭシンボルを送信することである。時間ダイバーシティを実現する他の手法は、サブキャリアの周期的シフトを介する、又は反復されたＯＦＤＭシンボルに異なるインターリーブを適用することを介するものである。少なくとも一実施例において、表１のＭＣＳレベルは、下記の特性を有する。
【表２】
【００２３】
図３は、デュアルキャリア変調トランスミッタ（ＤＣＭ）３００を図示し、ＤＣＭ３００は、データレートを犠牲にすることなく周波数ダイバーシティを提供する。インターリーバモジュール３０２は、種々の実施例において種々のアルゴリズムに従って、２つのデータシンボルのビットを共に配列する。ビットは、セパレータモジュール３０４及び３０６を介して半分に分離され、各半分がシリアル・パラレル・コンバータ３０８、３１０に入る。次に、これら２つの半分がユニタリー変換モジュール３１２により共に符号化され、その出力が逆高速フーリエ変換モジュール３１４を介して２つのサブキャリア上に分離される。これらの２つのサブキャリアの一方がノイズ、干渉、又は周波数選択性フェージングを受ける場合、両方のデータシンボルは、他方のサブキャリアを用いて回復され得る。接合最大事後確率（ＭＡＰ）復号化器（又は、ｍａｘ−ｓｔａｒ又はｍａｘ−ｌｏｇ近似を用いる一層複雑でないＭＡＰ復号化器）をレシーバ（図示せず）で用いることができる。
【００２４】
少なくとも一実施例において、周波数又は時間ダイバーシティは、低いデータレートに用いられ、ＤＣＭは、ＱＰＳＫを用いる中間（intermediate）データレートに用いられる。この場合のユニタリー行列は下記式により得られる。
【数１】
ここで＋及び−は、Ｔがユニタリー行列であり、即ち、ＴＴ＊＝Ｉであることを確実にするように選択され、ここで（）＊は行列転置を表し、Ｉは単位行列である。
【００２５】
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）は、ＳＵＮの物理層に対して用いることができる変調手法である。表２は、幾つかのＯＦＤＭオプションを示す。オプション１は、１２８ポイント逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を用いて生成され得、オプション２は、６４ポイントＩＦＦＴを用いて生成され得、オプション３、４、及び５は、それぞれ、３２、１６、及び８ポイントＩＦＦＴを用いて生成され得る。オーバーサンプリングでは、種々の実施例において、２５６ポイントなどＩＦＦＴの種々のサイズに用いることができる。
【表３】
【００２６】
複素信号を用いることへの２つの利点は、周波数拡散が用いられるとき周波数ダイバーシティが良好であること（重複トーンは大きな周波数分離を有する）及びＩＦＦＴの出力での低いピーク対平均電力比（ＰＡＲ）である。少なくとも一実施例において、複素信号は、全てのＭＣＳレベルに用いられる。例えば、実信号に対しオプション１を用いる（拡散係数２で２相位相偏移変調（ＢＰＳＫ）を用いる）と、一般的（generic）データに対して９.１ｄＢのＰＡＲ及び実信号の生成となるのに対し、複素信号に対しオプション１を用いると、一般的データに対して７.２ｄＢのＰＡＲ及び複素信号の生成となる。
【００２７】
少なくとも一実施例において、データシンボルは、２４個のデータサブキャリアで符号化され、各データサブキャリアは、３つの他のサブキャリアにコピーされる。しかし、位相回転なしにデータをサブキャリアに単に符号化すると、全ての９６個のトーンに独立したデータを有するものに比しピーク対平均比が増加する。そのため、３つのコピーは位相回転され、ＰＡＲがＩＦＦＴの出力で増加しないようにする。例えば、コピーされたデータサブキャリアの最初のセットでは、サブキャリアからサブキャリアの追加位相は９０度である。第２のセットでは、追加位相は１８０度である。第３のセットでは、追加位相は２７０度である。
【００２８】
少なくとも一実施例において、サブキャリアは、データサブキャリア及びパイロットサブキャリアの両方を含み−５２から５２までにインデックスされる。例えば、これらはｄ−５２〜ｄ５２と示すことができる。サブキャリア１は、（それぞれ９０、１８０、及び２７０度の位相回転で）サブキャリア２７、−５２、及び−２６に符号化されて、コピー間で最大周波数間隔が維持されるようにする。ｄ２７〜ｄ５２のデータは、［１、ｊ、−１、−ｊ、１、ｊ、−１、−ｊ、…］だけ回転され、ｄ−５２〜ｄ−２７のデータは［ｊ、−ｊ、ｊ、−ｊ、ｊ、−ｊ、ｊ、−ｊ、…］だけ回転され、ｄ−２６〜ｄ−１のデータは［−１、ｊ、１、−ｊ、−１、ｊ、１、−ｊ、…］だけ回転される。例えば、ｄ１は１でスケーリングされた後ｄ２７に符号化され、ｄ２はｊでスケーリングされた後ｄ２８に符号化され、ｄ３は−１でスケーリングされた後ｄ２９に符号化され、ｄ４は−ｊでスケーリングされた後ｄ３０に符号化され、ｄ５は１でスケーリングされた後ｄ３１に符号化される等である。言い換えると、ベクトル（ｄ１、ｄ２、ｄ３、…、ｄ２６）は、（ｄ２７、ｄ２８、ｄ２９、…、ｄ５２）に符号化され、その後、線形位相が適用されて（１×ｄ２７、ｊ×ｄ２８、−１×ｄ２９、…、ｊ×ｄ５２）を得る。
【００２９】
数式の形式において、ｋ＝−５２〜−１の場合、ｄｋはｅｘｐ（ｊ×［π×ｍ（ｋ）＋π／２］）で乗算され、ここでｍ（ｋ）は、絶対インデックスとしてのサブキャリア番号であり、即ち、ｋ＝−５２〜−１の場合、ｍ（ｋ）＝０〜５１である。同じ位相回転を、全ての５つのオプションに対して用いることができる。
【００３０】
表３は、一般的データを用いた種々のオプションに対する種々のＰＡＲを示す。
【表４】
Ｍａｔｌａｂフォーマットでの位相回転を以下に示す。一般に、Ｎ個のサブキャリアがある場合、Ｍａｔｌａｂサブキャリアナンバリングは、０、１、２、３、…、（Ｎ／２）−１であり、その後−（Ｎ／２）、…、−３、−２、−１が続く。％記号は説明的なコメントを示す。
％オプション１の２の周波数拡散
ltfr1=zeros(1,128);
ltfr1(2:53)=2×(rand(1、52)>0.5)-1; ％元のデータサブキャリア
ltfr1(77:128)=exp(j×2×π×(1:2:103)/4).×(ltfr1(2:53))； ％位相回転のあるコピーされたデータサブキャリア
％オプション１の４の周波数拡散
ltfr1=zeros(1,128);
ltfr1(2:27)=2×(rand(1、26)>0.5)-1; ％元のデータサブキャリア
ltfr1(28:53)=exp(j×2×π×(0:25)/4).×(ltfr1(2:27)); ％位相回転のあるコピーされたデータサブキャリア
ltfr1(77:102)=exp(j×2×π×(1:2:51)/4).×(ltfr1(2:27)); ％位相回転のあるコピーされたデータサブキャリア
ltfr1(103:128)=exp(j×2×π×(2:3:77)/4).×(ltfr1(2:27)); ％位相回転のあるコピーされたデータサブキャリア
【００３１】
代替の実施例において、位相回転は、異なるアルゴリズムにより生成することができる。例えば、位相回転は、サブキャリアの第１の群のインデックス、前記サブキャリアの第２の群のインデックス、又はその両方から得ることができる。例えば、マッピングが各サブキャリアのインデックス番号により変化する、位相回転マッピングｆ１、ｆ２、及びｆ３のセットを考える。
【数２】
また、ｆ１、ｆ２、及びｆ３は、少なくとも一実施例において位相回転及び振幅シフトの両方である。
【００３２】
図４は、４０２で開始し４０８で終了する周波数ダイバーシティを図示する。少なくとも一実施例を例示するが、方法４００は種々の実施例において上述の任意のステップを含み得る。４０４で、スマートユーティリティネットワーク通信において、一つ又は複数の第１のサブキャリア内の一つ又は複数の第１のデータシンボルが、一つ又は複数の第２のサブキャリア内の一つ又は複数の第２のデータシンボルとして符号化される。４０６で、前記一つ又は複数の第２のデータシンボルが位相回転される。少なくとも一実施例において、位相回転は、前記一つ又は複数の第１のデータシンボルに比べ［１、ｊ、−１、−ｊ、１、ｊ、−１、−ｊ．．．］、［ｊ、−ｊ、ｊ、−ｊ、ｊ、−ｊ、ｊ、−ｊ．．．］、又は［−１、ｊ、１、−ｊ、−１、ｊ、１、−ｊ．．．］である。別の実施例において、前記一つ又は複数の第２のデータシンボルは、前記一つ又は複数の第１のデータシンボルの複素共役である。位相回転は、少なくとも一実施例において、前記一つ又は複数の第１のサブキャリアのインデックスに基づく。例えば、位相回転は、第１のサブキャリアのインデックス及びそのデータが符号化されているサブキャリアのインデックスの関数である。このように、周波数拡散データはランダムに表れ、ＩＦＦＴの出力で低ＰＡＲを有する。
【００３３】
上述のシステムは、そこに課せられた必要なワークロードの処理に充分な、処理能力、メモリリソース、及びネットワーク処理能力を有する特定の装置で実現し得る。図５は、本明細書に開示される１つ又はそれ以上の実施例の実現に適した特定の装置５８０を示す。コンピュータシステム５８０は機械可読媒体５８７と通信する１つ又はそれ以上のプロセッサ５８２（中央処理装置又はＣＰＵと称され得る）を含む。機械可読媒体５８７は、二次記憶装置５８４、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）５８６、及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）５８８を含むメモリデバイスを含んでもよい。プロセッサは更に、入力／出力（Ｉ／Ｏ）５９０デバイス及びネットワーク接続性デバイス（network connectivity device）５９２と通信する。プロセッサは１つ又はそれ以上のＣＰＵチップとして実現されてもよい。
【００３４】
二次記憶装置５８４は典型的には、１つ又はそれ以上のディスクドライブ、テープドライブ、又は光学ディスクから成り、データの不揮発性記憶に用いられる。またＲＡＭ５８８が全作業データを保持するのに充分に大きくない場合に、オーバーフローデータの記憶装置デバイスとして二次記憶装置５８４が使用される。二次記憶装置５８４は、プログラム及び命令５８９を格納するために使用されてもよい。プログラム及び命令５８９は、実行のためこれらのプログラムが選択されるとＲＡＭ５８８にロードされる。ＲＯＭ５８６はプログラム実行中に読み出される、命令５８９及び恐らくはデータを格納するために用いられる。ＲＯＭ５８６は不揮発性メモリデバイスであり、そのメモリ容量は、二次記憶装置のメモリが大容量であるのに比べて、典型的には小容量である。ＲＡＭ５８８は揮発性データの記憶、及び恐らくは命令５８９の格納に使用される。ＲＯＭ５８６及びＲＡＭ５８８双方へのアクセスは、二次記憶装置５８４へのアクセスより高速であるのが典型的である。
【００３５】
Ｉ／Ｏデバイス５９０は、プリンタ、ビデオモニタ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、タッチスクリーンディスプレイ、キーボード、キーパッド、スイッチ、ダイヤル、マウス、トラックボール、音声認識器、カードリーダ、紙テープリーダ、又は他の周知の入力デバイスを含み得る。ネットワーク接続性デバイス５９２は、モデム、モデムバンク、イーサネットカード、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インタフェースカード、シリアルインタフェース、トークンリングカード、ファイバー分散データインタフェース（ＦＤＤＩ）カード、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）カード、例えば符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）及び／又はグローバルシステムフォーモバイルコミュニケーション（ＧＳＭ）等の無線トランシーバカード、及び他の周知のネットワークデバイスの形式を取り得る。これらのネットワーク接続性デバイス５９２によって、プロセッサ５８２がインターネット又は１つ又はそれ以上のイントラネットと通信することが可能になり得る。このようなネットワーク接続を用いて、プロセッサ５８２は、上述の方法ステップを実行中に、ネットワークから情報を受け取り、或いはネットワークへ情報を出力し得る。プロセッサ５８２を用いて実行されるべき命令のシーケンス５８９としてしばしば表されるこのような情報は、例えば、キャリアに組み込まれたコンピュータデータ信号の形式で、ネットワークから受け取られ、ネットワークへ出力され得る。
【００３６】
例えばプロセッサ５８２を用いて実行されるべきデータ又は命令５８９を含み得るこのような情報は、例えば、コンピュータデータベースバンド信号又はキャリアに組み込まれた信号の形式で、ネットワークから受け取られ、ネットワークへ出力され得る。ネットワーク接続性デバイス５９２によって生成されたベースバンド信号、又はキャリアに組み込まれた信号は、導電体内又はその表面上、同軸ケーブル内、導波管内、例えば光ファイバ等の光学媒体内、或いは空気中又は自由空間内、を伝播する。ベースバンド信号又はキャリアに組み込まれた信号に含まれる情報は、情報の処理又は生成、或いは情報の送信又は受信、のいずれかに望ましくなり得るように、異なるシーケンスに従って順序付けられ得る。ベースバンド信号又はキャリアに組み込まれた信号、或いはその他の形式の現在使用されている又は今後開発される信号は、本明細書中では伝送媒体と称されるが、当業者に周知の幾つかの方法に従って生成され得る。
【００３７】
プロセッサ５８２は、ハードディスク、フロッピーディスク、光学ディスク（これらの種々のディスクベースのシステムは全て二次記憶装置５８４とみなされ得る）、ＲＯＭ５８６、ＲＡＭ５８８、又はネットワーク接続性デバイス５９２からアクセスする、命令５８９、コード、コンピュータプログラム、スクリプトを実行する。
【００３８】
代替一実施例において、このシステムは、対応する適切な入力及び出力を用いて、本開示に記載される任意の動作を実行するように構成されたロジックを含む特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、又は同様に構成されたデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）において実現してもよい。このようなロジックは、様々な実施例において、トランスミッタ、レシーバ、又はトランシーバにおいて実現される。
【００３９】
上述の開示は、本発明の原理および種々の実施例を説明するためのものである。当業者にとっては、上述の開示を完全に理解すれば多くの変更や修正が明らかになろう。更に、本明細書中に記載された任意の動作が成功して完了したとき、本明細書中に記載される動作が失敗したとき、或いはエラー時に、音響又は映像アラートが始動され得るようにしてもよい。また動作の順番は、記載された順番と異なるものとすることができ、２つ又はそれ以上の動作が同時に実行されてもよい。特許請求された発明の範囲内でこの他にも多くの実施例が可能である。例示の実施例の文脈で説明したような特徴又はステップの全て又はその幾つかを有する例示の実施例の文脈で説明した一つ又はそれ以上の特徴又はステップの異なる組み合わせを有する実施例も、本明細書に包含されることを意図している。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路であって、
スマートユーティリティネットワーク通信の一つ又は複数の第１のサブキャリア内の一つ又は複数の第１のデータシンボルを一つ又は複数の第２のサブキャリア内の一つ又は複数の第２のデータシンボルとして符号化し（４０４）、
ＯＦＤＭシンボル内で前記一つ又は複数の第１のデータシンボルに対して第１の角度の位相回転を適用する（４０６）ことにより前記一つ又は複数の第２のデータシンボルを生成する、
ように構成されるロジックを含む、集積回路。
【請求項２】
請求項１に記載の集積回路であって、
前記一つ又は複数の第１のサブキャリア内の前記一つ又は複数の第１のデータシンボルを一つ又は複数の第３のサブキャリア内の一つ又は複数の第３のデータシンボルとして符号化する（４０４）ように構成されるロジックと、
ＯＦＤＭシンボル内で前記一つ又は複数の第１のデータシンボルに対して第２の角度の位相回転を適用する（４０６）ことにより前記一つ又は複数の第３のデータシンボルを生成するように構成されるロジックと、
を含む、集積回路。
【請求項３】
請求項２に記載の集積回路であって、
前記一つ又は複数の第１のサブキャリア内の前記一つ又は複数の第１のデータシンボルを一つ又は複数の第４のサブキャリア内の一つ又は複数の第４のデータシンボルとして符号化する（４０４）ように構成されるロジックと、
ＯＦＤＭシンボル内で前記一つ又は複数の第１のデータシンボルに対して第３の角度の位相回転を適用する（４０６）ことにより前記一つ又は複数の第４のデータシンボルを生成するように構成されるロジックと、
を含む、集積回路。
【請求項４】
実行可能な命令を含む機械可読記憶媒体であって、前記命令は、実行されると１つ又はそれ以上のプロセッサに、
スマートユーティリティネットワーク通信において、一つ又は複数の第１のサブキャリア内の一つ又は複数の第１のデータシンボルを、一つ又は複数の第２のサブキャリア内の一つ又は複数の第２のデータシンボルとして符号化させ（４０４）、更に、
前記一つ又は複数の第２のデータシンボルを前記一つ又は複数の第１のデータシンボルに対して位相回転（４０６）させる、
記憶媒体。
【請求項５】
請求項４に記載の記憶媒体であって、前記位相回転（４０６）が、［１、ｊ、−１、−ｊ、１、ｊ、−１、−ｊ、…］、［ｊ、−ｊ、ｊ、−ｊ、ｊ、−ｊ、ｊ、−ｊ、…］、又は［−１、ｊ、１、−ｊ、−１、ｊ、１、−ｊ、…］だけ回転される、記憶媒体。
【請求項６】
方法であって、
スマートユーティリティネットワーク通信において、一つ又は複数の第１のサブキャリア内の一つ又は複数の第１のデータシンボルを、一つ又は複数の第２のサブキャリア内の一つ又は複数の第２のデータシンボルとして符号化すること（４０４）、及び、
ＯＦＤＭシンボル内で前記一つ又は複数の第１のデータシンボルに対して第１の角度の位相回転すること（４０６）、
を含む、方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法であって、前記位相回転（４０６）が、［１、ｊ、−１、−ｊ、１、ｊ、−１、−ｊ、…］、［ｊ、−ｊ、ｊ、−ｊ、ｊ、−ｊ、ｊ、−ｊ、…］、又は［−１、ｊ、１、−ｊ、−１、ｊ、１、−ｊ、…］だけ回転される、方法。
【請求項１】
集積回路であって、
スマートユーティリティネットワーク通信の一つ又は複数の第１のサブキャリア内の一つ又は複数の第１のデータシンボルを一つ又は複数の第２のサブキャリア内の一つ又は複数の第２のデータシンボルとして符号化し（４０４）、
ＯＦＤＭシンボル内で前記一つ又は複数の第１のデータシンボルに対して第１の角度の位相回転を適用する（４０６）ことにより前記一つ又は複数の第２のデータシンボルを生成する、
ように構成されるロジックを含む、集積回路。
【請求項２】
請求項１に記載の集積回路であって、
前記一つ又は複数の第１のサブキャリア内の前記一つ又は複数の第１のデータシンボルを一つ又は複数の第３のサブキャリア内の一つ又は複数の第３のデータシンボルとして符号化する（４０４）ように構成されるロジックと、
ＯＦＤＭシンボル内で前記一つ又は複数の第１のデータシンボルに対して第２の角度の位相回転を適用する（４０６）ことにより前記一つ又は複数の第３のデータシンボルを生成するように構成されるロジックと、
を含む、集積回路。
【請求項３】
請求項２に記載の集積回路であって、
前記一つ又は複数の第１のサブキャリア内の前記一つ又は複数の第１のデータシンボルを一つ又は複数の第４のサブキャリア内の一つ又は複数の第４のデータシンボルとして符号化する（４０４）ように構成されるロジックと、
ＯＦＤＭシンボル内で前記一つ又は複数の第１のデータシンボルに対して第３の角度の位相回転を適用する（４０６）ことにより前記一つ又は複数の第４のデータシンボルを生成するように構成されるロジックと、
を含む、集積回路。
【請求項４】
実行可能な命令を含む機械可読記憶媒体であって、前記命令は、実行されると１つ又はそれ以上のプロセッサに、
スマートユーティリティネットワーク通信において、一つ又は複数の第１のサブキャリア内の一つ又は複数の第１のデータシンボルを、一つ又は複数の第２のサブキャリア内の一つ又は複数の第２のデータシンボルとして符号化させ（４０４）、更に、
前記一つ又は複数の第２のデータシンボルを前記一つ又は複数の第１のデータシンボルに対して位相回転（４０６）させる、
記憶媒体。
【請求項５】
請求項４に記載の記憶媒体であって、前記位相回転（４０６）が、［１、ｊ、−１、−ｊ、１、ｊ、−１、−ｊ、…］、［ｊ、−ｊ、ｊ、−ｊ、ｊ、−ｊ、ｊ、−ｊ、…］、又は［−１、ｊ、１、−ｊ、−１、ｊ、１、−ｊ、…］だけ回転される、記憶媒体。
【請求項６】
方法であって、
スマートユーティリティネットワーク通信において、一つ又は複数の第１のサブキャリア内の一つ又は複数の第１のデータシンボルを、一つ又は複数の第２のサブキャリア内の一つ又は複数の第２のデータシンボルとして符号化すること（４０４）、及び、
ＯＦＤＭシンボル内で前記一つ又は複数の第１のデータシンボルに対して第１の角度の位相回転すること（４０６）、
を含む、方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法であって、前記位相回転（４０６）が、［１、ｊ、−１、−ｊ、１、ｊ、−１、−ｊ、…］、［ｊ、−ｊ、ｊ、−ｊ、ｊ、−ｊ、ｊ、−ｊ、…］、又は［−１、ｊ、１、−ｊ、−１、ｊ、１、−ｊ、…］だけ回転される、方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２０１３−５１４７３９（Ｐ２０１３−５１４７３９Ａ）
【公表日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５４４６５４（Ｐ２０１２−５４４６５４）
【出願日】平成２２年１２月１０日（２０１０．１２．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５９８６９
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０８４３５６
【国際公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．イーサネット
２．ＧＳＭ
３．フロッピー
【出願人】（３９００２０２４８）日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 (219)
【出願人】（５０７１０７２９１）テキサス インスツルメンツ インコーポレイテッド (50)
【上記１名の代理人】
【識別番号】１０００９８４９７
【弁理士】
【氏名又は名称】片寄 恭三
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１０日（２０１０．１２．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５９８６９
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０８４３５６
【国際公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．イーサネット
２．ＧＳＭ
３．フロッピー
【出願人】（３９００２０２４８）日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 (219)
【出願人】（５０７１０７２９１）テキサス インスツルメンツ インコーポレイテッド (50)
【上記１名の代理人】
【識別番号】１０００９８４９７
【弁理士】
【氏名又は名称】片寄 恭三
【Ｆターム（参考）】
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