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特許7058756無線伝送システムのためのパケット検出器/デコーダ
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-04-14
(45)【発行日】2022-04-22
(54)【発明の名称】無線伝送システムのためのパケット検出器/デコーダ
(51)【国際特許分類】
   H04L 27/26 20060101AFI20220415BHJP
   H04B 1/713 20110101ALI20220415BHJP
【FI】
H04L27/26 110
H04B1/713
H04L27/26 410
【請求項の数】 32
(21)【出願番号】P 2020558038
(86)(22)【出願日】2019-04-17
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-08-05
(86)【国際出願番号】 EP2019059941
(87)【国際公開番号】W WO2019202002
(87)【国際公開日】2019-10-24
【審査請求日】2020-11-13
(31)【優先権主張番号】102018206159.9
(32)【優先日】2018-04-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(73)【特許権者】
【識別番号】500341779
【氏名又は名称】フラウンホーファー-ゲゼルシャフト・ツール・フェルデルング・デル・アンゲヴァンテン・フォルシュング・アインゲトラーゲネル・フェライン
(74)【代理人】
【識別番号】100085497
【弁理士】
【氏名又は名称】筒井 秀隆
(72)【発明者】
【氏名】キリアン,ゲルト
(72)【発明者】
【氏名】クナイセル,ヤコブ
(72)【発明者】
【氏名】ガム,エーベルハルト
(72)【発明者】
【氏名】ベルンハルト,ヨゼフ
(72)【発明者】
【氏名】コッホ,ロベルト
(72)【発明者】
【氏名】コールマン,マルチン
【審査官】齊藤 晶
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2018/059782(WO,A1)
【文献】特表2015-513828(JP,A)
【文献】国際公開第2016/129256(WO,A1)
【文献】国際公開第2017/023381(WO,A1)
【文献】特表2010-516109(JP,A)
【文献】特表2003-511896(JP,A)
【文献】特表2016-541166(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2007/0211785(US,A1)
【文献】Fredric Harris et al.,An Efficient Full Digital Frequency Hopping Demodulator Based on Polyphase Filter Banks,Proceedings of the SDR 11 Technical Conferenece and Product Exposition,2011年11月29日,pp.244-248
【文献】Fred Harris et al.,Polyphase analysis filter bank down-converts unequal channel bandwidths with arbitrary center frequencies,Analog Integrated Circuits and Signal Processing,2012年06月01日,Volume 71, Issue 3,pp.481-494
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H04L 27/26
H04B 1/713
IEEE Xplore
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
データ受信機(110)であって、
前記データ受信機(110)はブロードバンド信号(120)を受信するように構成され、前記ブロードバンド信号(120)は、時間および/または周波数で分散された少なくとも2つの部分データパケット(142)を含み、
前記データ受信機(110)は、前記ブロードバンド信号(120)内の前記少なくとも2つの部分データパケット(142)の検出を実行し、検出された部分データパケット(142)について少なくとも1つの検出パラメータ(126)を提供するように構成され、
前記データ受信機(110)は、前記少なくとも1つの検出パラメータ(126)を使用することによって、前記検出された部分データパケット(142)の復号を実行するように構成され、
前記データ受信機(110)は、検出および復号を互いに別個に実行または処理するように構成され、
前記少なくとも2つの部分データパケット(142)はパイロットシーケンスを含み、
前記データ受信機(110)は、前記ブロードバンド信号(120)内の前記少なくとも2つの部分データパケット(142)を前記パイロットシーケンスに基づいて検出するよう構成され、
前記データ受信機(110)は、当該データ受信機(110)の利用可能な計算能力に依存して復号を実行するように構成され、
前記データ受信機(110)は、十分な計算能力が利用可能なとき、1つの検出された部分データパケット(142)の復号を実行するように構成され、
前記少なくとも2つの部分データパケット(142)は、第1の複数の部分データパケットおよび第2の複数の部分データパケットを含み、
前記第1の複数の部分データパケットは、いくつかの周波数チャネル上でかつ異なる時点で分散された第1の複数の部分データパケットに分割されて送信される第1データを含み、
前記第2の複数の部分データパケットは、いくつかの周波数チャネル上でかつ異なる時点で分散された第2の複数の部分データパケットに分割されて送信される第2データを含み、
前記データ受信機(110)は、前記第1の複数の部分データパケットの検出された部分データパケットの復号と、前記第2の複数の部分データパケットの検出された部分データパケットの復号とを並行して実行するように構成される、
データ受信機(110)。
【請求項2】
前記データ受信機(110)は、前記検出を連続的に実行するように構成される、
請求項1に記載のデータ受信機(110)。
【請求項3】
前記データ受信機(110)は、異なるプロセスで検出および復号を実行または処理するように構成される、
請求項1又は2に記載のデータ受信機(110)。
【請求項4】
前記データ受信機(110)は、前記データ受信機(110)の異なるプロセッサ上で、または前記データ受信機(110)のプロセッサの異なるプロセッサカーネルまたはスレッド上で、検出および復号を実行または処理するように構成される、
請求項1~3のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
【請求項5】
前記データ受信機(110)は、データインターフェースを介して互いに接続された別個の信号処理手段を含み、
前記データ受信機(110)は、異なる信号処理手段で検出および復号を実行または処理するように構成される、
請求項1~4のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
【請求項6】
前記第1の複数の部分データパケットおよび第2の複数の部分データパケットは、同じデータ送信機(100)によって送信されたものであるか、または、
前記第1の複数の部分データパケットおよび第2の複数の部分データパケットは、異なるデータ送信機によって送信されたものである、
請求項1~5のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
【請求項7】
前記データ受信機(110)は、それぞれの複数の部分データパケットの全ての部分データパケットが検出されたとき、または符号化が導入する送信側の冗長性を考慮した上で正常と想定される復号のためにそれぞれの複数の部分データパケットの十分な部分データパケットが検出されたとき、第1の複数の部分データパケットまたは第2の複数の部分データパケットの検出された部分データパケットの復号を、他の復号とは独立して開始するように構成される、
請求項1~6のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
【請求項8】
前記データ受信機(110)は、復号のために、受信されたブロードバンド信号(120)またはブロードバンド信号のさらに処理されたバージョン(164,174)をキャッシュするように構成される、
請求項1~のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
【請求項9】
前記ブロードバンド信号のさらに処理されたバージョンは、複数のサブバンド信号に分割されたブロードバンド信号のバージョン(164,174)である、
請求項に記載のデータ受信機(110)。
【請求項10】
前記データ受信機(110)は、ブロードバンド信号のあるバージョン、またはブロードバンド信号のサンプリングレートに対して時間および/または周波数でアンダーサンプリングされたブロードバンド信号のさらに処理されたバージョンを、キャッシュするように構成される、
請求項又はに記載のデータ受信機(110)。
【請求項11】
前記データ受信機(110)は、前記受信されたブロードバンド信号(120)をキャッシュするように構成され、
前記データ受信機(110)は、アンダーサンプリングUを実行するように構成される、
請求項10に記載のデータ受信機(110)。
【請求項12】
前記データ受信機(110)は、少なくとも2つの部分データパケット(142)を検出するためにブロードバンド信号(120)を複数のサブバンド信号(164)に分割するように構成され、前記複数のサブバンド信号(164)は前記ブロードバンド信号(120)の異なるサブバンドを含み、
前記データ受信機(110)は、前記複数のサブバンド信号(164)の異なるサブバンドにおいて少なくとも2つの部分データパケット(142)の検出を実行するように構成される、
請求項1~11のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
【請求項13】
前記データ受信機(110)は、ポリフェーズ・フィルタリングまたはポリフェーズ・フィルタバンク(162)によって前記ブロードバンド信号を複数のサブバンド信号(164)に分割するように構成される、
請求項12に記載のデータ受信機(110)。
【請求項14】
前記データ受信機(110)は、前記ブロードバンド信号を複数のサブバンド信号(164)に分割するときに、アンダーサンプリングUDETを実行するように構成される、
請求項12又は13に記載のデータ受信機(110)。
【請求項15】
前記少なくとも2つの部分データパケット(142)は、第1の複数の部分データパケットを含み、
前記第1の複数の部分データパケットは、いくつかの周波数チャネル上で異なる時点で分散された第1の複数の部分データパケットに分割されて送信される第1データを含み、
前記データ受信機(110)は、前記第1データの検出された部分データパケットの周波数および/または時間オフセットを決定するようにさらに構成され、検出パラメータ(126)は、決定された周波数および/または時間オフセットをさらに含む、
請求項1214のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
【請求項16】
前記ブロードバンド信号(120)が分割された複数のサブバンド信号(164)は、復号のためにキャッシュされたブロードバンド信号のさらに処理されたバージョンであり、
前記データ受信機(110)は、検出パラメータ(126)を使用することによって、それぞれのキャッシュされたサブバンド信号(164)から検出された部分データパケット(142)を抽出するように構成される、
請求項9および請求項1215のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
【請求項17】
前記データ受信機(110)は、複数のキャッシュされたサブバンド信号(164)のオーバーサンプリングMを実行するように構成される、
請求項16に記載のデータ受信機(110)。
【請求項18】
前記データ受信機(110)は、検出された部分データパケットを復号するためにブロードバンド信号(120)を複数のサブバンド信号(174)に分割するように構成され、前記複数のサブバンド信号(174)は前記ブロードバンド信号(120)の異なるサブバンドを含み、
前記データ受信機(110)は、検出パラメータ(126)を使用することによって、それぞれのサブバンド信号(174)から前記検出された部分データパケット(142)を抽出するように構成される、
請求項1~17のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
【請求項19】
前記データ受信機(110)は、前記検出された部分データパケット(142)を復号するために複数のサブバンド信号の中から1つの適切なサブバンド信号をそれぞれ選択し、選択されたサブバンド信号から前記検出された部分データパケット(142)を抽出するように構成される、
請求項18に記載のデータ受信機(110)。
【請求項20】
前記データ受信機(110)は、ポリフェーズ・フィルタリングまたはポリフェーズ・フィルタバンク(172)によって、前記ブロードバンド信号(120)を複数のサブバンド信号(174)に分割するように構成される、
請求項18又は19に記載のデータ受信機(110)。
【請求項21】
前記データ受信機(110)は、前記ブロードバンド信号を前記複数のサブバンド信号(174)に分割するときに、アンダーサンプリングUIMを実行するように構成される、
請求項1820のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
【請求項22】
前記データ受信機(110)は、前記ブロードバンド信号(120)を、オーバーラップするサブバンドを有する複数のサブバンド信号(174)に分割するように構成され、それらサブバンドは、前記部分データパケット(142)の1つの少なくとも1つの帯域幅分だけオーバーラップする、
請求項1821のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
【請求項23】
前記データ受信機(110)は、前記ブロードバンド信号を分割するとき、前記ブロードバンド信号(120)を、オーバーラップするサブバンドを有する複数のサブバンド信号(174)に分割するように構成され、前記サブバンド信号の1つの通過帯域の帯域幅と、前記サブバンド信号に隣接するサブバンド信号の阻止帯域幅との合計は、前記複数のサブバンド信号(174)のサンプリングレートfIMの2倍以下である、
請求項1822のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
【請求項24】
前記データ受信機(110)は、前記複数のサブバンド信号(174)のリサンプリングUを実行するように構成される、
請求項1823のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
【請求項25】
前記リサンプリングはアンダーサンプリングUである、
請求項24に記載のデータ受信機(110)。
【請求項26】
前記検出された部分データパケット(142)を復号するための複数のサブバンド信号(174)のサンプリングレートfIMは、少なくとも2つの部分データパケット(142)を検出するための複数のサブバンド信号(164)のサンプリングレートfDETよりも大きい、
請求項1214および請求項1825のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
【請求項27】
前記検出された部分データパケット(142)を復号するためのサブバンド信号(174)のサブバンド信号数NIMは、少なくとも2つの部分データパケット(142)を検出するためのサブバンド信号(164)のサブバンド信号数Nよりも少ない、
請求項26、または請求項1214および請求項1825のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
【請求項28】
前記データ受信機(110)は、異なるフィルタ特性によって、受信されたブロードバンド信号(120)を、少なくとも2つの部分データパケット(142)を検出するための複数のサブバンド信号(106)と、検出された部分データパケット(142)を復号するための複数のサブバンド信号(174)とに分割するように構成される、
請求項26又は27、または請求項1214および請求項1825のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
【請求項29】
前記異なるフィルタ特性は異なる周波数応答を含む、
請求項28に記載のデータ受信機(110)。
【請求項30】
前記ブロードバンド信号(120)の帯域幅は、少なくとも2つの部分データパケット(142)が、データ送信機(100)とデータ受信機(110)との間の最大許容周波数オフセットをもって前記データ受信機(110)によって受信され得る、大きさを少なくとも有する、
請求項1~29のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
【請求項31】
ブロードバンド信号を受信するための方法(200)であって、前記ブロードバンド信号は、異なる周波数に分散された少なくとも2つの部分データパケットを含み、この方法は、
前記ブロードバンド信号内の前記少なくとも2つの部分データパケットを検出(202)して、検出された部分データパケットについて少なくとも1つの検出パラメータを提供するステップと、
前記検出パラメータを使用して、前記検出された部分データパケットを復号(204)するステップと、
を含み、
前記検出と前記復号は互いに別々に実行または処理され、
前記少なくとも2つの部分データパケット(142)はパイロットシーケンスを含み、
前記ブロードバンド信号(120)内の前記少なくとも2つの部分データパケット(142)は前記パイロットシーケンスに基づいて検出され、
前記復号は利用可能な計算能力に依存して実行され、
1つの検出された部分データパケット(142)の復号は、十分な計算能力が利用可能なときに実行され、
前記少なくとも2つの部分データパケット(142)は、第1の複数の部分データパケットおよび第2の複数の部分データパケットを含み、
前記第1の複数の部分データパケットは、いくつかの周波数チャネル上でかつ異なる時点で分散された第1の複数の部分データパケットに分割されて送信される第1データを含み、
前記第2の複数の部分データパケットは、いくつかの周波数チャネル上でかつ異なる時点で分散された第2の複数の部分データパケットに分割されて送信される第2データを含み、
前記第1の複数の部分データパケットの検出された部分データパケットの復号と、前記第2の複数の部分データパケットの検出された部分データパケットの復号とが並行して実行される、
方法。
【請求項32】
コンピュータ、マイクロプロセッサ、またはエンベデッド・システム上で実行されるときに、請求項31に記載の方法を実行するためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
実施形態は、データ受信機、特に、時間周波数ホッピングパターンに従って時間および周波数で分散された、いくつかの部分データパケットを含むブロードバンド信号を受信するためのデータ受信機に関する。いくつかの実施形態は、無線伝送システムのためのパケット検出器/デコーダに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1から、送信されるデータパケット(またはテレグラム)が複数の部分データパケットに分割され、複数の部分データパケットがそれぞれ前記データパケットより短い、テレグラム分割ベースの無線伝送システムが知られている。複数の部分データパケットは、時間周波数ホッピングパターンに従って時間および周波数で分散して送信される。
【0003】
複数の部分データパケットに分割された複数のデータパケットを、複数のデータ送信機によって同時にまたは時間オーバーラップ方式で放出する場合、部分データパケットを検出および復号するためにデータ受信機に必要な計算能力が大幅に増加する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】ドイツ特許DE102011082098B4
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、部分データパケットを検出および復号するためにデータ受信機に必要とされる計算能力を低減するという目的に基づいている。
【0006】
この目的は、独立請求項によって解決される。
【0007】
有利なさらなる進展は、従属請求項に見出すことができる。
【0008】
実施形態は、データ受信機を提供し、このデータ受信機は、ブロードバンド信号を受信するように構成され、ブロードバンド信号は、[例えば、ホッピングパターンにしたがって]時間および/または周波数で分散される少なくとも2つの部分データパケットを含む[例えば、その少なくとも2つの部分データパケットは、データパケットの異なる部分を含む]。[例えば検出器を備える]データ受信機は、ブロードバンド信号内の少なくとも2つの部分データパケットの検出を実行し、検出された部分データパケットのために少なくとも1つの検出パラメータ[例えば、検出時刻および/または検出周波数]を提供するように構成される[例えば、検出された部分データパケットのそれぞれについて検出パラメータ(例えば、検出時刻および/または検出周波数)を提供するか、または、例えば、少なくとも2つの部分データパケットのホッピングパターンのために、1つだけの検出パラメータ(例えば、(基準)検出時刻および/または(基準)検出周波数)を提供するよう構成され、ここで、少なくとも2つの部分データパケットの受信時刻および/または受信周波数は、ホッピングパターンの定義によって暗黙的に知られている]。[例えばデコーダを備える]データ受信機は、少なくとも1つの検出パラメータを使用することによって、検出された部分データパケットの復号を実行するように構成され、データ受信機は、[少なくとも2つの部分データパケットの]検出と[検出された部分データパケットの]復号とを互いに別々に実行または処理するように構成されている。
【0009】
実施形態では、検出パラメータは、例えば、ホッピングパターンの助けを借りて部分データパケットの位置決めを行うことができる基準点を指定するという意味で、データパケットに関連付けることができる。通常、時間オフセット=0および周波数オフセット=0の部分データパケットはホッピングパターンに含まれないため、基準点自体には通常、部分データパケットが位置していない。
【0010】
実施形態では、検出パラメータは、ホッピングパターンの基準点として機能することによって、検出されたデータパケットの部分データパケットの位置決めを可能にする。
【0011】
実施形態では、データ受信機[例えば、データ受信機の検出器]は、検出を継続的に実行するように構成され得る。
【0012】
実施形態では、データ受信機[例えば、データ受信機のデコーダ]は、データ受信機の利用可能な計算能力に依存して復号を実行する[例えば、十分な計算能力が利用可能な場合に、1つの検出された部分データパケットの復号を実行する]ように構成され得る。
【0013】
実施形態では、データ受信機は、異なる[例えば、個別の]プロセスで検出および復号を実行または処理するように構成され得る。
【0014】
実施形態では、データ受信機は、データ受信機の異なる[例えば個別の]プロセッサで、又はデータ受信機の異なる[例えば個別の]プロセッサカーネルまたはプロセッサのスレッドで、検出および復号を実行または処理するように構成され得る。
【0015】
実施形態では、データ受信機は、データインターフェースを介して互いに接続された別個の信号処理手段[例えば、FPGAの検出器、DSPまたはGPPのデコーダ]を含むことができ、データ受信機は、異なる信号処理手段で検出および復号を実行または処理するように構成される。
【0016】
実施形態では、少なくとも2つの部分データパケットは、第1の複数の部分データパケットと第2の複数の部分データパケットとを含むことができ、第1の複数の部分データパケットは第1データ[例えば、第1テレグラムまたは第1部分データパケット]を含み、第1データは、[例えばホッピングパターンにしたがって]第1の複数の部分データパケットに分割され、いくつかの周波数チャネルに分散された状態で、かつ異なる時点で送信される。第2の複数の部分データパケットは第2データ[例えば、第2テレグラムまたは第2部分データパケット]を含み、第2データは、[例えばホッピングパターンにしたがって]いくつかの周波数チャネルに分散され、第2の複数の部分データパケットに分割された状態で、かつ異なる時点で送信される。データ受信機は、第1の複数の部分データパケットの検出された部分データパケットの復号および第2の複数の部分データパケットの検出された部分データパケットの復号を、並行して[例えば異なる(例えば別々の)プロセスで]実行するように構成される。
【0017】
実施形態では、第1の複数の部分データパケットおよび第2の複数の部分データパケットは、同じデータ送信機によって送信することができる。
【0018】
実施形態では、第1の複数の部分データパケットおよび第2の複数の部分データパケットは、異なるデータ送信機によって送信することができる。
【0019】
実施形態では、データ受信機は、それぞれの複数の部分データパケットのすべての部分データパケットが検出されたとき、または送信側の符号化が導入する冗長性を考慮した上で正常と想定される復号のためにそれぞれの複数の部分データパケットの十分な部分データパケットが検出されたとき、第1の複数の部分データパケットまたは第2の複数の部分データパケットの検出された部分データパケットの復号を、他の復号とは独立して開始するように構成されてもよい。
【0020】
実施形態では、データ受信機[例えば、データ受信機は信号リングバッファを備えることができ、その信号リングバッファ]は、復号のために、受信されたブロードバンド信号またはブロードバンド信号のさらに処理されたバージョン[例えば、複数のサブバンド信号に分割されたブロードバンド信号のバージョン(例えば、サブバンドに断片化されたブロードバンド信号のバージョン)]をキャッシュするように構成され得る。[例えば、信号の最大遅延長(および発生可能な処理時間)を有するリングバッファが使用可能である]。
【0021】
データ受信機は、例えばリングバッファを含むことができ、リングバッファは、信号の最大遅延長(および発生可能な処理時間)を有する。
【0022】
実施形態では、ブロードバンド信号のさらに処理されたバージョンは、複数のサブバンド信号に分割されたブロードバンド信号の1つのバージョンであり得る。
【0023】
実施形態では、データ受信機は、ブロードバンド信号の1つのバージョン、または時間および/または周波数でアンダーサンプリングされたブロードバンド信号のさらに処理されたバージョンをキャッシュするように構成され得る。
【0024】
例えば、メモリ要件を減らすために、第2、第3、第4の周波数ラインおよび/またはタイムラインのみが記憶されてもよい。
【0025】
実施形態では、データ受信機[例えば、データ受信機の信号リングバッファ]は、受信されたブロードバンド信号をキャッシュするように構成されてもよく、ここで、データ受信機[例えば、データ受信機のデコーダ]は、アンダーサンプリングU(=fWB/fSYNC=MWB/MSYNC)を実行するように構成されている[例えば受信されたブロードバンド信号のさらに処理されたバージョン[例えば複数のサブバンド信号に分割された受信ブロードバンド信号のフィルタリングされたバージョン(例えば、チャネルフィルタおよび/または整合フィルタ(Matched Filter)]のサンプリングレートfSYNC(=MSYNC・fsym)が、受信されたブロードバンド信号のサンプリングレートfWB(=MWB・fsym)よりも低くなるように]。
【0026】
実施形態では、データ受信機[例えば、データ受信機の検出器は第1フィルタバンクを備えることができ、その第1フィルタバンク]は、複数の部分データパケットを検出するために、ブロードバンド信号を複数のサブバンド信号に分割するように構成されてもよく、複数のサブバンド信号は、ブロードバンド信号の異なる[例えば部分的にオーバーラップしている]サブバンドを含み、データ受信機[例えばデータ受信機の検出器]は、[複数のサブバンド信号と(既知の)同期シーケンスまたは部分データパケットに含まれた同期シーケンスとの相関によって]複数のサブバンド信号の異なるサブバンドにおける少なくとも2つの部分データパケットの検出を実行するように構成される。
【0027】
実施形態では、データ受信機[例えば、データ受信機の検出器の第1フィルタバンク]は、ポリフェーズ・フィルタリングまたはポリフェーズ・フィルタバンク[例えばおよびN点DFTまたはN点FFT]によって、ブロードバンド信号を複数のサブバンド信号に分割するよう構成され得る。
【0028】
実施形態では、データ受信機[例えば、データ受信機の検出器の第1フィルタバンク]は、ブロードバンド信号を複数のサブバンド信号に分割するとき、[例えば、複数のサブバンド信号のサンプリングレートfDET(=MDET・fsym)が受信されたブロードバンド信号のサンプリングレートfWB(=MWB・fsym)よりも低くなるように]アンダーサンプリングUDET(=fWB/fDET=MWB/MDET)を実行するように構成されてもよい。
【0029】
実施形態では、少なくとも2つの部分データパケットは、第1の複数の部分データパケットを含むことができ、第1の複数の部分データパケットは第1データ[例えば、第1テレグラムまたは第1部分データパケット]を含み、第1データは、いくつかの周波数チャネル上でかつ異なる時点で分散された第1の複数の部分データパケットに分割されて送信される。ここで、データ受信機[例えば、データ受信機の検出器]はさらに、第1データの検出された部分データパケットの[例えば粗い]周波数および/または時間オフセットを決定するよう構成され、ここで、検出パラメータは、決定された[例えば粗い又は推定された]周波数および/または時間オフセットをさらに含む。
【0030】
実施形態では、ブロードバンド信号が分割される複数のサブバンド信号は、復号のために[例えば、信号リングバッファ内で]キャッシュされたブロードバンド信号のさらに処理されたバージョンであり得る。ここで、データ受信機[例えば、データ受信機のデコーダ]は、それぞれの(例えば、信号リングバッファ内で)キャッシュされたサブバンド信号から、検出パラメータ[例えば、検出時刻および/または検出周波数]を使用することによって、[例えばフィルタリング(例えば、チャネルフィルタおよび/または整合フィルタ)および/または(微細な)(時間および/または周波数)同期によって]検出された部分データパケットを抽出する[および例えば復号する]ように構成される。
【0031】
実施形態では、データ受信機[例えば、データ受信機のデコーダ]は、複数のキャッシュされたサブバンド信号のオーバーサンプリングM(=fSYNC/fDET=MSYNC/MDET)を実行するように構成されてもよく、[例えば、その結果、さらに処理されたバージョン[例えば複数のキャッシュされたサブバンド信号のフィルタリングされたバージョン(例えば、補間フィルタ)]のサンプリングレートfSYNC(=MSYNC・fSYM)は、複数のキャッシュされたサブバンド信号のサンプリングレートfDET(=MDET・fSYM)よりも大きくなる]。
【0032】
実施形態では、データ受信機[例えば、データ受信機のデコーダは第2フィルタバンクを備えることができ、その第2フィルタバンク]は、検出された部分データパケットを復号するために、ブロードバンド信号を複数のサブバンド信号に分割するように構成できる。ここで、複数のサブバンド信号はブロードバンド信号の異なる[例えば、部分的にオーバーラップしている]サブバンドを含み、データ受信機[例えば、データ受信機のデコーダ]は、検出パラメータ[例えば、検出時刻および/または検出周波数]を使用することにより、[例えば、フィルタリング(例えば、チャネルフィルタおよび/または整合フィルタ)および/または(微細な)(時間および/または周波数)同期によって]それぞれのサブバンド信号から、検出された部分データパケットを抽出[および例えば復号]するように構成されている。
【0033】
実施形態では、データ受信機[例えば、データ受信機のデコーダ]は、検出された部分データパケットを復号するために、複数のサブバンド信号のそれぞれの適切なサブバンド信号を選択し、それぞれのサブバンド信号からの検出された部分データパケットを抽出するように構成されてもよく[例えば、データ受信機は、それぞれの検出パラメータ(例えば、検出時刻および/または検出周波数)を使用することによって、それぞれの検出された部分データパケットを復号するために、適切なサブバンド信号の適切な(時間)部分を選択することができ、選択されたサブバンド信号からそれぞれの検出された部分データパケットを、[例えば、フィルタリング(例えば、チャネルフィルタおよび/または整合フィルタ)および/または(微細な)(時間および/または周波数)同期によって]抽出[および、例えば復号]することができる。
【0034】
実施形態では、データ受信機[例えば、データ受信機のデコーダの第2フィルタバンク]は、ポリフェーズ・フィルタリングまたはポリフェーズ・フィルタバンク[例えば、およびN点DFTまたはN点FFT]によって、ブロードバンド信号を複数のサブバンド信号に分割するように構成することができる。
【0035】
実施形態では、データ受信機[例えば、データ受信機のデコーダの第2フィルタバンク]は、ブロードバンド信号を複数のサブバンド信号に分割するときに、[例えば、複数のサブバンド信号のサンプリングレートfIM(=MIM・fsym)が、受信されたブロードバンド信号のサンプリングレートfWB(=MWB・fsym)よりも低くなるように]アンダーサンプリングUIM(=fWB/fIM=MWB/MIM)を実行するように構成されてもよい。
【0036】
実施形態では、データ受信機[例えばデータ受信機のデコーダの第2フィルタバンク]は、ブロードバンド信号を、オーバーラップするサブバンドを有する複数のサブバンド信号に分割するよう構成されてもよく、ここで、サブバンド[例えば、それぞれ]は、部分データパケットの1つの少なくとも1つの帯域幅分だけオーバーラップできる[例えば、第2フィルタバンクの隣接するフィルタチャネルの通過帯域は、部分データパケットの1つの少なくとも帯域幅分だけオーバーラップできるため、部分データパケットは、大きな歪みなしに、2つのオーバーラップするフィルタチャネルの1つから抽出され得る]。
【0037】
実施形態では、データ受信機[例えば、データ受信機のデコーダの第2フィルタバンク]は、ブロードバンド信号を、オーバーラップするサブバンドを有する複数のサブバンド信号に分割するように構成することができ、ここで、ブロードバンド信号を分割[例えば、フィルタリング(例えばポリフェーズ・フィルタリング)]するとき、サブバンド信号の1つの通過帯域の帯域幅とサブバンド信号に隣接するサブバンド信号の1つの阻止帯域幅(Sperrbandbreite)との合計[例えば通過帯域から阻止帯域への遷移の幅]は、複数のサブバンド信号のサンプリングレートfIM(=MIM・fsym)の2倍以下でよい[例えば、阻止帯域幅は通過帯域より大きくなくてもよい]。
【0038】
実施形態では、データ受信機[例えばデータ受信機のデコーダ]は、複数のサブバンド信号のリサンプリングU(=fIM/fSYNC=MIM/MSYNC)を実行するように構成されてもよい[例えば、その結果、複数のサブバンド信号のさらに処理されたバージョン[例えば、複数のサブバンド信号のフィルタリングされたバージョン(例えば、チャネルフィルタおよび/または整合フィルタ)]のサンプリングレートfSYNCは、複数のサブバンド信号のサンプリングレートfIMよりも高いか、または低くなる]。
【0039】
実施形態では、リサンプリングは、アンダーサンプリングU(=fIM/fSYNC=MIM/MSYNC)であり得る[例えば、その結果、複数のサブバンド信号のさらに処理されたバージョン[例えば、複数のサブバンド信号のフィルタリングされたバージョン(例えば、チャネルフィルタおよび/または整合フィルタ)]のサンプリングレートfSYNCは、複数のサブバンド信号のサンプリングレートfIMよりも低くなる]。
【0040】
実施形態では、検出された部分データパケットを復号するための、[例えばデコーダの第2フィルタバンクによって提供される]複数のサブバンド信号のサンプリングレートfIM(=MIM・fsym)は、少なくとも2つの部分データパケットを検出するための、[例えば検出器の第1フィルタバンクによって提供される]複数のサブバンド信号のサンプリングレートfDET(=MDET・fsym)よりも大きくなり得る。
【0041】
実施形態では、検出された部分データパケットを復号するための、[例えばデコーダの第2フィルタバンクによって提供される]サブバンド信号のサブバンド信号数NIMは、少なくとも2つの部分データパケットを検出するための、[例えば検出器の第1フィルタバンクによって提供される]サブバンド信号のサブバンド信号数Nよりも少なくなり得る。
【0042】
実施形態では、データ受信機は、受信されたブロードバンド信号を、異なるフィルタ特性によって、少なくとも2つの部分データパケットを検出するための複数のサブバンド信号と、検出された部分データパケットを復号するための複数のサブバンド信号とに分割するように構成されてもよい[例えば、検出器の第1フィルタバンクおよび検出器の第2フィルタバンクは、異なるフィルタ特性を有することができる]。
【0043】
実施形態では、異なるフィルタは、異なる周波数応答を有することができる。
【0044】
実施形態では、ブロードバンド信号の帯域幅は、少なくとも2つの部分データパケットもまた、[例えば、使用されたクォーツの不正確さに起因する]データ送信機とデータ受信機との間の最大許容周波数オフセットにおいてデータ受信機によって受信され得るような大きさを少なくとも有し得る。
【0045】
さらなる実施形態は、ブロードバンド信号を受信するための方法を提供し、ブロードバンド信号は、異なる周波数[例えば周波数チャネル]にわたって分散される少なくとも2つの部分データパケットを含む。この方法は、ブロードバンド信号内の少なくとも2つの部分データパケットを検出し、検出された部分データパケットについて少なくとも1つの検出パラメータを提供するステップを含む。さらに、この方法は、検出パラメータを使用することによって、検出された部分データパケットを復号するステップを含み、検出および復号は互いに別々に実行または処理される。
【0046】
さらなる実施形態は、データ受信機を提供し、このデータ受信機は、ブロードバンド信号を受信するように構成され、ブロードバンド信号は、[例えばホッピングパターンにしたがって]時間および/または周波数において分散された少なくとも2つの部分データパケットを含む。データ受信機は、部分データパケットの[例えば後続の]検出または復号のために、受信されたブロードバンド信号を複数のサブバンド信号に分割するように構成されたフィルタバンクを備える。ここで、複数のサブバンド信号は、ブロードバンド信号の異なる[例えば、部分的にオーバーラップする]サブバンドを含み、フィルタバンクはポリフェーズ・フィルタを含む。
【0047】
実施形態では、フィルタバンクは、N点DFTまたはN点FFTを含むことができる。
【0048】
実施形態では、フィルタバンクは、Nチャネルミキサーを含むことができる。
【0049】
実施形態では、フィルタバンクは、複数のサブバンド信号のサンプリングレートが受信されたブロードバンド信号のサンプリングレートよりも低くなるように、受信されたブロードバンド信号のアンダーサンプリングを実行するように構成することができる。
【0050】
実施形態では、フィルタバンクは、部分データパケットの[例えばその後の]検出のために、受信されたブロードバンド信号を複数のサブバンド信号に分割するように構成された、第1フィルタバンクであり得る。ここで、データ受信機は、部分データパケットの[例えばその後の]復号のために、受信されたブロードバンド信号を複数のサブバンド信号に分割するように構成された、第2フィルタバンクを備える。ここで、複数のサブバンド信号は、ブロードバンド信号の異なる[例えば部分的にオーバーラップする]サブバンドを含み、第2フィルタバンクはポリフェーズ・フィルタを含む。
【0051】
実施形態では、第2フィルタバンクは、N点DFTまたはN点FFTを含むことができる。
【0052】
実施形態では、第2フィルタバンクは、複数のサブバンド信号のサンプリングレートが受信されたブロードバンド信号のサンプリングレートよりも低くなるように、受信されたブロードバンド信号のアンダーサンプリングを実行するように構成されてもよい。
【0053】
実施形態では、第2フィルタバンクは、ブロードバンド信号を、オーバーラップするサブバンドを有する複数のサブバンド信号に分割するように構成されてもよく、ここで、サブバンド[例えば、それぞれ]は、部分データパケットの1つの少なくとも1つの帯域幅分だけオーバーラップする[例えば、第2フィルタバンクの隣接するフィルタチャネルの通過帯域は、部分データパケットの1つの少なくとも帯域幅分だけオーバーラップできるため、部分データパケットは大きな歪みなしに、2つのオーバーラップするフィルタチャネルの1つから抽出され得る]。
【0054】
実施形態では、第2フィルタバンクは、ブロードバンド信号を、オーバーラップするサブバンドを有する複数のサブバンド信号に分割するように構成されてもよく、ここで、ブロードバンド信号を分割[例えば、フィルタリング(例えば、ポリフェーズ・フィルタリング)]するとき、サブバンド信号の1つの通過帯域の帯域幅と、そのサブバンド信号に隣接するサブバンド信号の1つの阻止帯域幅との合計は、複数のサブバンド信号のサンプリングレートの2倍以下である。
【0055】
実施形態では、部分データパケットを復号するために第2フィルタバンクによって提供される複数のサブバンド信号のサンプリングレートfIM(= MIM・fsym)は、部分データパケットを検出するために検出器の第1フィルタバンクによって提供される複数のサブバンド信号のサンプリングレートfDET(= MDET・fsym)よりも大きくなり得る。
【0056】
実施形態では、部分データパケットを復号するために第2フィルタバンクによって提供されるサブバンド信号のサブバンド信号数NIMは、部分データパケットを検出するために第1フィルタバンクによって提供されるサブバンド信号のサブバンド信号数Nよりも少なくなり得る。
【0057】
実施形態では、第1フィルタバンクおよび第2フィルタバンクは、異なるフィルタ特性を有することができる。
【0058】
実施形態では、データ受信機は、複数のサブバンド信号の異なるサブバンド内の少なくとも2つの部分データパケットを[例えば、複数のサブバンド信号を部分データパケットに含まれる(既知の)同期シーケンスと相関させることによって]検出し、検出された部分データパケットについて検出パラメータ[例えば、検出時刻および/または検出周波数]を提供する[例えば、検出された部分データパケットのそれぞれに少なくとも1つの検出パラメータ(例えば、検出時刻および/または検出周波数)を提供する]よう構成され得る、検出器を備えることができる。
【0059】
実施形態では、データ受信機は、検出パラメータを使用することによって[例えば、フィルタリング(例えば、チャネルフィルタおよび/または整合フィルタ)および/または(微細な)(時間および/または周波数)同期によって]、それぞれのサブバンド信号から検出された部分データパケットを抽出する(および、例えば復号する)ように構成され得る、デコーダを備えることができる。
【0060】
さらなる実施形態は、ブロードバンド信号を受信するための方法を提供し、ブロードバンド信号は、異なる周波数[例えば周波数チャネル]にわたって分散される少なくとも2つの部分データパケットを含む。この方法は、受信されたブロードバンド信号をフィルタバンクでフィルタリングして、部分データパケットの[例えば後続の]検出または復号のために、受信されたブロードバンド信号を複数のサブバンド信号に分割するステップを含む。ここで、複数のサブバンド信号は、ブロードバンド信号の異なる[例えば、部分的にオーバーラップする]サブバンドを含み、フィルタバンクはポリフェーズ・フィルタを含む。
【0061】
本発明の実施形態は、以下の図を参照して、以下でより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【0062】
図1】本発明の一実施形態によるデータ送信機とデータ受信機とを備えるシステムの概略ブロック図である。
図2】時間ホッピングパターンに従った複数の部分データパケットの送信中の送信チャネルの占有を示す図である。
図3】本発明の一実施形態によるデータ受信機の概略ブロック図である。
図4】4つの異なる送信方法を使用してデータパケットの送信中の送信チャネルの占有を示す図である。
図5】一実施形態によるデータ受信機の単一チャネル検出器の概略ブロック図である。
図6】一実施形態によるデータ受信機のマルチチャネル検出器の概略ブロック図である。
図7】一実施形態によるデータ受信機のマルチチャネル検出器の概略ブロック図である。
図8】一実施形態によるデータ受信機の信号リングバッファの概略ブロック図である。
図9】一実施形態によるデータ受信機のデコーダの概略ブロック図である。
図10】一実施形態によるデータ受信機の概略ブロック図である。
図11】他の実施形態によるデータ受信機の概略ブロック図である。
図12】他の実施形態によるデータ受信機の概略ブロック図である。
図13】一実施形態によるデータ受信機のデコーダのフィルタバンクの概略ブロック図である。
図14】一実施形態による図13に示すフィルタバンクの隣接フィルタチャネルの通過帯域を示す図である。
図15】一実施形態による図13に示すフィルタバンクの1つのフィルタチャネルの通過帯域と阻止帯域幅を示す図である。
図16】一実施形態によるブロードバンド信号を受信するための方法のフロー図である。
図17】他の実施形態によるブロードバンド信号を受信するための方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0063】
本発明の実施形態の以下の説明では、同等のまたは機能的に同等の構成要素は、図において同じ参照番号で提供され、それらの説明が相互交換可能である。
【0064】
1.テレグラム-分割ベースの無線送信システム
図1は、データ送信機100およびデータ受信機110を有するシステムの概略ブロック図を示す。データ送信機100は、信号120を送信するように構成されてもよく、信号120は、少なくとも2つの別個の部分データパケット142を含む。データ受信機110は、少なくとも2つの別個の部分データパケット142を含む信号120(または送信チャネルによって変更された信号120のバージョン)を受信するように構成されてもよい。
【0065】
図1に見られるように、少なくとも2つの別個の部分データパケット142は、時間および/または周波数において互いに分離または間隔を空けられている。時間および/または周波数における少なくとも2つの別個の部分データパケット142の分散は、ホッピングパターン140に従って行うことができる。
【0066】
実施形態では、データ送信機100は、信号120を送信するように構成された送信手段(または送信モジュールまたは送信機)102を備えることができる。送信手段102は、データ送信機100のアンテナ104に接続することができる。送信機100は、信号を受信するように構成された受信手段(または受信モジュールまたは受信機)106を備えることができる。受信手段106は、アンテナ104またはデータ送信機100のさらなる(別個の)アンテナに接続することができる。データ送信機100はまた、トランシーバを備えることができる。
【0067】
実施形態では、データ受信機110は、信号120を受信するように構成された受信手段(または受信モジュールまたは受信機)116を備えることができる。受信手段116は、データ受信機110のアンテナ114に接続することができる。データ受信機110は、信号を送信するように構成された送信手段(または送信モジュールまたは送信機)112を備えることができる。送信手段112は、アンテナ114またはデータ受信機110のさらなる(別個の)アンテナに接続することができる。データ受信機110はまた、トランシーバを備えることができる。
【0068】
実施形態では、データ送信機100はセンサノードであり得、データ受信機110は基地局であり得る。典型的には、通信システムは、少なくとも1つのデータ受信機110(基地局)と複数のデータ送信機(ヒートメータなどのセンサノード)と、を含む。自明であるが、データ送信機100が基地局であり、データ受信機110がセンサノードである可能性もある。さらに、データ送信機100とデータ受信機110の両方がセンサノードであることも可能である。さらに、データ送信機100およびデータ受信機110の両方が基地局であることも可能である。
【0069】
データ送信機100およびデータ受信機110は、テレグラム分割方法を使用することによってデータを送信または受信するように構成され得る。ここで、データを含むデータパケット(またはテレグラム)は、複数の部分データパケット(またはサブデータパケット)142に分割され、部分データ142は、データ送信機100からデータ受信機110へ、ホッピングパターン140に従って時間において分散され、及び/又は周波数において分散された状態で送信され、データ受信機110は、部分データパケット142を再び接合(または結合)して、実際のデータパケットを取得する。部分データパケット142のそれぞれは、データパケット120の一部のみを含む。さらに、データパケットは、データパケットのエラーのない復号のためにすべての部分データパケット142ではなく部分データパケット142の一部のみが必要とされるように、チャネル符号化され得る。
【0070】
すでに述べたように、複数の部分データパケット142の時間的分散は、時間および/または周波数パターン140に従って行うことができる。
【0071】
時間ホッピングパターンは、部分データパケットが送信される送信時刻または送信間隔のシーケンスを示すことができる。例えば、第1の部分データパケットは、第1の送信時刻において(または第1の送信タイムスロット内で)送信され得、第2の部分データパケットは、第2の送信時刻において(または第2の送信タイムスロット内で)送信され得、第1の送信時刻と第2の送信時刻は異なる。ここで、時間ホッピングパターンは、第1の送信時刻および第2の送信時刻を定義(または決定、または示す)ことができる。代替的に、時間ホッピングパターンは、第1の送信時刻と、第1の送信時刻と第2の送信時刻との間の時間間隔を示すことができる。自明であるが、時間ホッピングパターンは、第1の送信時刻と第2の送信時刻との間の時間間隔のみを示すこともできる。部分データパケットの間に、送信が行われない送信の一時停止が存在する可能性がある。部分データパケットは、時間的にオーバーラップする(互いに交差する)こともある。
【0072】
周波数ホッピングパターンは、部分データパケットが送信される送信周波数または送信周波数ホップのシーケンスを示すことができる。例えば、第1の部分データパケットは、第1の送信周波数で(または第1の周波数チャネル内で)送信することができ、第2の部分データパケットは、第2の送信周波数で(または第2の周波数チャネル内で)送信することができ、第1の送信周波数と第2の送信周波数とは異なる。ここで、周波数ホッピングパターンは、第1の送信周波数および第2の送信周波数を定義(または決定、または示す)ことができる。代替的に、周波数ホッピングパターンは、第1の送信周波数と、第1の送信周波数と第2の送信周波数との間の周波数間隔(送信周波数ホップ)を示すことができる。自明であるが、周波数ホッピングパターンは、第1の送信周波数と第2の送信周波数との間の周波数間隔(送信周波数ホップ)のみを示すこともできる。
【0073】
明らかに、複数の部分データパケット142は、データ送信機100からデータ受信機110へ時間および周波数の両方で分散されて送信され得る。時間および周波数における複数の部分データパケットの分散は、時間周波数ホッピングパターンに従って起こり得る。時間周波数ホッピングパターンは、時間ホッピングパターンと周波数ホッピングパターンとの組み合わせ、すなわち、部分データパケット142が送信される送信時刻または送信時間間隔のシーケンスであり得る。ここで、送信周波数(または送信周波数ホップ)は、送信時刻(または送信時間間隔)に割り当てられる。
【0074】
図2は、時間周波数ホッピングパターンによる複数の部分データパケット142の送信中の送信チャネルの占有を図に示している。ここで、縦軸は周波数、横軸は時間を示す。
【0075】
図2に見られるように、データパケット120は、例示的に、n=7個の部分データパケット142に分割されることができ、時間周波数ホッピングパターンに従って時間および周波数で分散されてデータ送信機100からデータ受信機110へ送信され得る。
【0076】
図2にさらに見られるように、データ(図2のデータシンボル146)とは別に、複数の部分データパケット142は、パイロットシーケンス(パイロットシンボル)(または図2の同期シンボル144)をも含むことができる。これに基づいて、データ受信機110は、受信信号120または受信データストリーム内の部分データパケット142を検出することができる。いくつかの実施形態では、検出は、パイロットシーケンスを使用せずに実行することもでき、これは、例えばパイロットシーケンスが未知の状態の無線インテリジェンスにおいて発生する。
【0077】
複数のデータ送信機によって部分データパケットに分割された複数のデータパケットが同時または時間オーバーラップ状態で送信される期間中に、部分データパケットの検出および復号のためにデータ受信機において必要な計算能力が大幅に増加する。
【0078】
検出および復号化に必要な計算能力を低減するために、実施形態では、部分データパケットの検出および復号は、以下で説明するように、別々に行われる。
【0079】
2.データ受信機の実施形態(システム説明)
以下では、データ伝送システムのデータ受信機110におけるデータパケットの検出および復号中の信号処理およびデータ記憶に関連する本発明の実施形態について説明する。
【0080】
図3は、本発明の一実施形態によるデータ受信機110の概略ブロック図を示している。データ受信機110は、ブロードバンド信号120を受信するように構成され、ブロードバンド信号120は、ホッピングパターン140に従って異なる周波数(例えば周波数チャネル)にわたって分散される少なくとも2つの部分データパケット142を含む。
【0081】
データ受信機110は、検出器122を備え、この検出器は、ブロードバンド信号120内の少なくとも2つの部分データパケット142の検出を実行し、検出された部分データパケットについて少なくとも1つの検出パラメータ126(例えば、検出時刻および/または検出周波数)を提供するように構成される。
【0082】
例えば、検出器122は、検出された部分データパケットのそれぞれについて検出パラメータ126(例えば、検出時刻および/または検出周波数)を提供するように構成することができる。自明であるが、検出器122はまた、少なくとも2つの部分データパケット142のホッピングパターン140に対して唯一の検出パラメータ(例えば、(基準)検出時刻および/または(基準)検出周波数)を提供するように構成され得る。この場合、少なくとも2つの部分データパケット142の受信時刻および/または受信周波数は、ホッピングパターン(例えば送信時刻および/または送信周波数)の定義によって暗黙的に知られている。
【0083】
データ受信機110は、デコーダ124をさらに備えることができ、このデコーダは、少なくとも1つの検出パラメータ126を使用することによって、検出された部分データパケットの復号を実行し、例えば、復号されたパケット149を取得するように構成される。
【0084】
検出器122およびデコーダ124は、検出器122およびデコーダ124が(少なくとも2つの部分データパケット142の)検出および(検出された部分データパケットの)復号を別々に実行または処理できるように、別々に構成されてもよい。このように、データ受信機110は、(少なくとも2つの部分データパケット142の)検出および(検出された部分データパケットの)復号を互いに別々に実行または処理するように構成される。
【0085】
実施形態では、検出器122は、(部分データパケット142の)検出を連続的に実行するように構成されてもよい。
【0086】
実施形態では、デコーダ124は、データ受信機110の利用可能な計算能力に依存して復号を実行するように構成されてもよい。
【0087】
例えば、デコーダ124は、それぞれの検出された部分データパケットを復号するのに十分な計算能力が利用可能であるときに、それぞれの検出された部分データパケットの復号を実行するように構成されてもよい。
【0088】
換言すれば、図3は、構成要素である、ブロードバンド信号120内のパケットを検出するためのパケット検出器122、および検出されたパケットを評価するためのパケットデコーダ124を示している。ここで、検出されたパケットは、そのパケットが受信機110に到着したと想定される検出時刻/時点を表している。
【0089】
図3に例示的に示されるように、データ受信機110は、検出器(パケット検出器)122およびデコーダ(パケットデコーダ)124を備えることができる。自明であるが、データ受信機110は、プロセッサ、マイクロプロセッサまたは別のプログラム可能な論理回路によっても実装できる。この場合、図3に示される回路ブロックは、例えば、それぞれのアルゴリズムによって実装することができる。
【0090】
図4は、4つの異なる送信方法の1つを使用してデータパケットを送信するときの送信チャネルの占有を図に示している。ここで、図4の縦軸は周波数、横軸は時間を示す。換言すると、図4は、個別のパケットを送信するための4つの可能な方法を示している。
【0091】
第1の送信方法(ケース1)は、一定周波数でのデータパケットの連続送信を含む。
【0092】
第2の送信方法(ケース2)は、周波数ホッピング方法に関連したデータパケットの連続送信を含む。
【0093】
第3の送信方法(ケース3)には、一定周波数でのデータパケットの不連続送信(テレグラム分割)が含まれる。
【0094】
第4の送信方法(ケース4)は、周波数ホッピング方法に関連したデータパケットの不連続送信(テレグラム分割)を含む。
【0095】
データ受信機110の実施形態は、異なる周波数で異なる送信機によって非同期的に放出される複数のパケットが受信される場合の4つの方法すべてに関連しており、それらの場合、入力において、ブロードバンド信号120は、(部分)パケット(ケース1のパケット、ケース2~4の部分パケット)よりも有意に高い帯域幅を有する。データ受信機110の実施形態は、特に高度の並列非同期パケット送信を可能にするケース4において、特に重要となる。
【0096】
さらに、コスト上の理由から、比較的高い許容誤差を有する周波数発生器が送信機100で使用されるため、周波数オフセットは、4つの場合すべてにおいて送信機100と受信機110との間で発生し、これは、部分パケット142のシンボルレートfsymの倍数でありうる。この効果によりパケット衝突の可能性が減少するため、送信周波数に確率論的成分(stochastische Komponente)を具体的に追加することにより、送信システムの最大スループットを増大させることができる。従って、送信周波数は、受信機110において基本的に未知である。
【0097】
受信機110におけるパケットの検出および同期は、(部分的な)パケット内の同期シーケンス(同期シンボル144を有するパイロットシーケンス)の助けを借りて実行することができる。通常、これらシーケンスは、部分パケット142の中央(ミッドアンブル)に配置される。しかしながら、実施形態は、同期シーケンスのすべての可能な配置(プリアンブル、ミッドアンブル、ポストアンブル)に適用することができる。
【0098】
2.1 検出器での信号処理
図5は、一実施形態による単一チャネル検出器122の概略ブロック図を示している。この検出器122は、ブロードバンド信号150をミックスおよびフィルタリングするように構成しうるDDC150(デジタルダウンコンバータ)を備えることができる。このために、DDC150は、例えば、ミキサー152およびチャネルフィルタ154を備えることができる。さらに、検出器122は、整合フィルタ156、コリレータ158、およびパケット検出160を含むことができる。
【0099】
つまり、図5は、既知の受信周波数fCでの単一チャネル検出器122における信号処理を示している。ここで、DCC150における信号のサンプリングレートは、ブロードバンド信号120のサンプリングレートfWBから、後続の構成要素156、158のサンプリングレートfDETに低減される。チャネルフィルタ(CF)154は、アンダーサンプリングのためのアンチエイリアスフィルタとして機能することができ、それ故、このフィルタは十分に高い阻止帯域減衰を含むことができる。
【0100】
DDC150の後には、インパルスフィルタリングのための整合フィルタ(MF)156、部分パケットおよびそれらの要約の同期シーケンスのための多段相関(CORR)158、および実際のパケット検出160に続く。
【0101】
以下では、すべてのサンプリングレートが、部分パケット142のシンボルレートfsymの倍数でさらに示されている。検出器122については、以下が適用される。
WB=MWB・fsym 及び fDET=MDET・fsym
【0102】
DETの値は、例えば(典型的には)、2および4であり、すなわち、検出器122における処理は、例えば(通常では)、2倍または4倍のシンボルレートで実行することができる。MWBの値は、通常(例えば有意に)大きくなる。つまり、次のようになる。
DET<<fWB または MDET<<MWB
【0103】
送信機100と受信機110との間の周波数オフセットにより、検出器122は、図6に基づいて以下で説明するように、N個の並列受信チャネルを備えたマルチチャネル検出器として構成されてもよい。
【0104】
図6は、一実施形態によるマルチチャネル検出器122の概略ブロック図を示している。つまり、図6は、N個のチャネルを持つマルチチャネル検出器を示している。図6に見られるように、マルチチャネル検出器122は、各チャネルのために、ミキサー152、チャネルフィルタ154、整合フィルタ156、およびコリレータ158を備えることができる。
【0105】
許容チャネル間隔
ΔfC=fsym/MC
は、使用された同期シーケンスと相関のタイプとに依存することができ、例えば(通常は)シンボルレートfsymの1/4…1/16であり得る。
C=4…16
【0106】
それにより、整合フィルタ156の出力および相関の第1段階の出力でのデータストリームは、入力でのブロードバンド信号120のデータストリームよりも、係数MC・MDETだけ大きくなり得る。チャネルの数は次のとおりである。
N=MWB・MC
【0107】
ミキサー152、チャネルフィルタ(CF)154および整合フィルタ(MF)156は、図7に示すように、ポリフェーズ・フィルタバンク(CMFB)によって実現することができる。ここで、フィルタCF154およびMF156は、ポリフェーズ・フィルタ(CF+MF)に結合される。
【0108】
詳細には、図7は、一実施形態による検出器122の概略ブロック図を示している。検出器122は、(第1)フィルタバンク162およびコリレータ158を含み、フィルタバンク162は、ポリフェーズ・フィルタリング(および例えば、N点DFTまたはN点FFT)によってブロードバンド信号120をN個のサブバンド信号164に分割するように構成され得る。コリレータ158は、例えば、N個のサブバンド信号164を、(既知の)同期シーケンスまたは部分データパケット142に含まれる同期シーケンスと相関させることによって、N個のサブバンド信号164内の部分データパケット142の検出を実行するように構成されてもよい。
【0109】
図7にさらに見られるように、マルチチャネルフィルタリングは、N点DFTを用いて、またはNが2の累乗である場合に、N点FFTを用いて行うことができる。ポリフェーズ係数Pは、フィルタ係数の数NPとチャネルの数Nの比を示し、係数MCによって与えられるチャネル間隔とフィルタの必要な阻止帯域減衰とに依存する。その値は、例えば(典型的には)P=1…2の範囲にある。P=1の場合、NP=Nの一般的なフィルタバンクが得られる。
【0110】
係数によるアンダーサンプリング
DET=fWB/fDET=MWB/MDET
は、ブロードバンド信号内のそれぞれのステップ幅によって実現できる。
【0111】
個々のチャネルの信号は、周波数オフセットなしでデローテーション(Derotation)することにより、ベースバンド信号(サブバンド信号)に変換できる。
【0112】
次の表(表1)は、検出器122のパラメータを要約し、MWB=96のシステム1およびMWB=1024のシステム2の例を述べている。両方のシステムに、例示的にMDET=2およびMC=8を適用する。
【0113】
【表1】
【0114】
典型的に、チャネル数Nが多いため、必要な計算量は非常に多く、検出されたパケットの数にわずかに依存する。
【0115】
2.2 ブロードバンド信号の遅延
パケット検出器122内の処理は、フィルタの遅延と、最初と最後の部分パケット142の同期シーケンス間の間隔との組み合わせであり得る遅延を有する。したがって、ブロードバンド信号120は、このブロードバンド信号がパケットデコーダ124に供給され得る前に、図8に示すように信号リングバッファ170によって遅延されることができる。
【0116】
詳細には、図8は、受信されたブロードバンド信号120をキャッシュして遅延されたブロードバンド信号120’を取得するように構成される信号リングバッファ170の概略ブロック図を示している。つまり、図8は、ブロードバンド信号120の遅延を示している。
【0117】
大規模並列受信用のソフトウェア受信機110では、遅延は、パケットの検出からパケットの実際の処理までに経過しうる時間をさらに含むことができる。
【0118】
2.3 デコーダでの信号処理
図9は、一実施形態によるデコーダ124の概略ブロック図を示している。デコーダ124は、検出器122によって提供された検出パラメータ126(例えば、基準時刻(粗い)tPKT,Cおよび周波数(粗い)fPKT,C)に基づいて、検出された部分データパケットを復号するように構成される。
【0119】
デコーダ124は、例えば、検出器122によって提供される検出パラメータ126(例えば、基準時刻(粗い)tPKT,Cおよび周波数(粗い)fPKT,C)に基づいて、適切な信号部分(例えば、周波数および時間方向において、スイッチ181およびミキサー182によってシンボライズされる)を選択するように構成される、抽出器180を備えることができる。さらに、デコーダ124は、ミキサー182、チャネルフィルタ184、整合フィルタ186、t/f同期188、およびパケット復号化190を備えることができる。
【0120】
図9に見られるように、デコーダでの処理は、検出されたパケットのパラメータ(検出パラメータ126)に基づいて実行することができる。ここで、基準時刻tPKT,Cは、時間的粒度ΔtPKT,C=1/fDETを有するパケット検出器120における検出時刻に一致することができる。周波数fPKT,Cは、パケットが検出された検出器チャネルの中心周波数に一致しうる。粒度ΔfPKT,Cは、チャネル間隔ΔfCに一致できる。
【0121】
図9のスイッチ180およびミキサー182は、パラメータ(検出パラメータ)126に基づく、時間および周波数方向における部分パケット142の信号部分の選択を、シンボライズする。チャネルフィルタ(CF)184において、サンプリングレートへのアンダーサンプリングが実行され得る。
SYNC=MSYNC・fsym
【0122】
割り当てられたアンダーサンプリング係数は次のとおりである。
SYNC=fWB/fSYNC=MWB/MSYNC
【0123】
これにより、後続のt同期tPKT,Fについての粒度ΔtPKT,F=1/fSYNCがもたらされる。値は、例えば(典型的に)MSYNC=4…16の範囲にある。
【0124】
デコーダ124において、チャネルフィルタ(CF)184および整合フィルタ(MF)186はまた、単一のフィルタ(CF+MF)に結合することができる。ここで、例えば、そのフィルタは、図7の検出器124のポリフェーズ・フィルタバンク(CMFB)162と同じ結果をもたらすことができる。フィルタリングは、係数USYNCによるアンダーサンプリングを伴う一般的なポリフェーズ・フィルタリングとして行うことができる。代替的に、周波数ドメインでの高速畳み込みによってフィルタリングを行うこともできる。部分パケットの信号部分は、1ブロック内で高速畳み込みを実行できる程度に短いことが多いため、これも良好な選択肢である。
【0125】
f同期fPKT,Fは、整合フィルタ(MF)186の後の信号のそれぞれの回転によって行うことができる。しかしながら、高レベルの変調方法により高い粒度ΔfPKT,Cに関連して要件が増大した場合、周波数オフセット
ΔfPKT=fPKT,F-fPKT,C
によって引き起こされるシンボル干渉を除去するために、より正確な値fPKT,Fを用いてミキシングとフィルタリングとを繰り返す必要があるかも知れない。
【0126】
t/f同期が実行された後、シンボルレートfsymを有するシンボルが抽出され得、パケット復号化190に供給され得る。
【0127】
次の表(表2)は、デコーダ124の例示的なパラメータを要約している。
【0128】
【表2】
【0129】
図9に示す処理は、検出された部分パケット142ごとに実行される。つまり、必要な計算量は、検出された部分パケット142の数に比例する。大規模な並列受信の場合、計算量は大幅に増加し、検出器122における計算量を超える可能性がある。
【0130】
2.4 パケット検出器とパケットデコーダの相互作用
図10は、一実施形態によるデータ受信機110の概略ブロック図を示している。データ受信機110は、検出器122、デコーダ124、および信号リングバッファ170を含む。
【0131】
検出器122は、部分データパケット142の検出のためにブロードバンド信号120をN個のサブバンド信号164に分割するように構成され得る第1フィルタバンク162を含むことができ、N個のサブバンド信号は、ブロードバンド信号120の異なる(例えば、部分的にオーバーラップする)サブバンドを含むことができる。検出器122は、例えば、N個のサブバンド信号164と、部分データパケット142に含まれたある(既知の)同期シーケンスまたは複数の同期シーケンスとの相関によって、N個のサブバンド信号164内の部分データパケット142の検出を実行するように構成されてもよく、その結果、検出された部分データパケット142について検出パラメータ126(例えば、検出時刻および/または検出周波数)を提供する。
【0132】
例えば、検出器122は、相関およびパケット検出を実行するように構成され得る、相関およびパケット検出166を備えることができる。このために、相関およびパケット検出166は、例えば図7に示されるコリレータ158を含むことができる。
【0133】
信号リングバッファ170は、受信されたブロードバンド信号120をキャッシュして、遅延されたブロードバンド信号120’を提供するように構成されてもよい。
【0134】
デコーダ124は、検出パラメータ126を使用することによって、受信されたブロードバンド信号120(または受信されたブロードバンド信号の遅延バージョン120’)から検出されたデータパケット142を抽出するように構成されてもよい。
【0135】
このため、デコーダ124は、例えば、図9に示す複数の抽出器180とフィルタリング183(例えばチャネルフィルタ184および整合フィルタ186)とを備えることができる。ここで、デコーダ124のチャネルの数は、検出器122のチャネルの数に対応することができる。自明であるが、デコーダ124は、検出器122よりも多いまたは少ないチャネルを含むこともできる。
【0136】
検出されたパケットの数が少ない場合は、図9に示すデータ受信機110の実施形態を問題なく使用することができる。ここでは、部分パケット142を含む信号部分がブロードバンド信号120から抽出されるので、高いアンダーサンプリングUSYNCに起因して高い計算量が発生し、そのことが大規模並列受信を伴う特定の状況下では問題となり得る。
【0137】
図11に示されるデータ受信機110の実施形態は、パケット検出器122からのサブバンド信号164がパケットデコーダ124でも使用され、救済策を提供することができる。
【0138】
詳細には、図11は、さらなる実施形態によるデータ受信機110の概略ブロック図を示している。このデータ受信機110は、検出器122、デコーダ124、および信号リングバッファ170を含む。
【0139】
検出器122は、部分データパケット142を検出するためにブロードバンド信号120をN個のサブバンド信号164に分割するように構成され得る第1フィルタバンク162を備えることができ、N個のサブバンド信号164は、ブロードバンド信号120の異なる(例えば部分的にオーバーラップする)サブバンドを含む。検出器122は、例えば、N個のサブバンド信号164と、部分データパケット142に含まれた1つの(既知の)同期シーケンスまたは複数の同期シーケンスとの相関によって、N個のサブバンド信号164内の部分データパケット142の検出を実行するように構成されてもよく、それにより、検出された部分データパケット142について検出パラメータ126(例えば、検出時刻および/または検出周波数)を提供する。
【0140】
例えば、検出器122は、相関およびパケット検出を実行するように構成され得る相関およびパケット検出166を備えることができる。このため、相関およびパケット検出166は、例えば、図7に示されるコリレータ158を含むことができる。
【0141】
信号リングバッファ170は、検出器122の第1フィルタバンク162によって提供されるN個のサブバンド信号164をキャッシュするように構成することができる。
【0142】
デコーダ124は、検出パラメータ126(例えば、検出時刻および/または検出周波数)を使用して、例えば、フィルタリング(例えばチャネルフィルタおよび/または整合フィルタ)および(細かい)時間および/または周波数同期によって、信号リングバッファ170においてキャッシュされたそれぞれのサブバンド信号164から、検出された部分データパケット142を抽出するよう構成されてもよい。
【0143】
このため、デコーダ124は、例えば、複数の抽出器180および補間フィルタ185を含むことができる。ここで、デコーダ124のチャネルの数は、検出器122のチャネルの数Nに対応することができる。自明であるが、デコーダ124は、検出器122よりも多いまたは少ないチャネルを含むこともできる。
【0144】
図11において、セレクタ(SEL)およびスイッチは、パケット検出器122のそれぞれのサブバンド信号164からの部分パケットの信号部分の抽出をシンボライズする。パケット検出器122のポリフェーズ・フィルタバンク162における信号のデローテーションに起因して、ミキシングは必要とされない。
【0145】
この装置では、係数
SYNC/fDET=MSYNC/MDET
によるオーバーサンプリング(補間)を実行することができる。選択的フィルタリングはパケット検出器122内のポリフェーズ・フィルタによってすでに実行されており、したがって周波数ドメインでの単純な補間を使用することができるので、関連する計算量は大幅に少なくなる。それにより、図10に示されるデータ受信機110の実施形態と比較して、大規模な並列受信に伴う計算量が大幅に削減される。
【0146】
しかしながら、図11に示されるデータ受信機110の実施形態はまた、検出器信号(サブバンド信号164)のデータストリームが、ブロードバンド信号120のデータストリームよりも、表1に記載される係数KDET分だけ大きいような、特定の状況下で不利である。それにより、信号リングバッファ170の必要なサイズも係数KDET分だけ増加する。KDETの値は、例えば、(例えば典型的には)8~16の範囲である。高い帯域幅を有するブロードバンド信号120の場合、ブロードバンド信号のデータストリームは、すでに高い値を呈している。これらの場合、さらに大幅な増加は問題であるか、または不可能ですらある。一例として、MWB=1024およびシンボルレートfsym=2kBaudを有するシステム2の値が示されている。この場合、ブロードバンド信号120のサンプリングレートfWBは、2048kspsである。1パケットの部分パケット142の不連続放出に約5秒かかり、複素数値ブロードバンド信号が複素サンプリング値あたり8バイトの浮動小数点フォーマットであると仮定すると、ブロードバンド信号のデータストリームは60メガバイト/秒であり、ブロードバンド信号用の信号リングバッファのメモリサイズは80メガバイトである。これにより、検出器信号のメモリサイズは1280メガバイトになり、信号リングバッファの係数はKDET=16になる。他のデータフォーマットを使用することにより、メモリサイズを削減できるが、上述の2つの変形例間の係数KDETはほぼ維持される。
【0147】
次の表(表3)は、図10および図11のデータ受信機110の2つの実施形態の特徴を要約している。
【0148】
【表3】
【0149】
2.5 ブロードバンド信号の事前分割(Vorzerlegung)の使用
図12は、さらなる実施形態によるデータ受信機110の概略ブロック図を示している。データ受信機110は、検出器122、デコーダ124、第2フィルタバンク172、および信号リングバッファ170を含む。
【0150】
検出器122は、部分データパケット142を検出するためにブロードバンド信号120をN個のサブバンド信号164に分割するように構成され得る第1フィルタバンク162を含むことができ、N個のサブバンド信号は、ブロードバンド信号120の異なる(例えば、部分的にオーバーラップする)サブバンドを含む。検出器122は、例えば、N個のサブバンド信号164と部分データパケット142に含まれる1つの(既知の)同期シーケンスまたは複数の同期シーケンスとの相関によって、N個のサブバンド信号164内の部分データパケット142の検出を実行し、検出された部分データパケット142に対して検出パラメータ126(例えば、検出時刻および/または検出周波数)を提供するように構成されてもよい。
【0151】
例えば、検出器122は、相関およびパケット検出を実行するように構成され得る相関およびパケット検出166を備えることができる。このため、相関およびパケット検出166は、例えば、図7に示されるコリレータ158を含むことができる。
【0152】
第2フィルタバンク172は、検出された部分データパケット142を復号するために、ブロードバンド信号120をNIM個のサブバンド信号174に分割するように構成されてもよく、NIM個のサブバンド信号174は、ブロードバンド信号120の異なる(例えば、部分的にオーバーラップする)サブバンドを含む。
【0153】
ここで、検出された部分データパケット142を復号するために第2フィルタバンク172によって提供されるサブバンド信号174のサブバンド信号数NIMは、少なくとも2つの部分データパケット142を検出するための検出器122の第1フィルタバンク162によって提供されるサブバンド信号164のサブバンド信号数Nよりも少なくなり得る。
【0154】
信号リングバッファ170は、第2フィルタバンク172によって提供されるNIM個のサブバンド信号174をキャッシュするように構成されてもよい。
【0155】
デコーダ124は、検出パラメータ126(例えば、検出時刻および/または検出周波数)を使用して、例えば、フィルタリング(例えば、チャネルフィルタおよび/または整合フィルタ)および(細かい)時間と周波数の同期によって、信号リングバッファ170内でキャッシュされたそれぞれのサブバンド信号174から、検出された部分データパケットを抽出するように構成され得る。
【0156】
例えば、デコーダ124は、検出された部分データパケットを復号するためにNIM個のサブバンド信号174の適切なサブバンド信号を選択し、それぞれのサブバンド信号から検出された部分データパケット142を抽出するように構成されてもよい。例えば、デコーダ124は、それぞれの検出パラメータ(例えば、検出時刻および/または検出周波数)を使用することによって、それぞれの検出された部分データパケットを復号するための適切なサブバンド信号の適切な(時間)部分を選択し、選択されたサブバンド信号からそれぞれの検出された部分データパケットを、例えばフィルタリング(例えばチャネルフィルタおよび/または整合フィルタ)および(細かい)時間と周波数の同期によって、抽出することができる。
【0157】
このため、デコーダ124は、例えば、複数の抽出器180とフィルタ(例えば、チャネルフィルタおよび/または整合フィルタ)183とを備えることができる。
【0158】
図12に示されるデータ受信機110の実施形態は、ブロードバンド信号120の事前分割に基づいている。それにより、大規模な並列受信を伴う計算量とメモリ要件との間の妥協点を見つけることができる。
【0159】
ブロードバンド信号120は、図13に示されるように、追加のポリフェーズ・フィルタバンク(IMFB)172を用いて、オーバーラップするサブバンドに事前分割(vorzerlegt)されてもよい。
【0160】
詳細には、図13は、一実施形態による第2フィルタバンク172の概略ブロック図を示している。図13に見られるように、第2フィルタバンク172は、ポリフェーズ・フィルタリングとN点DFTまたはN点FFTとによって、ブロードバンド信号120を複数のサブバンド信号174に分割するように構成されてもよい。
【0161】
ここで、サンプリングレートは事前分割レートfIMへと低減され得る。割り当てられたアンダーサンプリング係数は次のとおりである。
IM=fWB/fIM=MWB/MIM
【0162】
デコーダ124のサンプリングレートfSYNCを参照して、3つのケースを区別する必要がある。
1.fIM>fSYNC:フィルタリング(CF+MF)183でのアンダーサンプリングが必要
2.fIM<fSYNC:フィルタリング(CF+MF)183でのオーバーサンプリングが必要
3.fIM=fSYNC:サンプリングレートの変更は必要ない
【0163】
事前分割中の計算量に関しては、ケース1が最も有利であり、ケース2が最も不利である。パケットデコーダ124における計算量に関しては、それはまったく逆である。メモリ要件に関しては、サンプリングレートfIMを下げるときにチャネルの数NIMを増やす必要があるため、優先順位はない。
【0164】
事前分割では、(例えば必要な)オーバーラップ中のサブバンドの帯域幅の合計がブロードバンド信号120の帯域幅よりも大きいため、データストリームも増加する。増加の係数は次のとおりである。
IM=NIM・fIM/fWB=NIM・MIM/MWB
【0165】
しかしながら、実際には、この係数は最大でも値2を呈する。すなわち、サブバンド信号174の合計データストリームが、ブロードバンド信号120のデータストリームの最大で2倍に達する。
【0166】
ポリフェーズ・フィルタバンク(IMFB)172のポリフェーズ・フィルタ(IMF)は、2つの条件を満たすことができる。
・隣接するフィルタチャネルの通過帯域は、少なくとも部分パケット142の帯域幅BS分だけオーバーラップできるため、この領域の部分パケット142は、大きな歪みなしに一方または他方のフィルタチャネルから抽出できる。図14を参照されたい。フィルタ設計では、利用可能なマージンを十分に活用できる。
S=BIM-ΔfCIM
・通過帯域の帯域幅BIMと阻止帯域幅BIMSとの合計が値2・fIMを超えることはできないため、オーバーラップ領域にはエイリアス生産物(Alias-Produkten)がない。図15を参照されたい。ここで、フィルタ設計で使用可能なマージンは、また十分に活用され得る。
IM+BIMS=2・fIM
【0167】
次の関係が適用される。
部分パケットの帯域幅:BS=bS・fsym ここでbS=1…2
通過帯域領域の帯域幅:BIM=bIM・fIM ここでbIM<1
チャネル間隔:ΔfCIM=fWB/NIM
【0168】
IM=MIM・fsymおよびfWB=MWB・fsymの場合、次の条件が発生する。
IM>MWB/(MIM-bS
【0169】
SとMWBの値は事前に決定されている。条件を満たす値のペア(MIM、NIM)から、予想される最大パケットレートでの大規模並列受信時に計算量が最小になる値ペアが選択される。したがって、各値のペア(MIM、NIM)に対して、割り当てられたポリフェーズ・フィルタ(IMF)が、通過帯域領域の正規化された帯域幅
IM/fWB=bS/MWB+1/NIM
と正規化された阻止帯域幅
IMS/fWB=(2・MIM-bS)/MWB-1/NIM
とを用いて設計され得る。
【0170】
十分に高い阻止減衰を得るために必要な係数の数NPIMは、通常、チャネル数NIMよりも有意に大きい。必要なポリフェーズ係数
IM=NPIM/NIM
は、例えば、(通常は)6~10の範囲である。
【0171】
一例として検討されているシステム1の場合、MWB=96およびMSYNC=12が適用される。部分パケットの帯域幅には、bS=2が適用される。次の条件が発生する。
IM>96/(MIM-2)
【0172】
デコーダ124でサンプリングレートを変更する必要がないケース3を取得するには、MIM=MSYNC=12を適用する必要がある。これから、チャネル数について以下の結果が得られる:NIM>9,6。したがって、理論的には、長さNIM=10のDFTを使用できる。ただし、ここでは、係数bIMが1に非常に近いため、ポリフェーズ・フィルタ(IMF)は非常に多くの係数を持つ必要がある。この場合、長さNIM=16のFFTを用いて良好な妥協点が得られる。この場合、フィルタの正規化された帯域幅に対して次の値が得られる。
IM/fWB=2/96+1/16=0,0833
IMS/fWB=(2・12-2)/96-1/16=0,1667
【0173】
阻止帯域の減衰が80dBを超えるそれぞれのフィルタ設計では、NPIM=96の係数を持つフィルタが得られる。ポリフェーズ係数はPIM=6である。データストリームは次の係数によって増加する。
IM=NIM・MIM/MWB=16・12/96=2
【0174】
デコーダでの計算量に関しては、例えばMIM=6のように、MIMの値を低くすることが望ましい。これにはNIM>24が必要である。この場合、長さがNIM=32のFFTが適している。これにより、予想される最大パケットレートに必要な全体的な計算量が削減され得るかどうかは、実験的に判断する必要があるであろう。
【0175】
一般に、MIMの最適値はパケットレートの増加とともに減少することが適用される。ここで、上記の条件の分母にある-bSという用語は、MIMがbSに近づくと、チャネルの数NIMが大幅に増加するという効果を有する。この領域では、データストリームもさらに増加する。図10および図11の設計は、限定的なケースと見なされる。
図10に示されるデータ受信機110の実施形態は、非常に低いパケットレートにとって最適である。この場合、事前分割のための追加の計算量は、パケットデコーダ124における減少した計算量によって補償することができない。
図11に示されるデータ受信機110の実施形態は、計算量に関して非常に高いパケットレートにとって最適である。この実施形態は、事前分割のサブバンドがそれぞれ受信チャネルを形成し、関連する3つのフィルタ、即ち事前分割フィルタ(IMF)、チャネルフィルタ(CF)、および整合フィルタ(MF)が1つのフィルタに結合される、最大事前分割の限定的なケースに当てはまる。ただし、データストリームは大幅に増加する。
【0176】
サブバンドからの部分パケット124の信号部分の抽出は、4つのステップで行うことができる。図12を参照されたい。
1.信号部分が存在するサブバンドを決定(SEL)
2.サブバンドの信号から信号部分を抽出(SW)
3.信号部分を周波数位置ゼロにミキシング(M)
4.フィルタによる信号部分の高速畳み込み(CF+MF)
【0177】
通常、信号部分が短いため、1つのブロック内で高速畳み込みが行われる可能性がある。これは次の3つのステップを含む。
1.周波数ドメインでのFFTによる信号部分の変換
2.フィルタの周波数ドメイン表現を用いた乗算(CF+MF)
3.IFFTによる時間ドメイン領域への再変換
【0178】
IM≠fSYNCまたはMIM≠MSYNCの場合、必要なアンダーサンプリングまたはオーバーサンプリングは、変換された部分を周波数ドメインで短縮または拡張(ゼロスタッフィング)することによって行われる。その場合、IFFTはFFTよりも短いか長い。
【0179】
3.さらなる実施形態
3.1 検出器とデコーダの個別処理
一般に、受信機では、システムの必要な計算能力を検出器が決定する。テレグラムが検出器で検出された場合、(おそらく)送信されたデータを抽出するために、テレグラムをさらに処理する必要がある。システムが「追加の」検出を処理するためには、平均して基地局に到着するテレグラムのおよその数を推定する必要がある。これらのテレグラムは、必要な計算能力の計算に組み込まれなければならない。
【0180】
典型的に、これらの検出は、同じプロセスでの検出の直後に処理される。これには、処理に必要なデータをキャッシュする必要がないという利点がある。テレグラムの大規模な並列受信の場合、テレグラムの追加処理のために検出器の計算能力がもはや十分ではないため、このアプローチは実装できない。
【0181】
これに対する解決策は、検出器とデコーダを別々に処理することである(図3を参照)。検出が成功すると、検出器120は、検出パラメータ126を、後続の処理を行うデコーダ124に送信する。それにより、検出器102の計算能力は(ほぼ)一定のままであり、推定がより容易になる。
【0182】
複数の演算カーネル(CPU)を有するシステムでは、デコーダ124は、1つ/複数のさらなるカーネルまたは異なるプロセッサ上で処理することができる。デコーダ124の計算能力の計算は、結合型の検出器/デコーダを有するシステムと同様に実行される。
【0183】
さらに、データインターフェースを介して互いに接続された異なる信号処理ユニット(例えば、FPGAの検出器、DSPまたはGPPのデコーダ)上で、検出器122およびデコーダ124を動作させることも可能である。
【0184】
任意であるが、検出されたテレグラムごとに個別のデコーダプロセスを開始できる。このプロセスは、復号に必要なデータが利用可能になるまで待機する。また、データの一部を受信した後、最初の復号テストをすでに開始し、それが成功した場合は、再度終了することができる。したがって、それ以上のデータを復号する必要はない。テストが成功しなかった場合、デコーダはさらなるデータを待ち、後でさらなる復号テストを開始できる。
【0185】
このタイプの処理のもう1つの利点は、個々の検出を並列処理するオプションである。このようにして、後で検出された短いテレグラムを、さらにデータが必要なテレグラムよりも早く処理できる。これにより、システムの待ち時間が最小化されるため、システムの最大メモリ長を短縮できる。
【0186】
この方法のさらなる利点は、検出されたテレグラムの数が(短期的に)多すぎる場合、検出器を停止させる必要なく、個々の検出されたテレグラムを非常に簡単に破棄できることである。これにより、後続のテレグラムは(短期的な)過負荷の影響を受けない。検出されたテレグラムが破棄される選択は、オーバーフローバッファの助けを借りるか、又は検出パラメータ(時刻、周波数オフセット、SNR)に基づいて、行うことができる。
【0187】
実施形態では、検出器122およびデコーダ124は、異なるモジュールで実行することができる。マルチコアシステムでは、検出器122は、デコーダ124とは異なるスレッドで、別のプロセッサ上のマルチプロセッサシステムにおいて実行することができる。検出パラメータ126だけが、検出器122とデコーダ124との間で交換される。
【0188】
実施形態では、検出時刻は、パケット検出器122によって「データベース」に格納され、パケットデコーダ124によってこのデータベースから回収されて、復号化を実行することができる。システムの(短期的な)過負荷の間、検出された個々のテレグラムを即座に処理することはできないが、これらテレグラムはデータベースから次々に取り出されて処理される。
【0189】
3.1.1 検出器とデコーダ間のデータストレージ
3.1.1.1 ブロードバンド信号用の信号リングバッファ
第2.4章によれば、信号リングバッファ170が使用され、これは、ブロードバンド信号120を直接、すなわちサブバンドに分割することなくキャッシュする。検出されたテレグラムにおいて、デコーダ124は、ブロードバンド信号に直接アクセスし、必要なテレグラムを抽出する。
【0190】
ストレージに関しては、リングバッファ170がブロードバンド信号120のデータ量のみを記憶するので、このアプローチが最良の解決策である。それとは逆に、ブロードバンド信号をサブバンドに分割することにより、データ量が増加する。
【0191】
実施形態では、検出器122とデコーダ124との間のデータストレージ170は、いかなる特別なさらなる処理なしにブロードバンド信号120を含むことができる。
【0192】
実施形態では、デコーダ124は、DDC(デジタルダウンコンバータ)によってブロードバンド信号120からシンボルを抽出することができる。
【0193】
3.1.1.2 サブバンド信号用の信号リングバッファ
ブロードバンド信号120を記憶する代わりに、フィルタバンク162のサブバンド信号164がまた、第2.4章のように記憶され得る。これは、デコーダ124がサブバンド信号164を直接処理することができ、したがってDDCがもはや必要でないという利点を有する。これにより、DDCの計算量が省略される。欠点は、データ量が多いため、メモリ要件が増えることである。
【0194】
デコーダ124のオーバーサンプリング係数MSYNCが、検出器122のオーバーサンプリング係数MDETよりも高い場合、係数MSYNC/MDETによるオーバーサンプリングは、デコーダ124の前に、例えば補間器によって実行することができる。
【0195】
検出器122のサブバンド信号164を完全に記憶する代わりに、2番目、3番目、4番目毎のサブバンド信号だけをデータストレージ170に記憶することができる。例えば、2つの隣接するサブバンド間の周波数間隔は、検出器のコリレータにおける許容誤差によって決定することができる。デコーダでの処理については、より低い周波数間隔で十分であるため、デコーダですべてのサブバンドが必要になるわけではなく、2番目、3番目毎などでよい。
【0196】
任意であるが、これは時間方向でも行うことができ、関連するサブバンド信号の2番目、3番目、4番目ごとのサンプリング値だけが記憶される。これにより、メモリ要件が削減される。検出器のサンプリングレートFDETも、コリレータの許容誤差によって決定できる。これは、FDETが非常に高く、デコーダへの送信には低減されたサンプリングレートで十分な場合に起こりうる。
【0197】
実施形態では、検出器122とデコーダ124との間のデータストレージ170は、検出フィルタバンク162から抽出される信号を含むことができる。
【0198】
実施形態では、メモリ要件を減らすために、2番目、3番目、4番目ごとのサブバンド信号だけ、および/またはサブバンド信号の2番目、3番目、4番目ごとのサンプリング値だけを信号リングバッファに格納してもよい。
【0199】
実施形態では、デコーダ124は、検出器と同様に、復号のために、フィルタバンクからシンボルまたはシンボルの一部(SFTの第2、第3、…行ごとのみ)を抽出することができる。
【0200】
実施形態では、サブバンド信号は、フィルタバンクのDFT/FFTの出力信号であり得る。
【0201】
3.1.1.3 デコーダおよび検出器のための個別のフィルタバンク
このアプローチは、2.5章で例示的に説明されている。このアプローチは、必要な計算能力とメモリ要件の最適条件を表している。
【0202】
このシステムの特徴は次のとおりである。
パケット検出器122にサブバンド信号164を提供するための第1ポリフェーズ・フィルタバンク(CMFB)162または他の帯域分割
・パケットデコーダ124における計算量を最小化するように、入力信号からサブバンド信号174への事前分割のための第2ポリフェーズ・フィルタバンク(IMFC)172、または他の帯域分割
・任意であるが、必要となる可能性のあるアンダーサンプリングまたはオーバーサンプリングを含む、ブロック内の高速畳み込みによる部分パケット142の信号部分のフィルタリング
【0203】
実施形態では、デコーダは、検出パラメータの助けを借りて、割り当てられたサブバンド信号から必要な信号部分を抽出することができる。
【0204】
3.1.2 検出器およびデコーダの別個の処理との同期
典型的に、検出器とデコーダは相前後して処理を実行する。
【0205】
検出器はテレグラムを検出する作業を引き受け、デコーダはテレグラムを同期させる作業を引き受ける。
【0206】
その結果、1つのテレグラムだけが並行して検出され得るという制限が生じる。ただし、(例えば、クォーツ許容値または系統的オフセットにより)データレートと比較して比較的高い周波数オフセットを持つシステムでは、テレグラムは複数の周波数で並列に送信される可能性がある。
【0207】
この並列検出を実現させるために、検出作業は複数の周波数仮説(Frequenzhypothesen)を調査することができる。
【0208】
3.1.2.1 検出器での同期
複数の周波数仮説を調査し、しきい値を超えるものを選択することは、周波数同期に対応する。同様に、時間方向の検出は時間同期に対応する。
【0209】
典型的には、検出器122における時間方向および周波数方向のオーバーサンプリングは、後続のデコーダ124におけるオーバーサンプリングよりも低い。これらは、結合された検出および同期について増加されることができ、および/または同期の分解能を上げるため、補間が隣接チャネル/隣接時刻の助けを借りて実行され得る。
【0210】
実施形態では、検出器は、同期の能力によって拡張されることができる。
【0211】
実施形態では、検出が行われたとき、テレグラムがデコーダに送信される前に、まず周波数および時間オフセットが決定され得る。
【0212】
3.1.2.2 検出器及びデコーダにおける2段階同期
前の章で説明した方法には、通常、周波数および時間方向における検出のより細かい分解能が必要であり、そのため検出器でより多くの計算能力が必要になる、という欠点がある。
【0213】
この問題を防止し、複数の周波数で並列検出を実行できるようにするために、図9に示すように2つの部分からなる同期を使用できる。
【0214】
ここでは、時間方向および周波数方向で必要な分解能で検出が実行される(粗い同期tPKT,C/fPKT,C)。検出が行われると、時刻および周波数は、選択された分解能でデコーダ124に送信される。デコーダがこれらの2つのパラメータを使用し、残りの精度内でのみ同期(細かい同期tPKT,F/fPKT,F)を実行する。
【0215】
この方法のさらなる利点は、デコーダ124が、粗い同期に起因する、より自由度の少ない時間および周波数の仮説をテストすべきことになり、したがって、必要な計算能力がより低く済むことである。
【0216】
実施形態では、検出器122は、粗い時間および周波数オフセット(検出パラメータ)をデコーダ124に提供することができる。
【0217】
実施形態では、デコーダ124は、検出器122の粗い同期の精度に基づいて細かい同期を計算することができる。検出器122での同期中に得られる粗い周波数オフセットfPKT,Cは、細かい同期の前に補償される。
【0218】
3.1.3 検出器およびデコーダのフィルタバンク用の様々なフィルタ
2つの別々のフィルタバンクを使用することによって、又はブロードバンド信号をリングバッファに直接格納できる場合、異なるフィルタ特性を使用する選択肢がある。
【0219】
したがって、整合フィルタ(MF)の代わりに、検出中に近似を使用でき、これは改善された阻止帯域減衰を有し、したがって、マルチチャネル受信における個別送信の選択を改善する。
【0220】
デコーダ124において、同期特性を改善するフィルタ特性(MFKにおいて、例えば、MFの代わりにRCまたはRRCフィルタ)を使用することが有利であり得る。
【0221】
実施形態では、検出器/デコーダの機能を改善する異なるフィルタ特性を、フィルタまたはフィルタバンク内で使用することができる。
【0222】
実施形態では、FFTまたはDFTを使用するフィルタバンクIMFBを使用することができる。
【0223】
実施形態では、FFTまたはDFTを使用しない方法など、ブロードバンド信号をサブバンドに断片化するための他の方法を使用することができる。
【0224】
4.[さらなる実施形態]
図16は、ブロードバンド信号を受信するための方法200のフロー図を示し、ここで、ブロードバンド信号は、異なる周波数[例えば、周波数チャネル]にわたって分散される少なくとも2つの部分データパケットを含む。方法200は、ブロードバンド信号内の少なくとも2つの部分データパケットを検出して、検出された部分データパケットのための少なくとも1つの検出パラメータを提供するステップ202を含む。さらに、方法200は、検出パラメータを使用して検出された部分データパケットを復号するステップ204を含み、ここで、検出および復号は、互いに別々に実行および処理され得る。
【0225】
図17は、ブロードバンド信号を受信するための方法210のフロー図を示し、ここで、ブロードバンド信号は、異なる周波数[例えば、周波数チャネル]にわたって分散される少なくとも2つの部分データパケットを含む。方法210は、受信されたブロードバンド信号をフィルタバンクでフィルタリングして、部分データパケットの[例えば後続の]検出または復号のために、受信されたブロードバンド信号を複数のサブバンド信号に分割するステップ212を含み、ここで、複数のサブバンド信号は、ブロードバンド信号の異なる[例えば、部分的にオーバーラップする]サブバンドを含み、フィルタバンクはポリフェーズ・フィルタを含む。
【0226】
いくつかの態様は装置の文脈で説明されてきたが、これらの態様は対応する方法の説明も表すことは明らかであり、その結果、装置のブロックまたはデバイスはまた、それぞれの方法ステップまたは方法ステップの特徴に対応する。同様に、方法ステップの文脈で説明される態様はまた、対応するブロックまたは対応する装置の詳細または特徴の説明を表す。方法ステップのいくつかまたはすべては、マイクロプロセッサ、プログラム可能なコンピュータ、または電子回路などのハードウェア装置によって(またはハードウェア装置を使用して)実行され得る。いくつかの実施形態では、最も重要な方法ステップのいくつかまたはいくつかは、そのような装置によって実行され得る。
【0227】
特定の実装要件に応じて、本発明の実施形態は、ハードウェアまたはソフトウェアで実装することができる。実装は、デジタル記憶媒体、例えばフレキシブルディスク、DVD、ブルーレイディスク、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROMまたはフラッシュメモリ、ハードドライブまたは他の電子的に読み取り可能な制御信号が格納された磁気または光メモリを使用して実行することができ、これらは、それぞれの方法が実行されるように、プログラム可能なコンピュータシステムと協調するか、または協調することができる。したがって、デジタル記憶媒体はコンピュータで読み取り可能であり得る。
【0228】
本発明によるいくつかの実施形態は、本明細書に記載の方法の1つが実行されるように、プログラム可能なコンピュータシステムと協調することができる電子的に読み取り可能な制御信号を含むデータキャリアを含む。
【0229】
一般に、本発明の実施形態は、プログラムコードを備えたコンピュータプログラム製品として実装することができ、プログラムコードは、コンピュータプログラム製品がコンピュータ上で実行されるときに方法の1つを実行するために動作可能である。
【0230】
プログラムコードは、例えば、機械可読キャリアに格納され得る。
【0231】
他の実施形態は、本明細書に記載の方法のうちの1つを実行するためのコンピュータプログラムを含み、コンピュータプログラムは、機械可読キャリア上に格納される。言い換えれば、本発明の方法の実施形態は、したがって、コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されるときに、本明細書に記載の方法の1つを実行するためのプログラムコードを含むコンピュータプログラムである。
【0232】
したがって、本発明の方法のさらなる実施形態は、本明細書に記載の方法の1つを実行するためのコンピュータプログラムをその上に記録したデータキャリア(またはデジタル記憶媒体またはコンピュータ可読媒体)である。データキャリア、デジタル記憶媒体、またはコンピュータ可読媒体は、通常、有形または不揮発性である。
【0233】
したがって、本発明の方法のさらなる実施形態は、本明細書に記載の方法の1つを実行するためのコンピュータプログラムを表すデータストリームまたは信号のシーケンスである。データストリームまたは信号のシーケンスは、例えば、データ通信接続を介して、例えばインターネットを介して転送されるように構成され得る。
【0234】
さらなる実施形態は、本明細書に記載の方法の1つを実行するように構成または適合された処理手段、例えば、コンピュータ、またはプログラマブルロジックデバイスを含む。
【0235】
さらなる実施形態は、本明細書に記載の方法のうちの1つを実行するためのコンピュータプログラムをその上にインストールしたコンピュータを含む。
【0236】
本発明によるさらなる実施形態は、本明細書に記載の方法の少なくとも1つを実行するためのコンピュータプログラムを受信機に送信するように構成された装置またはシステムを含む。送信は、例えば、電子的または光学的であり得る。受信機は、例えば、コンピュータ、モバイルデバイス、メモリデバイスまたは同様のデバイスであり得る。装置またはシステムは、例えば、コンピュータプログラムを受信機に送信するためのファイルサーバを含み得る。
【0237】
いくつかの実施形態では、プログラマブルロジックデバイス(例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ、FPGA)を使用して、本明細書に記載の方法の機能のいくつかまたはすべてを実行することができる。いくつかの実施形態では、フィールドプログラマブルゲートアレイは、本明細書に記載の方法の1つを実行するためにマイクロプロセッサと協調することができる。一般に、これらの方法は、好ましくは、任意のハードウェア装置によって実行される。これは、コンピュータプロセッサ(CPU)などの普遍的に適用可能なハードウェア、またはASICなどの方法に固有のハードウェアにすることができる。
【0238】
本明細書に記載の装置は、例えば、ハードウェア装置を使用することによって、またはコンピュータを使用することによって、またはハードウェア装置とコンピュータの組み合わせを使用することによって実施することができる。
【0239】
本明細書に記載の装置または本明細書に記載の装置の任意の構成要素は、少なくとも部分的にハードウェアおよび/またはソフトウェア(コンピュータプログラム)に実装され得る。
【0240】
本明細書に記載の方法は、例えば、ハードウェア装置を使用することによって、またはコンピュータを使用することによって、またはハードウェア装置とコンピュータの組み合わせを使用することによって実施することができる。
【0241】
本明細書に記載の方法または本明細書に記載の方法の任意の構成要素は、少なくとも部分的にハードウェアおよび/またはソフトウェア(コンピュータプログラム)によって実行され得る。
【0242】
上記の実施形態は、本発明の原理を単に例示するものである。本明細書に記載の装置および詳細の修正および変形は、当業者には明らかであることが理解される。したがって、本発明は、本明細書の実施形態の説明および説明によって提示される特定の詳細によってではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ制限されることが意図されている。
[請求項1]
データ受信機(110)であって、
前記データ受信機(110)はブロードバンド信号(120)を受信するように構成され、前記ブロードバンド信号(120)は、時間および/または周波数で分散された少なくとも2つの部分データパケット(142)を含み、
前記データ受信機(110)は、前記ブロードバンド信号(120)内の前記少なくとも2つの部分データパケット(142)の検出を実行し、検出された部分データパケット(142)について少なくとも1つの検出パラメータ(126)を提供するように構成され、
前記データ受信機(110)は、前記少なくとも1つの検出パラメータ(126)を使用することによって、前記検出された部分データパケット(142)の復号を実行するように構成され、
前記データ受信機(110)は、検出および復号を互いに別個に実行または処理するように構成され、
前記少なくとも2つの部分データパケット(142)はパイロットシーケンスを含み、
前記データ受信機(110)は、前記ブロードバンド信号(120)内の前記少なくとも2つの部分データパケット(142)を前記パイロットシーケンスに基づいて検出するよう構成され、
前記データ受信機(110)は、当該データ受信機(110)の利用可能な計算能力に依存して復号を実行するように構成され、
前記データ受信機(110)は、十分な計算能力が利用可能なとき、1つの検出された部分データパケット(142)の復号を実行するように構成される、
データ受信機(110)。
[請求項2]
前記データ受信機(110)は、前記検出を連続的に実行するように構成される、
請求項1に記載のデータ受信機(110)。
[請求項3]
前記データ受信機(110)は、異なるプロセスで検出および復号を実行または処理するように構成される、
請求項1又は2に記載のデータ受信機(110)。
[請求項4]
前記データ受信機(110)は、前記データ受信機(110)の異なるプロセッサ上で、または前記データ受信機(110)のプロセッサの異なるプロセッサカーネルまたはスレッド上で、検出および復号を実行または処理するように構成される、
請求項1~3のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
[請求項5]
前記データ受信機(110)は、データインターフェースを介して互いに接続された別個の信号処理手段を含み、
前記データ受信機(110)は、異なる信号処理手段で検出および復号を実行または処理するように構成される、
請求項1~4のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
[請求項6]
前記少なくとも2つの部分データパケット(142)は、第1の複数の部分データパケットおよび第2の複数の部分データパケットを含み、
前記第1の複数の部分データパケットは、いくつかの周波数チャネル上でかつ異なる時点で分散された第1の複数の部分データパケットに分割されて送信される第1データを含み、
前記第2の複数の部分データパケットは、いくつかの周波数チャネル上でかつ異なる時点で分散された第2の複数の部分データパケットに分割されて送信される第2データを含み、
前記データ受信機(110)は、前記第1の複数の部分データパケットの検出された部分データパケットの復号と、前記第2の複数の部分データパケットの検出された部分データパケットの復号とを並行して実行するように構成される、
請求項1~5のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
[請求項7]
前記第1の複数の部分データパケットおよび第2の複数の部分データパケットは、同じデータ送信機(100)によって送信されたものであるか、または、
前記第1の複数の部分データパケットおよび第2の複数の部分データパケットは、異なるデータ送信機によって送信されたものである、
請求項6に記載のデータ受信機(110)。
[請求項8]
前記データ受信機(110)は、それぞれの複数の部分データパケットの全ての部分データパケットが検出されたとき、または符号化が導入する送信側の冗長性を考慮した上で正常と想定される復号のためにそれぞれの複数の部分データパケットの十分な部分データパケットが検出されたとき、第1の複数の部分データパケットまたは第2の複数の部分データパケットの検出された部分データパケットの復号を、他の復号とは独立して開始するように構成される、
請求項6又は7に記載のデータ受信機(110)。
[請求項9]
前記データ受信機(110)は、復号のために、受信されたブロードバンド信号(120)またはブロードバンド信号のさらに処理されたバージョン(164,174)をキャッシュするように構成される、
請求項1~8のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
[請求項10]
前記ブロードバンド信号のさらに処理されたバージョンは、複数のサブバンド信号に分割されたブロードバンド信号のバージョン(164,174)である、
請求項9に記載のデータ受信機(110)。
[請求項11]
前記データ受信機(110)は、ブロードバンド信号のあるバージョン、またはブロードバンド信号のサンプリングレートに対して時間および/または周波数でアンダーサンプリングされたブロードバンド信号のさらに処理されたバージョンを、キャッシュするように構成される、
請求項9又は10に記載のデータ受信機(110)。
[請求項12]
前記データ受信機(110)は、前記受信されたブロードバンド信号(120)をキャッシュするように構成され、
前記データ受信機(110)は、アンダーサンプリングUを実行するように構成される、
請求項11に記載のデータ受信機(110)。
[請求項13]
前記データ受信機(110)は、少なくとも2つの部分データパケット(142)を検出するためにブロードバンド信号(120)を複数のサブバンド信号(164)に分割するように構成され、前記複数のサブバンド信号(164)は前記ブロードバンド信号(120)の異なるサブバンドを含み、
前記データ受信機(110)は、前記複数のサブバンド信号(164)の異なるサブバンドにおいて少なくとも2つの部分データパケット(142)の検出を実行するように構成される、
請求項1~12のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
[請求項14]
前記データ受信機(110)は、ポリフェーズ・フィルタリングまたはポリフェーズ・フィルタバンク(162)によって前記ブロードバンド信号を複数のサブバンド信号(164)に分割するように構成される、
請求項13に記載のデータ受信機(110)。
[請求項15]
前記データ受信機(110)は、前記ブロードバンド信号を複数のサブバンド信号(164)に分割するときに、アンダーサンプリングU DET を実行するように構成される、
請求項13又は14に記載のデータ受信機(110)。
[請求項16]
前記少なくとも2つの部分データパケット(142)は、第1の複数の部分データパケットを含み、
前記第1の複数の部分データパケットは、いくつかの周波数チャネル上で異なる時点で分散された第1の複数の部分データパケットに分割されて送信される第1データを含み、
前記データ受信機(110)は、前記第1データの検出された部分データパケットの周波数および/または時間オフセットを決定するようにさらに構成され、検出パラメータ(126)は、決定された周波数および/または時間オフセットをさらに含む、
請求項13~15のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
[請求項17]
前記ブロードバンド信号(120)が分割された複数のサブバンド信号(164)は、復号のためにキャッシュされたブロードバンド信号のさらに処理されたバージョンであり、
前記データ受信機(110)は、検出パラメータ(126)を使用することによって、それぞれのキャッシュされたサブバンド信号(164)から検出された部分データパケット(142)を抽出するように構成される、
請求項9および請求項13~16のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
[請求項18]
前記データ受信機(110)は、複数のキャッシュされたサブバンド信号(164)のオーバーサンプリングMを実行するように構成される、
請求項17に記載のデータ受信機(110)。
[請求項19]
前記データ受信機(110)は、検出された部分データパケットを復号するためにブロードバンド信号(120)を複数のサブバンド信号(174)に分割するように構成され、前記複数のサブバンド信号(174)は前記ブロードバンド信号(120)の異なるサブバンドを含み、
前記データ受信機(110)は、検出パラメータ(126)を使用することによって、それぞれのサブバンド信号(174)から前記検出された部分データパケット(142)を抽出するように構成される、
請求項1~18のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
[請求項20]
前記データ受信機(110)は、前記検出された部分データパケット(142)を復号するために複数のサブバンド信号の中から1つの適切なサブバンド信号をそれぞれ選択し、選択されたサブバンド信号から前記検出された部分データパケット(142)を抽出するように構成される、
請求項19に記載のデータ受信機(110)。
[請求項21]
前記データ受信機(110)は、ポリフェーズ・フィルタリングまたはポリフェーズ・フィルタバンク(172)によって、前記ブロードバンド信号(120)を複数のサブバンド信号(174)に分割するように構成される、
請求項19又は20に記載のデータ受信機(110)。
[請求項22]
前記データ受信機(110)は、前記ブロードバンド信号を前記複数のサブバンド信号(174)に分割するときに、アンダーサンプリングU IM を実行するように構成される、
請求項19~21のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
[請求項23]
前記データ受信機(110)は、前記ブロードバンド信号(120)を、オーバーラップするサブバンドを有する複数のサブバンド信号(174)に分割するように構成され、それらサブバンドは、前記部分データパケット(142)の1つの少なくとも1つの帯域幅分だけオーバーラップする、
請求項19~22のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
[請求項24]
前記データ受信機(110)は、前記ブロードバンド信号を分割するとき、前記ブロードバンド信号(120)を、オーバーラップするサブバンドを有する複数のサブバンド信号(174)に分割するように構成され、前記サブバンド信号の1つの通過帯域の帯域幅と、前記サブバンド信号に隣接するサブバンド信号の阻止帯域幅との合計は、前記複数のサブバンド信号(174)のサンプリングレートf IM の2倍以下である、
請求項19~23のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
[請求項25]
前記データ受信機(110)は、前記複数のサブバンド信号(174)のリサンプリングUを実行するように構成される、
請求項19~24のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
[請求項26]
前記リサンプリングはアンダーサンプリングUである、
請求項25に記載のデータ受信機(110)。
[請求項27]
前記検出された部分データパケット(142)を復号するための複数のサブバンド信号(174)のサンプリングレートf IM は、少なくとも2つの部分データパケット(142)を検出するための複数のサブバンド信号(164)のサンプリングレートf DET よりも大きい、
請求項13~15および請求項19~26のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
[請求項28]
前記検出された部分データパケット(142)を復号するためのサブバンド信号(174)のサブバンド信号数N IM は、少なくとも2つの部分データパケット(142)を検出するためのサブバンド信号(164)のサブバンド信号数Nよりも少ない、
請求項27、または請求項13~15および請求項19~26のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
[請求項29]
前記データ受信機(110)は、異なるフィルタ特性によって、受信されたブロードバンド信号(120)を、少なくとも2つの部分データパケット(142)を検出するための複数のサブバンド信号(106)と、検出された部分データパケット(142)を復号するための複数のサブバンド信号(174)とに分割するように構成される、
請求項27又は28、または請求項13~15および請求項19~26のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
[請求項30]
前記異なるフィルタ特性は異なる周波数応答を含む、
請求項29に記載のデータ受信機(110)。
[請求項31]
前記ブロードバンド信号(120)の帯域幅は、少なくとも2つの部分データパケット(142)が、データ送信機(100)とデータ受信機(110)との間の最大許容周波数オフセットをもって前記データ受信機(110)によって受信され得る、大きさを少なくとも有する、
請求項1~30のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
[請求項32]
ブロードバンド信号を受信するための方法(200)であって、前記ブロードバンド信号は、異なる周波数に分散された少なくとも2つの部分データパケットを含み、この方法は、
前記ブロードバンド信号内の前記少なくとも2つの部分データパケットを検出(202)して、検出された部分データパケットについて少なくとも1つの検出パラメータを提供するステップと、
前記検出パラメータを使用して、前記検出された部分データパケットを復号(204)するステップと、
を含み、
前記検出と前記復号は互いに別々に実行または処理され、
前記少なくとも2つの部分データパケット(142)はパイロットシーケンスを含み、
前記ブロードバンド信号(120)内の前記少なくとも2つの部分データパケット(142)は前記パイロットシーケンスに基づいて検出され、
前記復号は利用可能な計算能力に依存して実行され、
1つの検出された部分データパケット(142)の復号は、十分な計算能力が利用可能なときに実行される、
方法。
[請求項33]
コンピュータ、マイクロプロセッサ、またはエンベデッド・システム上で実行されるときに、請求項32に記載の方法を実行するためのコンピュータプログラム。
[請求項34]
データ受信機(110)であって、
前記データ受信機(110)は、ブロードバンド信号(120)を受信するように構成され、前記ブロードバンド信号は、時間および/または周波数で分散された少なくとも2つの部分データパケット(142)を含み、
前記データ受信機(110)は、前記部分データパケット(142)を検出するために、受信されたブロードバンド信号を複数のサブバンド信号(164)に分割するように構成された第1フィルタバンク(162)を含み、前記複数のサブバンド信号(164)は前記ブロードバンド信号(120)の異なるサブバンドを含み、
前記第1フィルタバンク(162)はポリフェーズ・フィルタを含み、
前記データ受信機(110)は、前記第1フィルタバンク(162)の複数のサブバンド信号(164)の異なるサブバンド内で前記少なくとも2つの部分データパケット(142)を検出し、検出された部分データパケットのために検出パラメータ(126)を提供するよう構成される検出器(122)を含み、
前記データ受信機(110)は、前記部分データパケット(142)を復号するために、受信されたブロードバンド信号(120)を複数のサブバンド信号に分割するように構成された第2フィルタバンク(172)を含み、前記複数のサブバンド信号(174)は前記ブロードバンド信号(120)の異なるサブバンドを含み、
前記第2フィルタバンク(172)はポリフェーズ・フィルタを含み、
前記データ受信機(110)は、検出パラメータ(126)を使用して、前記第2フィルダバンクの個々のサブバンド信号(174)から検出された部分データパケット(142)を抽出するよう構成されるデコーダ(124)を含み、
前記部分データパケット(142)を復号するために前記第2フィルダバンク(172)によって提供された前記複数のサブバンド信号(174)のサンプリングレートf IM は、前記部分データパケット(142)を検出するために前記第1フィルタバンク(162)によって提供された前記複数のサブバンド信号(164)のサンプリングレートf DET よりも大きく、及び/又は前記部分データパケット(142)を復号するために前記第2フィルダバンク(172)によって提供された前記複数のサブバンド信号(174)のサブバンド信号数N IM は、前記部分データパケット(142)を検出するために前記第1フィルタバンク(162)によって提供された前記サブバンド信号(164)のサブバンド信号数Nよりも小さい、
データ受信機(110)。
[請求項35]
前記フィルタバンク(162,172)は、N点DFTまたはN点FFTを含む、
請求項34に記載のデータ受信機(110)。
[請求項36]
前記フィルタバンク(162,172)は、Nチャネルミキサーを含む、
請求項34又は35に記載のデータ受信機(110)。
[請求項37]
前記フィルタバンク(162,172)は、前記複数のサブバンド信号(164,174)のサンプリングレートが、受信されたブロードバンド信号(120)のサンプリングレートよりも低くなるように、前記受信されたブロードバンド信号(120)のアンダーサンプリングを実行するように構成される、
請求項34~36のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
[請求項38]
前記第2フィルタバンク(172)は、N点DFTまたはN点FFTを含む、
請求項34~37のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
[請求項39]
前記第2フィルタバンク(172)は、前記複数のサブバンド信号(174)のサンプリングレートが、受信されたブロードバンド信号(120)のサンプリングレートよりも低くなるように、前記受信されたブロードバンド信号(120)のアンダーサンプリングを実行するように構成される、
請求項34~38のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
[請求項40]
前記第2フィルタバンク(172)は、前記ブロードバンド信号(120)を、オーバーラップするサブバンドを有する複数のサブバンド信号(174)に分割するように構成され、
前記サブバンドは、前記部分データパケット(142)の1つの少なくとも1つの帯域幅分だけオーバーラップする、
請求項34~39のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
[請求項41]
前記ブロードバンド信号を分割するとき、前記第2フィルタバンク(172)は、前記ブロードバンド信号(120)をオーバーラップするサブバンドを有する複数のサブバンド信号(174)に分割するように構成され、前記サブバンド信号の1つの通過帯域の帯域幅と、前記サブバンド信号に隣接するサブバンド信号の阻止帯域幅との合計は、前記複数のサブバンド信号のサンプリングレートの2倍以下である、
請求項34~40のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
[請求項42]
前記第1フィルタバンク(162)および前記第2フィルタバンク(172)は、異なるフィルタ特性を有する、
請求項34~41のいずれか一項に記載のデータ受信機(110)。
[請求項43]
ブロードバンド信号を受信するための方法(210)であって、前記ブロードバンド信号は、異なる周波数に分散された少なくとも2つの部分データパケットを含み、前記方法は、
前記部分データパケットを検出するために、受信されたブロードバンド信号を複数のサブバンド信号に分割する第1フィルタバンクを用いて、前記受信されたブロードバンド信号をフィルタリング(212)するステップであって、前記複数のサブバンド信号は前記ブロードバンド信号の異なるサブバンドを含み、前記第1フィルタバンクはポリフェーズ・フィルタを含む、ステップと、
前記第1フィルタバンクの複数のサブバンド信号の異なるサブバンド内で前記少なくとも2つの部分データパケットを検出し、検出された部分データパケットのために検出パラメータを提供するステップと、
前記部分データパケットを復号するために、前記受信されたブロードバンド信号を複数のサブバンド信号に分割する第2フィルタバンクを用いて、前記受信されたブロードバンド信号をフィルタリングするステップであって、前記複数のサブバンド信号は前記ブロードバンド信号の異なるサブバンドを含み、前記第2フィルタバンクはポリフェーズ・フィルタを含む、ステップと、
検出パラメータを使用して、前記第2フィルダバンクの個々のサブバンド信号から検出された部分データパケットを抽出し、抽出された部分データパケットを復号するステップと、
を含み、
前記部分データパケットを復号するために前記第2フィルダバンクによって提供された前記複数のサブバンド信号のサンプリングレートf IM は、前記部分データパケットを検出するために前記第1フィルタバンクによって提供された前記複数のサブバンド信号のサンプリングレートf DET よりも大きく、及び/又は前記部分データパケットを復号するために前記第2フィルダバンクによって提供された前記複数のサブバンド信号のサブバンド信号数N IM は、前記部分データパケットを検出するために前記第1フィルタバンクによって提供された前記サブバンド信号のサブバンド信号数Nよりも小さい、
方法。
[請求項44]
コンピュータまたはマイクロプロセッサ上で実行されるときに、請求項43に記載の方法を実行するためのコンピュータプログラム。
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