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JP2013520902A - １つまたはそれより多い第一の周波数帯域において受信／送信される電磁信号を送信／受信する方法及び装置 - Google Patents

１つまたはそれより多い第一の周波数帯域において受信／送信される電磁信号を送信／受信する方法及び装置 Download PDF

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Abstract

１つまたはそれより多い第一の周波数帯域上で受信した電磁信号を送信するための方法は、第一の周波数帯域の周波数サブバンドの第一の集合（｛Ｆ１，１，ｋ｝）を形成する、第一の周波数サブバンドを選択し、１つまたはそれより多い第二の周波数帯域を形成する周波数サブバンド（Ｆ２，１，ｋ、Ｆ２，１，２、Ｆ２，１，３、Ｆ２，１，４）の１つまたはそれより多い第二の集合（｛Ｆ２，ｐ，ｑ｝、｛Ｆ２，ｍ，ｎ｝）と、第一の集合を形成するそれぞれの第一の周波数サブバンド（Ｆ１，１，ｋ、Ｆ１，１，２、Ｆ１，１，３、Ｆ１，１，４）とを関連付けるための秩序立てルールを使用し、第一の周波数サブバンドで受信した信号を第二の周波数帯域で送信する信号に置き換えるために周波数転換値を決定するための最適化ルールを使用することによってその信号に対し変換（５９）を適用する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電磁信号送信の技術に係り、より詳しくは、１つまたはそれより多い第一の周波数帯域において受信／送信される電磁信号を送信／受信する方法及び装置に関する。
電磁信号は、多くの種類の情報を通信するために多くの分野で使用されている。光スペクトルにおいて、電磁信号は通常光ファイバーで伝達される。電波周波数帯において、電磁信号は、同軸ケーブルを介して伝達されるか、あるいは放射されてアンテナにより受信される。
信号がケーブルあるいは光ファイバーのようなハードウエア媒体を介して送信される場合、送信可能な信号量を増大させるため複数の媒体が使用されるが、単一の媒体、スペースにおいても、１本の光ファイバーを使用する場合においてすら、干渉問題や利用可能な周波数帯域に関する問題、スペクトルの操作に関する問題など多くの問題が発生する。
周波数帯域が利用可能な場合、それを無駄にする必要はなく、利用可能な周波数帯域内で周波数サブバンドがフラグメンテーションしてしまうと、同じ信号量を送信するためにさらに大きな帯域幅が必要となる。
そのため、フラグメンテーションを回避しながら最適な周波数帯域動作を追求することが、常に求められている。
特許文献１には、ベースバンドデジタル信号が、隣接する周波数サブバンドで変調する方法が開示されている。しかしながら、本文献は、フラグメンテーションしない周波数帯域を作り出す方法、すなわちベースバンドの信号変調方法を開示しているにすぎない。
送信されるべき信号がベースバンドで受信されていないが、すでに周波数サブバンドで複雑な符号化とプロトコルを使用して変調されている場合に問題が生じる。
信号が存在する周波数サブバンドが１つ又は複数の周波数帯域にわたってフラグメンテーションした状態で分布している場合には、問題が繰り返し生じる。このことは、異なった、しばしば分離した周波数帯域が、それぞれ常に増え続ける規格である２Ｇ、３Ｇ、４Ｇに割り当てられる移動通信やセルラー通信において当てはまる。
また、同一の周波数帯域が、複数のオペレータ間で分割される場合がある。同一のオペレータにとっては、周波数サブバンドがアップリンクとダウンリンクの間のあるいは携帯電話間の意図的なまたは意図しないギャップを伴って異なった方法で配布されうる。
国際特許出願ＷＯ２００８／０６５７８４明細書
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、１つまたはそれより多い第一の周波数帯域において受信／送信される電磁信号を送信／受信する方法を提供することである。
上記目的を達成するためになされた本発明の方法は、前記第一の周波数帯域の周波数サブバンドの第一の集合を形成する第一の周波数サブバンドを選択する段階と、秩序立てルールに従って、それぞれの第一の周波数サブバンドを関連付け、前記第一の集合を形成し、周波数サブバンドの１つまたはそれより多い第二の集合が１つまたはそれより多い第二の周波数帯域を形成する段階と、最適化ルールに従って、第一の周波数サブバンド受信された信号を第二の周波数帯域で送信される信号に置き換えるために、周波数転換を決定する段階を含むことを特徴とする。
特に、前記選択は、望まれる電磁信号が受信される周波数サブバンドに対してのみ適用される。
また特に、秩序立てルールは、第二の周波数サブバンドを第一の周波数サブバンドの全部または一部をカバーするセグメントに関連付けるルールを含む。
好ましくは、最適化ルールは、それぞれが前記集合の少なくとも１つの他の周波数サブバンドに関連付けられる周波数サブバンドの第二の集合を確立するためのルールを含む。
さらに特には、本方法はセルラー通信ネットワークにおいて使用される。
さらに特に、信号は、ワイヤレス接続により送信される。
他の実施形態では、信号は光ファイバーを介して送信される。
上記目的を達成するためになされた本発明の１つまたはそれより多い第一の周波数帯域で受信される電磁信号を送信するための装置は、それぞれ通過帯域を有するフィルタのバンクと、それぞれのフィルタの入力で、第一の周波数帯域の第一のサブバンドとこれに関連付けられたフィルタの通過帯域が交差する第一の周波数コンバータと、それぞれのフィルタの出力で、関連付けられたフィルタの通過帯域を第二の周波数帯域の第二のサブバンドにもたらす第二の周波数コンバータを具備する。
特に、それぞれの第一の周波数コンバータは、関連付けられたフィルタの通過帯域と所望した信号が受信される第一の周波数サブバンドが交差するように、入力セットポイントジェネレータによって制御される。
また特に、それぞれのフィルタは、そのフィルタの通過帯域を第一の周波数サブバンドセグメントに重ね合わせるように、通過帯域アダプターによって制御される。
好ましくは、それぞれの第二の周波数コンバータは、第二の周波数の集合の少なくとも１つの他の周波数サブバンドに隣接して、フィルターの出力で取得された第二の周波数サブバンドを解放するように、出力セットポイントジェネレーターによって制御される。
本発明のその他の目的、特徴、詳細、利点は、添付の図面とともに、本特許出願の目的と範囲を制限しない、以下の好適な実施態様の記載から明らかとなろう。
セルラー通信ネットワークの概略図である。 本発明の方法によって行われる変換を示す図である。 本発明の方法によって行われる変換を示す異なる表現の図である。 本発明の方法のステップを示す図である。 本発明の方法のステップを示す図である。 本発明の方法のステップを示す図である。 本発明の方法のステップを示す図である。 本発明の方法を実施するためのマトリックスである。 本発明の装置の概略図である。
図１は、複数のアンテナ５、２５、３５、４５及び携帯電話コアネットワーク５０を備える携帯電話アクセスネットワークを示す。
アンテナ５は、アップリンク１５、１７の電磁信号を受信し、例えば、アップリンク１５は携帯端末１に由来する。アンテナ５は、ダウンリンク１６、１８上の電磁信号を２方向に放射し、例えば、ダウンリンク１６は携帯端末１に向けられたものである。同様に、アンテナ２５、３５、４５は、アップリンク２０、２１、３０、３１、５４、４０、４１上の電磁信号を受信し、例えば、アップリンク２１、３１、４１は携帯端末２、３、４に由来する。また、アンテナ２５、３５、４５は、ダウンリンク２９、３８、３９、４８、４９、５３、５５上の電磁信号を放射し、例えば、ダウンリンク２９、３８、４８は携帯端末２、３、４に向けられたものである。
アクセスネットワークにおいて、例えば基地局／ＢＴＳ（基地送受信局）又はＮｏｄｅＢのような無線送信局７、２７、３７、４７は、電磁信号を放射、受信して送受信するためのアンテナ５、２５、３５にリンクされている。周知の方法では、例えばＢＳＣ（基地局制御装置）もしくはＲＡＮ（無線アクセスネットワーク）のような制御局８、２８は、それぞれ無線送信局のグループを管理する。コアネットワーク５０において、例えばＭＳＣ（モバイル交換センタ）のような交換センタ９は、制御局のグループを監督する。
いわゆるＷＲＲＨ（ワイヤレスリモート無線ヘッド）システムは、アンテナから無線送信局への１つ以上のワイヤレスアップリンク６及び無線送信局からアンテナへの１つ以上のワイヤレスダウンリンク１４をセットアップするための、アンテナ５にごく近接したユニット１２と無線送信局７にごく近接したユニット１３、アンテナから無線送信局への１つ以上のワイヤレスアップリンク２６及び無線送信局からアンテナへの１つ以上のワイヤレスダウンリンク２４をセットアップするための、アンテナ２５にごく近接したユニット２２と無線送信局２７にごく近接したユニット２３、アンテナから無線送信局への１つ以上のワイヤレスアップリンク３６及び無線送信局からアンテナへの１つ以上のワイヤレスダウンリンク３４のセットアップするための、アンテナ３５にごく近接したユニット３２と無線送信局３７にごく近接したユニット３３、アンテナから無線送信局への１つ以上のワイヤレスアップリンク４６及び無線送信局からアンテナへの１つ以上のワイヤレスダウンリンク４４のセットアップするための、アンテナ４５にごく近接したユニット４２と無線送信局４７にごく近接したユニット４３を有する。
本記載を通じて明らかとなるように、本発明の方法及び装置は、その動作周波数が通常オペレータにより使用される周波数と異なるワイヤレス接続を用いて、基地局（又はその一部）と関連するオペレータのアンテナとの間にＷＲＲＨシステムがリンクをセットアップできるようにするために、特に有利である。例えば、無線送信局がリンク１９を介してアンテナ３５に電磁信号を送信しリンク１０を介してアンテナ３５から電磁信号を受信することができるようにするために、独立して管理されるＷＲＲＨシステムのサブシステムを、それぞれの無線送信局２７、４７又は複数の無線送信局７、３７のグループに割り当てることができる。無線送信局７と３７をカバーするサブシステムはまた無線送信局２７、４７の全部または一部をカバーすることができ、示されていない他の無線送信局すらカバーでき、アクセスネットワークの全ての無線送信局すらカバーすることができる。
ＷＲＲＨシステムにおいて、オペレータの周波数帯域のアンテナによって受信される信号は、アンテナによって放射される信号のために、フィルタ処理され、他の周波数帯域に周波数転換され、その逆も行われる。そのような他の周波数帯域は、基地局とその関連したアンテナとの間にリンクを作ることを可能とする帯域である。
オペレータによって提供されるサービス／アプリケーションの間で、例えば、ＧＳＭ（登録商標）、ＵＭＴＳ、または他の移動通信規格のサービス／アプリケーションの間で、個々のオペレータは複数の周波数帯域を使用する権利を与えられる。この周波数帯域の集合は本記載を通じて｛Ｆ１｝で示される。
図２を参照すれば、集合｛Ｆ１｝は、制限的でない例として示されているオペレータＡに割り当てられる周波数帯域の数Ｎを含む。それぞれの周波数帯域は、分割された周波数サブバンドであり、これらの内のいくつかがオペレータＡに割り当てられた周波数サブバンドＦ１，ｊ，ｋの数ＮＳを含む集合｛Ｆ１，ｊ，ｋ｝を形成する。個々の周波数サブバンドは、Ｆ１，ｊ，ｋと呼ばれ、ここにおいて、値１を有する第一の添字はそのサブバンドが周波数帯域｛Ｆ１｝の集合のある周波数帯域に属することを示し、１からＮまで変化する第二の添字ｊはその周波数帯域すなわち周波数サブバンドＦ１，ｊ，ｋに対する集合｛Ｆ１，ｊ，ｋ｝を示し、１からＮｓまで変化する添字ｋは添字ｊを有する周波数帯域の周波数サブバンドを列挙する。
サブバンド間のスペースは、別のオペレータＢ、Ｃ等によって、あるいはオペレータＡに関連していないアプリケーションによって占有される場合がある。
同一の周波数帯域でオペレータＡに割り当てられるかあるいはオペレータＡによって使用される基本周波数サブバンドは、単一サブバンドにおける基本サブバンドを集めた連続スペクトル、あるいは基本サブバンドを複数の分離したサブバンドに分散させた断片化スペクトルを形成することができる。
ＷＲＲＨシステムは、集合｛Ｆ１｝に属する信号を無線送信局（ＢＴＳ、ｎｏｄｅＢ等）とオペレータのアンテナの間で搬送し、その逆も行うために、以後の説明において、｛Ｆ２｝で示す周波数集合を使用する。周波数集合｛Ｆ２｝は帯域幅に関して制限されており、オペレータＡのアプリケーションと関連しない他のアプリケーションとともに共用することができる。
集合｛Ｆ１｝の周波数または周波数帯域全てを周波数集合｛Ｆ２｝へと直接転換するという一つの解決手段は、実施することは容易であるが、スペクトルの占有に関しては良いパフォーマンスを提供するものではない。
本発明の方法においては、周波数集合｛Ｆ２｝における周波数の信号を得るために、集合｛Ｆ１｝の周波数帯域における周波数の信号に変換５９を適用し、周波数集合｛Ｆ２｝におけるスペクトル占有を圧縮する。変換５９は、周波数集合｛Ｆ２｝のスペクトルを効率良く満たすために、帯域｛Ｆ１｝からの信号を、秩序だて（ｏｒｇａｎｉｚｉｎｇ）のための、選択のための、最適化のためのルールによって統括される。
周波数は、集合｛Ｆ１｝から周波数集合｛Ｆ２｝へ、信号の復調なしに直接サブバンドにより転換され、言い換えれば信号の変調が、周波数、振幅、あるいは位相変調にかかわりなく行われ、キャリアにおける信号の符号化、例えばＣＤＭＡあるいはＴＤ−ＣＤＭＡにおける周波数ホッピングなどにかかわりなく行われる。信号は、その内容にかかわりなく周波数転換され、言い換えれば個々のサブバンドの周波数転換は、信号そのものからは独立している。様々なオペレータの周波数サブバンドは、相互に独立して転換することができる。
図２に示した例において、サブバンドＦ１，１，１、Ｆ１，１，２、Ｆ１，１，４は、すべて集合｛Ｆ１，１，ｋ｝から抽出され、それぞれサブバンドＦ２，１，１、Ｆ２，１，２、Ｆ２，１，４へと転換され、周波数集合｛Ｆ２｝内で集合｛Ｆ２，ｐ，ｑ｝において相互に隣接する。
サブバンドＦ１，ｊ，ｋ（ｊ≠１∧ｊ≠Ｎ）は、すべて集合｛Ｆ１，ｊ，ｋ｝から抽出され、サブバンドＦ２，ｊ，ｋへと転換され、周波数集合｛Ｆ２｝内で集合｛Ｆ２，ｐ，ｑ｝においてサブバンドＦ２，１，４に隣接する。
サブバンドＦ１，Ｎ，１は、一部分のみが集合｛Ｆ１，Ｎ，ｋ｝から抽出され、抽出された部分あるいはセグメントは、周波数集合｛Ｆ２｝内で集合｛Ｆ２，ｍ，ｎ｝においてサブバンドＦ２，Ｎ，１へと転換される。
サブバンドＦ１，１，３は、すべて集合｛Ｆ１，１，ｋ｝から抽出され、サブバンドＦ２，１，３へと転換され、周波数集合｛Ｆ２｝内で集合｛Ｆ２，ｍ，ｎ｝においてサブバンドＦ２，Ｎ，１に関連付けられる。
サブバンドＦ１，Ｎ，ｋ、Ｆ１，Ｎ，Ｎｓはすべて集合｛Ｆ１，Ｎ，ｋ｝から抽出され、それぞれサブバンドＦ２，Ｎ，ｋ、Ｆ２，Ｎ，Ｎｓへと転換され、周波数集合｛Ｆ２｝内で集合｛Ｆ２，ｍ，ｎ｝において相互に関連付けられる。
このようにして、変換５９は、集合｛Ｆ１｝から集合｛Ｆ２｝へとフラグメンテーションの解消を行なう。
変換５９はまた逆に、周波数の集合｛Ｆ１｝におけるスペクトル占有を拡大するように周波数集合｛Ｆ１｝における周波数での信号を入手するために、集合｛Ｆ２｝の周波数帯域における周波数での信号に適用可能である。転換５９は、次いで交互に集合｛Ｆ２｝から集合｛Ｆ１｝へとフラグメンテーションを実施する。
上記説明は、周波数基準すなわち信号のオリジナルの周波数サブバンドに依拠する他の周波数帯域における信号の再配置に基づいている。例えば、信号のポラライゼーション、論理的基準、スペース的基準などの他の基準も適用可能である。衛星においては、スペース的基準は、ある周波数を第一の場所に戻し、他の周波数を第ニの場所に戻すために用いられる。
図１に示したＷＲＲＨシステムにおいて、アンテナから基地局へと搬送され、その逆も行われるオペレータＡに属する周波数は、本発明の方法においては２回使用され、これについて図３を参照して説明する。
アップリンク１５、３０、３１上で、例えばそれぞれ周波数サブバンドＦ１，Ｎ，１、Ｆ１，１，３、Ｆ１，１，１で、周波数サブバンドＦ２，Ｎ，１、Ｆ２，１，３、Ｆ２，１，１それぞれにおいてワイヤレス接続のリンク６、１０、３６において搬送されるために、アンテナ５、２０、３５によって受信されたオペレータの信号は、第一の変換５９ａによって秩序立てされ、フィルタ処理され、スペクトル的に最適化される。無線送信局７において周波数サブバンドＦ３，Ｎ，１、Ｆ３，１，３、における信号を復元し、無線送信局３７において周波数サブバンドＦ３，１，１の信号を周波数集合｛Ｆ３｝へと復元するために、第二の変換５９ｂは次いで、周波数サブバンドＦ２，Ｎ，１、Ｆ２，１，３、Ｆ２，１，１それぞれにおいて、ワイヤレス接続のリンク６、１０、３６において搬送される信号に適用される。周波数集合｛Ｆ３｝はまたオリジナルの集合と同じ集合となることができ、これによって１つの周波数集合が別のより小さな周波数集合内で搬送可能となる。
ダウンリンク１６、３８、３９において、アンテナ５、３５によって放射されるオペレータの信号は、無線送信局７、３７によって、例えばそれぞれ周波数サブバンドＦ１，Ｎ，ｋ、Ｆ１，Ｎ，Ｎｓ、Ｆ１，１，２において送信される。送信される信号は、周波数サブバンドＦ２，Ｎ，ｋ、Ｆ２，Ｎ，Ｎｓ、Ｆ２，１，２それぞれにおいてワイヤレス接続のリンク１４、１９、３４において搬送されるので、第一の変換５９ａによって秩序立てされ、フィルタ処理され、スペクトル的に最適化される。
第二の変換５９ｂは次いで、周波数集合｛Ｆ３｝において、周波数サブバンドＦ３，Ｎ，ｋにおける信号をアンテナ５で、周波数サブバンドＦ３，Ｎ，Ｎｓ、Ｆ３，１，２における信号をアンテナ３５で復元するように、周波数サブバンドＦ２，Ｎ，ｋ、Ｆ２，Ｎ，Ｎｓ、Ｆ２，１，２それぞれにおいてワイヤレス接続のリンク１４、１９、３４上で搬送される信号に適用される。ここで再び、周波数集合｛Ｆ３｝はまたオリジナルの集合と同じ集合となることができ、これによって１つの周波数集合が別のより小さな周波数集合内で搬送可能となる。
図４は本発明の方法のステップを示す。オペレータＡに割り当てられた周波数帯域は、添え字ｊが１に設定された第一の周波数帯域を示す最初のステップ１００の１回の実行と、ステップ１０４の規制下での１とＮの間の値からなるｊとは異なる値をそれぞれ示すステップ１０３の、複数の好ましくは並行的な実行とによって考慮される。
考慮されたそれぞれの周波数帯域において、オペレータによって割り当てられ、及び／又は使用される周波数サブバンドＦ１，ｊ，ｋは、第一の周波数帯域のための最初のステップ１００の実行と、選択が行われる周波数帯域に数Ｎｓの値を適合させるためのステップ１０２の規制下で、それぞれの周波数帯域に特有の、１とＮｓの間の値からなるｋとは異なる値をそれぞれ示すステップ１０１の、複数の好ましくは並行的な実行とによって選択される。
ステップ１０６で観察される下限値Ｉｎｆ（Ｆ１，ｊ，ｋ）とステップ１０９で観察されるそれぞれの選択された周波数サブバンドＦ１，ｊ，ｋの上限値Ｓｕｐ（Ｆ１，ｊ，ｋ）の間の値からなる周波数ｆは、周波数ｆでの信号Ｓ（ｆ）を取り出し、それをステップ１０７での周波数ｆ＋Δｆに転換するためにステップ１０８に渡される。
図４に示した実行において、周波数転換値Δｆは、選択された周波数帯域のすべての周波数のためにステップ１１０において決定される。
図５に示した実行において、周波数転換値Δｆは、選択された周波数帯域の周波数集合の異なった周波数のために、別途ステップ１１１において決定される。
ステップ１１０における周波数転換値Δｆの決定について、図６に示したステップ２００からステップ２０５により説明する。
到来周波数サブバンド｛Ｆ２，ｐ，ｑ｝、｛Ｆ２，ｍ，ｎ｝の１つ又は複数の集合は、例えばその周波数下限値Ｉｎｆ（｛Ｆ２，ｐ，ｑ｝）、Ｉｎｆ（｛Ｆ２，ｍ，ｎ｝）によって前もって定義される。
ステップ２００において、周波数サブバンドの集合は、集合の上限値Ｓｕｐ（｛Ｆ２，ｐ，ｑ｝）、Ｓｕｐ（｛Ｆ２，ｍ，ｎ｝）を下限値Ｉｎｆ（｛Ｆ２，ｐ，ｑ｝）、Ｉｎｆ（｛Ｆ２，ｍ，ｎ｝と等しいと置くことによって空集合に初期化される。
ステップ１１０によって引き起こされたステップ２０１の実行において、１つの周波数サブバンドＦ１，ｊ，ｋからのそれぞれ必要とされる周波数転換値Δｆのために、ステップ２０５では周波数転換値Δｆを生成する。ステップ２０１とステップ２０５の間において、１つ又はそれより多いステップはそれぞれ、周波数転換値ｆをそれが適用可能な周波数サブバンドＦ１，ｊ，ｋに関連させるルールを実行する。
例えば、ステップ２０２は、選択されたサブバンドの集合にとって唯一の又は異なった周波数サブバンドＦ１，ｊ，ｋに、例えば信号の送信機と受信機においてあらかじめ決められた論理的基準に依拠したり、与えられたデータレート、コミュニケーションプロトコル、内容の意味論に依拠するなどして、到来集合｛Ｆ２，ｍ，ｎ｝の割り当てが構成されている秩序立てルール（ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎａｌ ｒｕｌｅ）を実行する。
例えばステップ２０３は、安全マージンは別として、上限値Ｓｕｐ（｛Ｆ２，ｍ，ｎ｝）に対しマッピングするために周波数サブバンドの下限値Ｉｎｆ（Ｆ１，ｊ，ｋ）の転換が構成されている最適化ルールを実行する。
ステップ２０３に関連したステップ２０４は、次に集合｛Ｆ２，ｍ，ｎ｝に転換されたサブバンドＦ１，ｊ，ｋの加算を考慮するように、上限値Ｓｕｐ（｛Ｆ２，ｍ，ｎ｝）をアップデートする。
ステップ１１１における周波数転換値Δｆの決定について、図７に示したステップ２１０からステップ２１５により説明する。
到来周波数サブバンド｛Ｆ２，ｐ，ｑ｝、｛Ｆ２，ｍ，ｎ｝の１つまたはそれより多い集合は、例えばその周波数下限値Ｉｎｆ（｛Ｆ２，ｐ，ｑ｝）、Ｉｎｆ（｛Ｆ２，ｍ，ｎ｝）によって前もって定義される。
ステップ２１０において、周波数サブバンドの集合は、集合の上限値Ｓｕｐ（｛Ｆ２，ｐ，ｑ｝）、Ｓｕｐ（｛Ｆ２，ｍ，ｎ｝）を下限値Ｉｎｆ（｛Ｆ２，ｐ，ｑ｝）、Ｉｎｆ（｛Ｆ２，ｍ，ｎ｝と等しいと置くことによって空集合に初期化される。
ステップ１１１によって引き起こされたステップ２１１の実行において、１つの周波数サブバンドＦ１，ｊ，ｋからのそれぞれ必要とされる周波数転換値Δｆのため、ステップ２１５は周波数転換値Δｆを生成する。
ステップ２１１とステップ２１５の間において、１つまたはそれより多いステップはそれぞれ、周波数転換値Δｆをそれが適用可能な周波数サブバンドＦ１，ｊ，ｋのセグメントＳｅｇ（Ｆ１，ｊ，ｋ）に関連させるルールを実行する。
例えば、ステップ２１２は、全てのセグメントにとってまたは選択されたサブバンドにとってすら唯一のまたは異なったセグメントＳｅｇ（Ｆ１，ｊ，ｋ）に、例えば信号の送信機と受信機においてあらかじめ決められた論理的基準に依拠したり、与えられたデータレート、コミュニケーションプロトコル、内容の意味論に依拠するなどして、到来集合｛Ｆ２，ｍ，ｎ｝の割り当てが構成されている秩序立てルールを実行する。
例えばステップ２１３は、安全マージンは別として、上限値Ｓｕｐ（｛Ｆ２，ｍ，ｎ｝）に対しマッピングするために、周波数サブバンドの周波数セグメントＳｅｇ（Ｆ１，ｊ，ｋ）の下限値Ｉｎｆ（Ｓｅｇ（Ｆ１，ｊ，ｋ））の転換が存在する最適化ルールを実行する。
ステップ２１３に関連したステップ２１４は、次いで、集合｛Ｆ２，ｍ，ｎ｝に転換されたセグメントＳｅｇ（Ｆ１，ｊ，ｋ）の追加を考慮するように、上限値Ｓｕｐ（｛Ｆ２，ｍ，ｎ｝）をアップデートする。
ここに記載したステップは、始めから終わりまでリアルタイムであるいは隠された時間（ｈｉｄｄｅｎ ｔｉｍｅ）で実行することができる。
図８は、本発明の一実施形態による方法を実施するために有用なマトリックス６０を示す図である。マトリックス６０のそれぞれの行は、集合｛Ｆ１｝における入力周波数サブバンドＦ１，ｊ，ｋのために用いられる。マトリックス６０のそれぞれの列は、集合｛Ｆ２｝における出力周波数サブバンドＦ２，ｍ，ｎのために用いられる。
１つの行と１つの列の交点において、値１は周波数サブバンドの全幅をカバーするセグメントが転換されることを意味する。０と１との間の値からなる値は、周波数サブバンドの幅の一部をカバーするセグメントのみ転換されるということを意味する。例えば、０．２の値は、周波数サブバンドの２０％をカバーするセグメントのみが転換されるということを意味する。
図８から、周波数集合｛Ｆ１｝のどのセグメントが、周波数集合｛Ｆ２｝のどのセグメントによって搬送されるか明らかである。
例えば、周波数サブバンドＦ１，１，１の全幅をカバーするセグメントは、周波数サブバンドＦ２，１，１のセグメントで完全に搬送される。
周波数サブバンドにおいて、信号の一部のみが、時点ｔにおいておそらく使用されうる。周波数集合｛Ｆ２｝における周波数スペクトルをできる限り精密に最適化するために、所望するサブバンドのセグメントのみが処理されるであろう。１より小さい値を秩序立てし、選択し、最適化するマトリックス６０に導入することによって、信号の出力スペクトルにおいて実際に使用される貯蔵分が最適化されうる。
例えば、周波数サブバンドＦ１，Ｎ，１の２０％をカバーするセグメントが周波数サブバンドＦ２，Ｎ，１のセグメントで搬送される。
このようにして、周波数サブバンドＦ２，Ｎ，１は、複数のセグメントに分割可能となり、周波数集合｛Ｆ２｝のなるべく多くのセグメントで搬送される。
１つまたはそれより多い第一の周波数帯域で受信された電磁信号を送信するために、以下のステップを実行することによって変換５９を適用する方法について、これまで説明した。
第一の周波数帯域の周波数サブバンドの第一の集合｛Ｆ１，１，ｋ｝を形成する第一の周波数サブバンドを選択するステップ。
秩序立てルールに従って、それぞれの第一の周波数サブバンドＦ１，１，ｋ、Ｆ１，１，２、Ｆ１，１，３、Ｆ１，１，４を関連付け、第一の集合を形成し、周波数サブバンドＦ２，１，ｋ、Ｆ２，１，２、Ｆ２，１，３、Ｆ２，１，４の１つまたはそれより多い第二の集合｛Ｆ２，ｐ，ｑ｝、｛Ｆ２，ｍ，ｎ｝が１つまたはそれより多い第二の周波数帯域を形成するステップ。
最適化ルールに従って、第一の周波数サブバンド受信された信号を第二の周波数帯域で送信される信号に置き換えるように周波数転換を決定するステップ。
本発明の方法は、プロセッサのクロック周波数と両立しうる周波数帯域におけるデジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）によって実行することができるファームウェアを用いたソフトウエアによって実行することができる。
本発明の方法は、また例えば単純周波数平面のためのフィルタ、スイッチ、ミキサーなどのアナログ部品を使用したハードウエア装置を用いて実行することができる。
単純周波数平面あるいは複素周波数平面のために、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）とデジタル／アナログコンバータ（ＤＡＣ）、これに続けてデジタルダウンコンバータ（ＤＤＣ）、数値制御型発振器（ＮＣＯ）、次いでデジタルフィルタ、さらにデジタルアップコンバータ（ＤＵＣ）、再びＮＣＯが続くというように、種々の電子部品をチェーン化して組み合わせることによりデジタルアーキテクチャを構築することができる。
所望のセグメント及び／又は所望しないセグメントにフィルタ処理及び／又は転換することを可能とする専用部品又は現場プログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ＤＳＰ又は特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）によって実装することができる。
アナログソリューションとデジタルソリューションとを組み合わせることもできる。
図９は、本発明による装置の可能な概略図である。
インターフェース・モジュール７０、８０は、帯域｛Ｆ１，ｊ，１｝から帯域｛Ｆ１，ｊ，Ｎ｝へのＮ周波数帯域｛Ｆ１，ｊ，ｋ｝のそれぞれに同調される。
図９に示した例において、第一の周波数帯域｛Ｆ１，ｊ，１｝、｛Ｆ１，ｊ，Ｎ｝で受信される電磁信号を送信するための装置は、インターフェース・モジュール７０のダウンストリームのフィルタ６４、６６のバンクを具備しており、それぞれのフィルタは、そのフィルタの通過帯域を第一の周波数サブバンドセグメントに重ね合わせるように、所定の通過帯域または通過帯域アダプタ７４、７６により調整可能な通過帯域を有しており、そしてインターフェース・モジュール８０のダウンストリームに、フィルタ８２のバンクを具備していて、それぞれのフィルタは、そのフィルタの通過帯域を別の第一の周波数サブバンドセグメントに重ね合わせるように、所定の通過帯域又は通過帯域アダプタ９５により調整可能な通過帯域を有している。可変フィルタは、スイッチを有するデジタルフィルタ又はアナログフィルタバーにより具体化することができる。
通過帯域アダプタ７４、７６、９５は、例えば図示しない監視コンピュータで実行される方法のステップ２１２について、例えばスタートするようにパラメータ化することができる。
第一の周波数コンバータ６１、６３、８２は、インターフェース・モジュール７０、８０とそれぞれのフィルタ６４、６６、８５の入力の間に配置され、第一の周波数帯域の第一のサブバンドＦ１，ｊ，ｋと、これに関連付けられたフィルタの通過帯域と交差する大きさに作られる。周波数コンバータは、周波数の変更を行って、変換後サブバンドＦ１，ｊ，ｋがフィルタの通過帯域にマッピングされるように、アナログミキサ又はＮＣＯによって具体化される。ここで再び、周波数変換もしくは周波数転換は、関連付けられたフィルタの通過帯域と望ましいと思われる信号が受信される第一の周波数サブバンドが交差するように、入力セットポイントジェネレータ７１、７３、９２によって予め定められるか調整される。
入力セットポイントジェネレータ７１、７３、９２は、例えば監視コンピュータで実行される方法のステップ１００と１０１について、例えばスタートするようにパラメータ化することができる。
第一のコンバータは、第一のセットポイントジェネレータによる制御の有無に関係なく、通過帯域アダプタによる制御の有無にかかわりなくフィルタと結合され、このように周波数サブバンドの選択手段である。
それぞれのフィルタ６４、６６、８５の出力において、第二の周波数コンバータ６７、６９、８８は、関連付けられたフィルタの通過帯域を第二の周波数帯域｛Ｆ２，ｐ，ｑ｝、｛Ｆ２，ｍ，ｎ｝の第二のサブバンドへともたらすための大きさに作られる。
周波数コンバータは、変換後サブバンドＦ１，ｊ，ｋがフィルタ出力での第二の周波数集合のサブバンドへマッピングされるように周波数変換をおこなうためにアナログミキサまたはＮＣＯによって具体化される。ここで再び、周波数変換もしくは周波数転換は、第二の周波数集合の少なくとも１つの他の周波数サブバンドに関連付けられて、フィルタ出力で取得された第二の周波数サブバンドを解放するために、入力セットポイントジェネレータ７７、７９、９８によってあらかじめ定められるか調整される。
出力セットポイントジェネレータ７７、７９、９８は、例えば監視コンピュータで実行される方法のステップ２０３または２１３においてスタートするようにパラメータ化することができる。
第ニのコンバータは、第ニのセットポイントジェネレータによる制御の有無に関係なく、通過帯域アダプタによる制御の有無にかかわりなくフィルタと結合され、このように第二の周波数サブバンドを第一の周波数サブバンドと関連付け、受信された信号を置き換えることを考慮した周波数転換を行うための手段である。
合計及びルーティングのモジュール９０は、次いで第二のコンバータの出力での信号を例えばそれぞれが第二の集合｛Ｆ２｝の周波数帯域専用とされるインターフェース・モジュール５６、５７あるいは信号を送信するための媒体へと向かわせる。
例えば本記載の装置が、ＷＲＲＨシステムのユニット４２又はユニット４３に組み込まれるとき、インターフェース・モジュール５６はワイヤレスリンク５２又は５１の専用となり、インターフェース・モジュール５７はワイヤレスリンク４６又は４４の専用となる。
例えば本記載の装置が、ＷＲＲＨシステムのユニット１３又はユニット３２に組み込まれるとき、インターフェース・モジュール５６はワイヤレスリンク１４又は１０の専用となり、インターフェース・モジュール５７はワイヤレスリンク１９又は３６の専用となる。
ユニット１２、１３、３２、３３に組み込まれた各装置のモジュール９０は、好ましくは監視コンピュータによって管理される。
すでに上記で説明されたように、本方法は可逆的であり、これは等しく本装置にもあてはまる。
逆の合計及びルーティングのモジュール９０は、例えばそれぞれ第二の集合｛Ｆ２｝の周波数帯域専用であるインターフェース・モジュール５６、５７から受信した信号、第一の集合｛Ｆ１｝の通過帯域専用のモジュール７０、８０に向けて意図され、ここで受信された信号は再送信されるものである。
例えば本実施形態の装置が、ＷＲＲＨシステムのユニット４２又はユニット４３に組み込まれるとき、モジュール５６は、例えばＧＳＭ（登録商標）ではワイヤレスリンク５１又は５２の専用となり、モジュール５７は、例えばＵＭＴＳではワイヤレスリンク４４又は４６の専用となる。ユニット４２に組み込まれた装置では、周波数帯域｛Ｆ２，ｐ，ｑ｝でのモジュール５６によってリンク５１上で受信される信号はＧＳＭ（登録商標）の無線周波数帯域に同調されたモジュール７０へと向けられる。周波数帯域｛Ｆ２，ｍ，ｎ｝でのモジュール５７によってリンク４４上で受信される信号は、ＵＭＴＳの無線周波数帯域に同調されたモジュール８０へと向けられる。
例えば本記載の装置が、ＷＲＲＨシステムのユニット３２に組み込まれるとき、モジュール５６は、ユニット１３とのワイヤレス通信リンク１９の専用となり、モジュール５７は、ユニット３３とのワイヤレス通信リンク３４の専用となる。周波数帯域｛Ｆ２，ｐ，ｑ｝でのモジュール５６によってリンク１９上で受信される信号からの信号は、例えばアンテナ５からアンテナ３５へのハンドオーバーフェーズでの携帯端末１のためであり、次いで携帯端末１に割当可能なサブバンドＦ１，１，ｋを含む無線周波数帯域に同調されたモジュール７０に向けられる。周波数帯域｛Ｆ２，ｍ，ｎ｝でのモジュール５７によってリンク３４上で受信される信号からの信号は、例えばアンテナ３５によってカバーされる携帯端末３に関わり、携帯端末３と通信用無線周波数帯域に同調されたモジュール８０に向けられる。
当業者であれば容易に、例えばマクロダイバーシティマネジメントのような他の可能な適用を導出するであろう。
図９に示した例において、周波数帯域｛Ｆ２，ｐ，ｑ｝、｛Ｆ２，ｍ，ｎ｝上で受信される電磁信号を送信するための装置は、モジュール９０のダウンストリームにフィルタのバンク６５、８４、８６を具備し、それぞれのフィルタは、そのフィルタの通過帯域を入力周波数サブバンドに重ね合わせるように、所定の通過帯域または通過帯域アダプタ７５、９４、９６により調整可能な通過帯域を有している。可変フィルタは、スイッチを有するデジタルフィルタ又はアナログフィルタバーによって具体化される。
通過帯域アダプタ７４、９４、９６は、例えば図示していない監視コンピュータで実行される方法のステップ２１２について、例えばスタートするようにパラメータ化することができる。
モジュール９０とそれぞれのフィルタ６５、８４、８６の入力の間に配置されて、第一の周波数コンバータ６８、８７、８９は、第一の周波数帯域の第一のサブバンドＦ２，ｍ，ｎとこれに関連付けられたフィルタの通過帯域と交差する大きさに作られる。周波数コンバータは、変換後サブバンドＦ２，ｍ，ｎがフィルタの通過帯域にマッピングされるように周波数の変更を行うために、アナログミキサまたはＮＣＯによって具体化される。ここで再び、周波数変換もしくは周波数転換は、関連付けられたフィルタの通過帯域と望ましいと思われる信号が受信される第一の周波数サブバンドが交差するように、入力セットポイントジェネレータ７８、８７、９９によって予め定められるか調整することができる。
入力セットポイントジェネレータ７８，８７，９９は、例えば監視コンピュータで実行される方法のステップ１００と１０１について、例えばスタートするようにパラメータ化することができる。
第一のコンバータは、第一のセットポイントジェネレータによる制御の有無に関係なく、通過帯域アダプタによる制御の有無にかかわりなくフィルタと結合され、このように周波数サブバンド選択手段である。
それぞれのフィルタ６５、８４、８６の出力において、第二の周波数コンバータ６２、８１、８３は、関連付けられたフィルターの通過帯域を第二の周波数帯域｛Ｆ１，１，ｋ｝、｛Ｆ１，Ｎ，ｋ｝の第二のサブバンドへともたらすための大きさに作られる。
周波数コンバータは、変換後サブバンドＦ２，ｍ，ｎがフィルタ出力での第二の周波数集合のサブバンドへマッピングされるように周波数の変更をおこなうためにアナログミキサまたはＮＣＯによって具体化される。ここで再び、周波数変換もしくは周波数転換は、第二の周波数集合の少なくとも１つの他の周波数サブバンドに関連付けられて、フィルタの出力で取得された第二の周波数サブバンドを解放するように、出力セットポイントジェネレータ７２、９１、９３によってあらかじめ定められるか調整することができる。
出力セットポイントジェネレータ７２、９１、９３は、例えば監視コンピュータで実行される方法のステップ２０３または２１３について、例えばスタートするようにパラメータ化することができる。
第ニのコンバータは、第ニのセットポイントジェネレータによる制御の有無に関係なく、通過帯域アダプタによる制御の有無にかかわりなくフィルタと結合され、これにより第二の周波数サブバンドを第一の周波数サブバンドと関連付け、受信した信号を置き換えることを考慮して周波数転換を行うための手段である。
図９において、コンバータ６２と６３、６８と６９又は８１と８２、８７と８８の間の点線は、いくつかのアップリンクとダウンリンクが可能なことを示す。図２の略図はいくつかの例の１つにすぎない。示された装置は下向き矢印のみを備えてもよい。
スペクトルコンフィギュレーションは、静的でも、リコンフィギャラブルでも、動的でもありうる。動的応答は、例えばサービス品質（ＱｏＳ）、スペクトル使用、干渉、スペクトル使用ルール、ネットワーク開発、スペクトル修正などの異なるパラメータに依拠してもよい。本システムは、例えば衝突や飽和などを自己検出し、自身でコンフィギュレーションし直す方法を含むことができる。
当業者は、単一セクタ、単一オペレータによるシナリオのために説明した本発明の原理及び手段が、複数のセクタ及び／又は複数のオペレータへのアプリケーションにおいて容易に適用可能であることを理解するであろう。制限的ではない例を挙げれば、周波数サブバンドの受信、選択は、例えば第一のオペレータＡのために行われ、次いで、第二のオペレータＢのために行われ、次いで第三のオペレータＣのために行われ、同様に幾人かのオペレータに行うことができる。
当業者は、説明した本発明の原理及び手段は、無線リンクの場合に、同軸ケーブルや光ファイバによるリンクのかわりにワイヤレスリンクで使用することができるＲＲＨ（リモート無線ヘッド）やＯＤＵモジュール（屋外無線ユニット）に提供される他のアプリケーションにおいて、容易に適用可能であることを理解するであろう。本原理は、例えばファイバ技術による無線において光波長（λｉ）の集合にも適用可能である。

Claims (11)

  1. １つ又はそれより多い第一の周波数帯域において受信した電磁信号を送信する方法であって、
    第一の周波数帯域の周波数サブバンドの第一の集合（｛Ｆ１，ｊ，ｋ｝）を形成する第一の周波数サブバンドを選択する段階（１００、１０１、１０３）と、
    秩序立てルール（ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎａｌ ｒｕｌｅ）に従って、前記第一の集合を形成する第一の周波数サブバンドのそれぞれを、１つ又はそれより多い第二の周波数帯域を形成する周波数サブバンドの１つ又はそれより多い第二の集合（｛Ｆ２，ｍ，ｎ｝）に関連付ける段階（２０２、２１２）と、
    第二の周波数帯域の幅を減少させることを考慮して、第二の周波数における第一の周波数集合のフラグメンテーションを解消するために、第一の周波数サブバンドで受信した信号を第二の周波数帯域で送信する信号に置き換えるために、それぞれの選択された第一の周波数サブバンドに関する周波数転換値（Δｆ）を決定する段階（２０３、２１３）と、を有することを特徴とする方法。
  2. 前記選択は、考慮され所望される電磁信号が受信される周波数サブバンドに対してのみ適用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記秩序立てルールは、第二の周波数サブバンドを第一の周波数サブバンドの全部または一部をカバーするセグメントに関連付けるルールを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
  4. 最適化ルールは、前記集合の少なくとも１つの他の周波数サブバンドに近接する周波数サブバンドの第二の集合（｛Ｆ２，ｍ，ｎ｝）を構築するためのルールを含む請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
  5. その方法がセルラー通信ネットワークにおいて使用されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記信号がワイヤレス接続により送信されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記信号が光ファイバを介して送信されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
  8. １つまたはそれより多い第一の周波数帯域で受信した電磁信号を送信する装置であって、
    それぞれが通過帯域を有するフィルタ（６４、６６、８５）のバンクと、
    それぞれのフィルタ（６４、６６、８５）の入力で、第一のサブバンドで受信された信号を、これに関連付けられたフィルターの通過帯域に置き換えることによって、第一の周波数帯域の第一のサブバンドを選択するように駆動される第一の周波数コンバータ（６１、６３、８２）と、
    それぞれのフィルタ（６４、６６、８５）の出力で、前記選択された第一の周波数サブバンドと関連付けられた第二の周波数帯域の第二のサブバンドにおいて、第二の周波数帯域の幅を減少させることを考慮してフィルタの通過帯域を通過する信号を置き換えることによって第二の周波数集合における第一の周波数集合のフラグメンテーションを解消するように決定された周波数転換を適用するように駆動される第二の周波数コンバータ（６７、６９、８８） と、を含んでなることを特徴とする装置。
  9. 第一の周波数コンバータ（６１、６３、８２）のそれぞれは、関連付けられたフィルタの通過帯域と所望する信号が受信される第一の周波数サブバンドが交差するように、入力セットポイントジェネレータ（７１、７３、９２）によって制御されることを特徴とする請求項８に記載の装置。
  10. フィルタ（６４、６６、８５）のそれぞれは、そのフィルタの通過帯域を第一の周波数サブバンドセグメントに重ね合わせるように、通過帯域アダプタ（７４、７６、９５）によって制御されることを特徴とする請求項８又は９に記載の装置。
  11. 第二の周波数コンバータ（６７、６９、８８）のそれぞれは、第二の周波数集合の少なくとも１つの他の周波数サブバンドに隣接して、フィルタの出力で取得された第二の周波数サブバンドを解放するように、出力セットポイントジェネレータ（７７、７９、９８）によって制御されることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の装置。
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