JP4777571B2 - 情報を伝送し受信する方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、情報を送信し、伝送および／または受信するための方法および装置に関する。
【０００２】
厳密に固定されたキャリア（搬送）周波数は一般に波による情報伝送に使用され、そのため伝送の品質および速度が伝送経路（パス）の干渉により損なわれることが多い。実際の伝送チャネルは、非常にさまざまに設計され、異なる伝送特性を持ち、線形および非線形の歪、時定数および時間変動による影響、およびノイズ（雑音）、外部信号の追加干渉などの他の干渉がこれに関わる可能性がある。マルチキャリア・システムで、メモリがネックとなる伝送チャネルを経由する伝送を使用した場合、シンボル（記号）間干渉（Intersymbol-Interferenz）（ＩＳＩ）は特に問題となっている。従って、伝送特性は、いろいろな方法で一緒になって動作する多数の異なる効果およびメカニズムから生じる。
【０００３】
特に、複数の経路（マルチパス伝播）上の伝搬（多くの場合時間で変動する）により複雑な問題が生じる。これは、例えば、異質な媒体を経由する伝送、構造化された伝送空間などで発生し、送信された信号は、さまざまな発散性接触面で反射され、かつ／またはエッジで曲げられたり散乱することがある。この信号は、直接的通信チャネル（直接的経路）に到達するだけでなく、それと同時にまたは時間的オフセット（「時間遅延拡散」または全体的な「遅延拡散」）で、異なる減衰量でさまざまなバイパス（複数受信）経由で受信機に到達する。長さが異なることを別にすると、個々の経路は、それぞれのジオメトリ（地理：Geometrie）および／または個々の物理的性質により、異なる変化（異なる減衰、非決定論的および／または決定論的内部位相シフトなど）がその関連する信号部分に加わる場合がある。これらの個々の部分は、マルチパス成分（「マルチパス到着」、エコー）と称される。これらの各マルチパス成分では、重なる（オーバーラップする、重畳する）場合にその履歴（重なり）が受信機に影響する。マルチパス成分のこのような重なりにより、場所的に（局所的に）また時間的（時間順序に）に、受信領域の振幅および位相シフトの変動（フェード）をあらかじめ予測することが困難な歪が生じ、さらに最も好ましくない場合として、信号脱落が生じることがある。そのため、この効果は、特に時間で変動する伝送状態、また移動送受信システムを使用している場合も特に不都合に作用する。ここでフェーディングは、多くの場合、周波数選択的で時間選択的であり、伝送機能はほとんど、決定論的に（deterministisch：確定的に）決定することができない。
【０００４】
通信工学では、前述の干渉を受信側で最小限に抑えたり、および／または補正（補償）するための試みがなされる無数の方法が知られている。アンテナ・システム、等化器による受信側信号処理、および特別な変調方法など広範なカタログから３つの主要カテゴリがある。
【０００５】
伝送状態またはシステム要件で許される限り、ビーム無線および／または角度選択受信アンテナを介したマルチパス伝播の問題は緩和できる。指向性伝送を用いて、１つの特定の典型的には直接的経路のみを可能な限り励起し、そこに送信エネルギが集められる。一方、指向性受信では、望ましくないマルチパス・セクションをフェードアウトしようとするか、または複数の特別に接続された受信素子を使用して互いにキャンセルする（すなわち、関連する信号部分のエネルギを消滅させる）ように重ね合わせ、多くの場合ユーザ信号のうちの１つのマルチパス成分のみを残す。それによってこの信号内容が大きくなる。複数の空間点で受信信号をスキャン（掃引、走査）して同時にアンテナ・ゲインを増大させる（得る）ことができる。受信機側の「ビーム形成」の利点と限界について例えば水中の音響データ伝送により説明できる。受信の結果に対する明確な改善は、ここでは短い距離で可能であった。さらに、受信機には、受信素子の配列を具え、時間変位の切り替えにより受信角度を狭め、位置を揃えることができ、従って、ある程度、特定のマルチパスの到着の焦点を絞ることができる［例えば、Hinton, O. R.他、Performance of a stochastic gradient adaptive beamformer for sub-sea acoustic communication.signal processing VII: Theories and applications M.Holt、C.Cowan、P.Grant、W.Sandhaia (eds.)、European Association for signal Processing、1994: pp. 1540-1543参照］。これは、角度比に基づき、充分に低い周波数受信可能比でのみ動作する、すなわち、原則として、短い距離でのみ動作し、さらに、伝送チャネルの充分安定した特性を前提とする。多くのアプリケーションについて（移動無線など）、方向に依存する送信または受信システムは、サイズおよび重量の点で、また基本原理ではこの目標を達成しないため、すでにほとんど実施不可能である。ここで、方向に対する依存性は、多くの場合、適用すら妨げる。それとは反対に、送信機および／または受信機の無指向性が目標である。コンパクト・アンテナは、多かれ少なかれ空間的な点に制限されなければならない。
【０００６】
伝送の干渉除去については、受信機の受信信号の信号技術処理（「信号処理」）においてさらに可能である。一般に、今日ＤＳＰ技術により、変換効率のよりよい高価な等化器（「等化器」）、ＰＬＬ、および複雑な補正アルゴリズムを使用することで、ますます複雑な準備処理を必要とするようになっている。特に適応的フィードフォワード等化により、マルチパス問題を解決しようとしている。トランスバーサル・フィルタは、デジタル・チャネルの伝送特性を既知の信号要素の相関性分析（Korrelationanalyse）により推定するものであるが、例えば、エコーを等化するのに使用される。さらに、トレーニング・シーケンスにより、共役複素信号が通常形成され、後続の情報変調信号シーケンスによる等化に対するチャネルの逆伝達関数（inverse Uebertragungsfunktion）として折り畳まれる（folded）。適応システムでは、等化器はフィードフォワード等化（順方向等化：ＦＦＥ」）で調整される。これらの方法はすべて、時間領域（時間ドメイン）で機能する。時間変数周波数歪によるデジタル・チャネルの結果の適応的等化は実際には、この方法では不可能である。［Meineke、Gundlach「Handbook of High-Frequency Technology」Springer-Verlag、Berlin、Heidelberg、New York、7th edition、1992: volume 21参照］
【０００７】
近年、ＦＦＥ、ＤＦＥ（「決定フィードバック等化器」）および／またはＰＬＬ（位相ロック・ループ）をいろいろ組み合わせることにより、このような問題を解決するさまざまな方法が知られるようになった。現在構造および処理に対し膨大な支出があるにも関わらず、最新の結果はそれでも満足のゆくものではない。等化器の適応フォローアップ（追跡）は成功しないか、または充分に速くなく、かつ／または充分に正確でなく、それによって等化時のＳ／Ｎ比の低下は不可避である。
【０００８】
ノイズ（雑音）の多い環境だけでなく−マルチパス伝播、複数アクセスなどの結果として−発生するシンボル間干渉条件での伝送結果を改善するための他の方法として、複数の変調を使用する方法が知られている。これに関連して、特に、信号拡散の方法（スペクトル拡散手法）は重要であり、変調された信号は広い周波数帯域にわたって拡散される。ここで、「信号拡散」または「スペクトル拡散」（ＳＳ）という用語は、伝送される情報を意味するのではなく、キャリア構造を意味する。信号対ノイズ比が比較的悪く（低く）ても送信信号伝送チャネルの帯域幅が大きいため、これもまた、スペクトル拡散システムを使用してカバーできる。重要なシステム特性としては、帯域拡散のタイプと方法、拡散信号の伝送、望ましい元の情報帯域幅のスペクトル拡散の逆変換がある。用途に応じて、「擬似ノイズ方式」（ＰＮ）とも呼ばれる直接シーケンス変調（ＤＳ）、周波数ホッピング変調（ＦＭ）、ＣＨＩＲＰ変調の３つの基本変調方式を使用する。
【０００９】
ＳＳ方法の知られている利点として、選択的アドレッシング・オプション、コード多重化による多重アクセス、メッセージ・スクリーニング、干渉不感性（Stoerunempfindlichkeit）の増大、信号または傍受防止（Abhoerschutz）の最小スペクトル・パワー密度、高分解能（hochaufloesende：高解像度）範囲測定法への適応性などがある。欠点は、とりわけ、システム要件が厳しくなること、時折、送信機と受信機の同期に問題が生じることが挙げられる。マルチパス伝播による歪は、極めて明確に低減するが、常に他の問題をもち込む。
【００１０】
ここでは、特定のパルスＦＭまたはチャープ変調（ＣＨＩＲＰ）に注目する。レーダーおよびソナー技術にその主な応用例があるが、通信目的にもさまざまに使用される。パルスＲＦ信号を使用する際に特殊性（Besonderheit：独自性、特徴）があり、定義されたパルス幅でキャリア周波数が特定の周波数範囲にわたって変化または連続的に掃引される。
【００１１】
チャープ（chirp）により、帯域幅にわたって好ましいエネルギ分布が可能で、干渉に関して強いものとなり、Ｓ／Ｎ比（信号対ノイズ比または「信号−ノイズ比」）の認識がよくなり改善される。この伝送技術の利点は、送信電力をかなり低減できる可能性があるという点である。
【００１２】
送信信号は、例えば、直線的な電圧ストローク（Spannungshub：電圧上昇）でＶＣＯ（電圧制御発振器）を調整することによってさまざまな方法で発生できる。チャープ・プロセスでは、本質的に線形周波数変調（ＬＦＭ）パルスが使用される。掃引システムの線形化の方法と、特にレーダー技術に関する線形チャープの意味は、スペクトル分析などにおいて、例えば、特許ＤＥ １９５ ２７ ３２５ Ａ１で説明されている。レーダー手法では、特別なマーカを、信号分析の改善のために信号に適用することは、興味深い。
【００１３】
通信を行っている（音声、光、またはＨＦ信号により）場合、ほとんどコード化されていないチャープが使用されるが、これは、チャープ発生フィルタまたは周波数依存分散遅延ライン（「分散遅延ライン、ＤＬＬ」）により容易に発生できる。ＳＡＷ（「表面音波」）（Surface Acoustic Wave）成分は、一般に、分散フィルタとして使用される。これは、チャープ構成を構造的に確立する方法である。
【００１４】
チャープによるデジタル・データ伝送は本質的にオン状態とオフ状態との２進識別を含み、それにより、オン状態がチャープとして送信される。ＵＳ−Ａ−５ ７４８ ６７０では、立ち上がりと立下りのチャープをそのまま区別できる手法を説明している。情報密度を高めるために、チャープの振幅および／または位相位置は可変である。しかし、これによって、チャープ変調ではキャリア構造の最小の変動のみを可能にするという原理は何も変わらず、これは、特に、マルチユーザ（複数ユーザ）システムにおける多重アクセスでは欠点となる。
【００１５】
望ましいスペクトル拡散方式はそれぞれ、固有の利点と欠点があることが知られている。これらはさまざまな方法で組み合わせることができる。単一の方法に比べてハイブリッド方式を使用することで改善されたシステム特性を得ることができ、それにより、システムへの出費は必ずしも倍にならない。よく知られているハイブリッド・システムは、周波数ホッピング（Frequency Hopping）／直接シーケンスＦＨ／ＤＳまたはＦＨ／ＰＮ、時間周波数ホッピングＴＨ／ＦＨ、時間ホッピング／直接シーケンスＴＨ／ＤＳ、チャープ／ＦＨ、およびチャープＰＮ−ＰＳＫである。チャープ−ＰＮ−ＰＳＫシステムは、例えば、ＰＮ変調を介して大きな信号変動があり、チャープ変調を介して、中間周波数シフトの低下は、例えば送信機と受信機の間のドップラー効果すなわち周波数偏差により最小になる。
【００１６】
因みに、移動無線ではさらに、チャープのプリアンブルが普通に変調された情報信号の前に付く方法を試み、それによりこの「ヘッダ」が送信機と受信機の同期を容易にすると思われることも言及しておくべきであろう。逆に、狭帯域ヘッダをＬＦＭシーケンスが後に続く一定のキャリア周波数と組み合わせる方法もある（ＬＦＭシーケンスおよびその他の信号形式の時間系列）。
【００１７】
上述の変調方式は、全体として、パルス信号を参照し、干渉に対し特に強力であり、従って比較的最小のデータ転送率でのみ伝送が可能である非コヒーレント（nicht-kohaerenten：非干渉性）伝送方式のカテゴリに入る。ビット・レートとマルチユーザ動作に対し絶えず高まる要求条件を満たすために、チャネル負荷とデータ・スループットを改善するすべての可能性を考慮しなければならない。データの伝送速度は位相がコヒーレントな（干渉性の）信号構造を使用するとかなり速くすることができるが、これにより、これらの信号が干渉を受けやすいことから信号分配に必要なコストがなお一層高くなるか、または他のおよび／または特別な追加的測定を必要とすることが知られている。
【００１８】
当技術分野では、移動無線ではより長い位相コヒーレント変調信号も試されており、これはＬＦＭ信号でさらなる変調で拡散されることが知られている。後者は、ＶＣＯにより生成され、伝送され、その後、ＳＡＷフィルタを使用したチャープ変調には普通の時間拡がりと後の時間圧縮なしで処理される。ＬＦＭ送信信号は、追加ヘッダなしで予め設定された（プリセットされた）時間ウィンドウ内で連続して別々に送信される。この伝送方式の場合、すべてのキャリア周波数は常に同じ上昇傾向をもっているので、トラックは互いに並列であり、そのため、時間ウィンドウのサイズは、時間ごとに一部互いに重なりあうようなサイズでなければならないが、連続する周波数帯域は互いに明確に分離される。このようにして、少なくともＨＦ範囲では、より複雑な変調形式も情報コード化に利用できる。掃引（スイープ）によりフェーディングは低減するか、なくなる。この方法では、信号生成のプロセスで問題が生じる。
【００１９】
トラックを分離するために、ＬＦＭ受信信号は、その間に（zwischen-zeitlich）、固定周波数と濾波処理で狭周波数帯域に変換される。濾波処理された信号により、伝送機能が推定され、濾波処理された信号自体は掃引（スイープ）形式に逆変換され（掃引として等化（entzerren：補正、補償）するため）、そして最後に、掃引により復調され、狭帯域信号としてパラメータ分析のため転送される。
【００２０】
複雑になる原因は、等化（イコライゼーション）信号は、狭帯域伝送信号に基づいて形成される点であるが、特にマルチパス状態のもとで構成された多層である（結果的にはこれが問題になる）。マルチパス伝播の場合、この信号は常に、分離周波数のスペクトル全体を含む。しかし、参照はされない。いずれの場合も、累乗（Potenzieren）とその後の開法（Wurzelziehen）（情報を搬送する変調を除去するためのもの）による結果、周波数の寄せ集めとなり、これから伝送機能を明確に引出すことはできない。マルチパス部分が多いほど、また遅延拡散が大きいほど、この問題は顕著になる。個々のマルチパス部分がそのまま個別のまたは時間で変動する歪（異なるドップラー負荷など）を示す場合、カオスは完全である。その後、等化（イコライゼーション）機能が極端に詰まった信号から形成される。この誤差発生源は、時間範囲内で動作する等化器を使用して困難性と一緒になくすことができるが、干渉問題は、解決されず、本質的にシフトする（verlagert）だけである。
【００２１】
すでに知られているすべての方法では、マルチパス伝播は、欠点があると考えられ、通常の並列供給としてエコーを使用する代わりにすべての使用可能な信号技術手段と競合する。しかし、マルチパス部分は互いに分離できる必要がある。すでに使用されているＬＦＭキャリア信号では、周波数の上昇が平坦すぎ、すべての構造も柔軟性がなさ過ぎてこの可能性を利用できなかった。いくつかの場合に、等化器の並列連結の使用を推し進め、２つ以上のマルチパス成分を同時に利用し、システム利得と受信結果の改善を目指す。このような試みにかつて実用上の応用があったかどうかは知らない。いかなる場合も、必要な費用を考慮すると、さまざまなアプリケーションに対するコスト−使用の関係は問題が非常に多いといえる。
【００２２】
一般に、通信技術では、できる限り影響を受けないように、送信信号（ユーザ信号）のイメージをまとめようとする。基本的に、すべての伝送状態の変化は、干渉として取り扱われ、従って、理想的な場合には低減され、補正（補償）され、または好ましくは完全に排除される。同時に、伝送経路を経由する転送プロセスで送信信号を吸収した（aufgenommen：取り込んだ）情報は歪む。
【００２３】
一方、測定と位置特定（ロケーション）などのために信号が発射され、信号に生じる変化から環境に関する情報、特に伝送チャネルの空間的構造および物理的性質に関する情報、そのプロファイルおよび／またはそこに含まれる対象物に関する情報を抽出し、位置パラメータおよび運動パラメータを決定する。この目的のために、原則としてコード化されていない、あるいは特別なマーカが与えられている信号が使用され、それにより、マーカは信号分配の補助手段として機能し、通信伝送に関する情報はない。
【００２４】
本特許出願で参照により本願明細書に完全に組み込まれている本出願（ＷＯ ００／１１８１７）の優先日以降に公開された特許出願ＰＣＴ／ＤＥ９９／０２６２８では、最初に同時に複数の周波数変調キャリア周波数を利用する複素信号構成を使用する信号伝送方法について説明している（「周波数勾配チャネル（frequency gradient channels）」）。それぞれのチャネルは、他のチャネル（情報チャネル）の復調またはデコードの基準として採用されている。ただし、少なくとも２つのチャネルが情報伝送に必要な場合には、少数のアプリケーションについては必要ではないか、または不利になり、そのうちの１つは基準信号のチャネルとしてのみ使用され、情報の伝送には関わらない。
【００２５】
本発明の目的は、情報の伝送および受信を行うための改善された方法またはそれに適したシステムを提供することであり、これは、特に、複数の周波数勾配チャネルを持つ信号伝送と比較して簡素化されており、また高い伝送品質を保証し、上述の干渉に対して強力であり、異なる伝送条件に適合させることができる。
【００２６】
情報の伝送および受信を行うための方法またはシステムは、特に、信号分配の改善された品質および情報搬送信号パラメータの認識を通じて高いビット・レートを可能にし、また同時に所定の周波数帯域にある複数の情報信号を伝送したり、または時間で（時間的に）重ね合わせることができ、従って、例えば利用可能な周波数帯域をより効率よく使用できる。ここでは、２つ以上の周波数帯域を並列的に使用する可能性も出てくる。
【００２７】
情報の伝送および受信を行うための方法またはシステムではさらに、特に可変信号生成および信号処理を行い、さらに信号構造を異なる特別なタスク（要件、課題、目的）に合わせ、異なる視点に応じて受信信号を評価（auszuwerten：分析）し、特に、マルチパス成分を個別に、並列的に、または全体的に複合処理し、情報伝送の方法で追加利得を得、かつ／または環境に関する情報を受信信号から抽出することができる（これは伝送プロセスで信号を吸収したものである）。
【００２８】
これらの目的は、請求項１の特徴を具える方法と、請求項３２、３８、または３９の特徴を具える装置により解決される。本発明の好ましい実施形態および応用例は、従属請求項で定義されている。
【００２９】
本発明の基本的な考え方は、伝送信号をキャリア波（搬送波）の形式でのみ提供するというものであり、その周波数は所定の方法で予め設定された（プリセット）された時間区間（Zeitintervall：間隔、期間）で滑らかに変化または掃引（スイープ）され、供給された（aufgepraegtes：加えられた）情報信号を搬送する。キャリア波の伝送では、基準成分の伝送は行われない。伝送は、基準成分なしで行われる。情報搬送信号パラメータに関する伝送信号の評価（auswertung：分析）はそれ自体（sich）で実行され、すなわち、伝送信号に含まれる情報にのみ基づく。評価（分析）には、他の別に受信した信号は使用されないため、基準信号も使用されない。
【００３０】
信号技術の観点からは、この課題を考慮する方法は２つあり、両方とも本発明で具体化されている。一例として、周波数の連続する流れの変化は、情報信号を拡散する特定の形式とみなされ、これは一般に、この情報信号自体がすでにキャリア波を持つ場合に問題にならない。しかし、他方、例えばいわゆるベースバンド変調の形式で、情報信号がキャリア波の変調の予備設定（プリセッティング）のみを含むことが考えられるが、これは直接キャリア掃引に加えられる（aufgepraegt）。
【００３１】
本発明では、周波数の滑らかな変化により特定の特性が伝送プロセスに導入する（eingefuehrt：持ち込む）ことが必須であり、これを有利に利用できる。最初の事例における本発明のプロセスおよび構成技術の測定の必須の部分は、特別な特性と共に掃引として設計されたキャリア周波数の処置、準備、または処理を指しており、それによりこれらの掃引がそのまま詳細に細かく変調されているかどうか、どのような形式で変調されているかが重要であり、これは、関連する変調により基本的に掃引の特性に変化がない限りそうである。従って、以下の説明では、掃引を信号の基本キャリア要素とみなすが、他のそのような形式も除外することなく、検討対象の形式としてを重視する。
【００３２】
この説明では、周波数が所定の区間（間隔）で連続的にかつ滑らかに変化する波は、一般に「掃引（スイープ）」または「キャリア掃引」とも称されている。これらの説明は、後で公開された特許出願ＰＣＴ／ＤＥ９９／０２６２８（ＷＯ ００／１１８１７）で導入された「勾配キャリア波（Gradient-Carrier）：ＧＴＷ」の用語または例えば国際技術文献にある例えば「掃引周波数（Gewobbelte Frequenz）」または「掃引周波数キャリア」などの記述と同義である。簡単のため、掃引はドイツ語に受け入れられた単語として取り扱い、これから「ｓｗｅｅｐｅｎ［ｓｗｅｅｐ］」が周波数の連続する流れの変化の実行を記述する動詞（「ｗｏｂｂｅｌｎ［ｓｗｅｅｐ］」の同義）として派生し、周波数の連続する流れの変化が発生する形容詞「ｇｅｓｗｅｅｐｔ［ｓｗｅｐｔ］」（例えば、「ｇｅｗｏｂｂｅｌｔ［ｓｗｅｐｔ］」の同義としても）が使用される。
【００３３】
本発明の方法は、周波数の連続する流れの変化のあるキャリア周波数の使用に基づいており、本明細書では、「浮動周波数技術」または「Ｆ２技術」または−国際的に受け入れられている用語に従い−「掃引拡散（拡がり）技術」または「Ｓ２技術」とも称される。省略形「Ｆ２通信」または「Ｓ２通信」または「Ｓ２Ｃ」は、通信目的に使用することを表す。
【００３４】
一定キャリア周波数の信号と対照的に、周波数の変化を使用することで、追加変数すなわち追加次元が導入され、これにより、拡散周波数帯域（スペクトル拡散）にある信号エネルギの望ましい分布とは別に、主に、伝送プロセスで生じると思われるマルチパス成分がもはや簡単には重なる（重畳される）ことができないような効果を持つ。これで時間オフセット（遅延拡散）は、時間周波数範囲の偏移（シフト）であり、関連する成分が互いに隣り合い、ＬＦＭにおいて典型的には互いに並列であり、そのため相対的距離は実行時間の差および各キャリア掃引の周波数の上昇の関数になる。実行時間の差はほとんど影響を受けず、これは性質上またプロセス技術に関して条件的であるが、おそらく、周波数ストローク（周波数の上昇または周波数勾配）である。本発明による方法でキャリア掃引の構成を測定手段として使用できることが明白になっており、それにより、距離または成分の「パッキング密度（Packungs-dichte） 」が時間−周波数範囲で影響を受ける場合があり、また干渉は低減または回避できる。
【００３５】
本発明によれば、信号は受信後、他の周波数形態に移動（ueberfuert：移行）または変換され、それによりキャリア周波数を持つ周波数帯域またはスペクトルへの移動は時間の経過と共にもはや変化せず、従って常時固定されていることが好ましい。可能な形態を実現するのが実際上特に困難な他の手段、例えば、直接濾波および／または後の乗算、畳み込み（Faltung、折り畳み）など、特別な機能を持つもの（手段または装置）によるマルチパス成分の除去がある。
【００３６】
ここで好ましい変換の効果は、時間―周波数空間内の受信信号内で偏移した成分は、相対距離に対応する別の固定された周波数に配列されていることである。この意外なほど単純な測定により信号分布について非常に大きな定性的効果が得られる。すなわち、時間遅延信号内容（コンテンツ）を時間範囲（時間領域）から分離する問題は、周波数範囲（周波数領域）に再配置される。大きな利点は、周波数範囲では利用可能な信号生成に他の方法があるという点であり、大抵は、よい結果が得られ、またかなり容易に実現することもできる。
【００３７】
単純なフィルタ、例えばバンドパス・フィルタ（帯域濾波器）（ＢＰＦ）は、第１の実例でのノイズのさまざまな部分を分離しかつ／または解決するのに充分でもある。同時に、１または複数のフィルタを注目する各周波数成分に合わせるか、または変換時に適切な測定を使用して、例えば、所定のフィルタ・ウィンドウ内の或る種のマルチパス成分を持つ補助周波数の同期により、関連する成分を配置することができる。多くのアプリケーションでは、ほとんどの問題は、このようなバンドパス濾波処理を使用して解決できる。本発明による方法では、さらにより複雑な（complexerer：複素）フィルタ・システムを個別に、並列的に、またはブロックの形で使用し、また必要ならばオフセットし、情報搬送信号パラメータの回復（Rueckgewinnung：復元）または抽出または分離するために評価（分析）することで、周波数変換された受信信号のスペクトル部分をさらに準備処理（aufzubereiten：高精度に、高品質に）することが基本的に可能である。このために、信号処理から一般に知られている方法とそれらの方法を、ここでは詳細に説明しないが、使用することができる。しかし、受信信号を固定周波数のスペクトルに分割した後は、これらの方法を使用するための開始条件がかなり改善されることを強調しておく。マルチパス成分を別々のスペクトル・ラインに配列する過程で、いかなる形態の干渉および混変調も低減または排除される。
【００３８】
現在までに知られている方法では、大抵フェーディングおよびシンボル間干渉だけであり、これらは処理（behandelndes：処置）すべき問題として報告されている。マルチパス部分のある信号の等化（イコライゼーション）による問題のかなりの部分は、個別のおよびほとんど時間変動の周波数および位相等化から生じるもので、例えば、異なるドップラー負荷の結果である。さまざまなドップラー部分の混変調により、伝送機能の開発が面倒なものとなり、コヒーレント時間（Kohaerenz-zeiten：干渉性時間）が極端に短くなる。単純な等化器（イコライザー）は短すぎて、等化（イコライゼーション）機能を充分正確に設定できず、長い等化器は動作が遅すぎて、変化に追随できず、すなわち故障する。Ｆ２方式では、これらの混変調は可能な最良の方法で回避される。等化は、単一の成分について実行でき、実質的にタスク（要件、課題、目的、仕事、処理）が簡素化され、必要な手間が省け、機器の費用が軽減され、はっきりとよい結果が得られるという利点がある。少数の好ましい処理のバリエーションとともに方法固有の他の発展例を、従属請求項に関して説明する。
【００３９】
本発明による方法には受信信号から複数の異なる情報を抽出したり、送信信号または受信信号に含まれている情報および／または変調を異なる方法で利用するオプションが含まれていることを強調しておく。どれだけあるいはどのような方法でこうした可能性を利用するかということについてはユーザの裁量に任される。
【００４０】
好ましいアプリケーションでは、送信機と受信機の間で情報を送信する。同時にまたはそれとは独立に、伝送経路でそれらに与えられた変化に関しても受信信号を評価（ausgewertet：分析）することができ、これにより環境の特性と性質に関する多数の等しく価値ある情報が受信機に送られる。例では、周波数変換された受信信号の周波数スペクトルの分析により個別の接続経路が等しいかどうかを判別し、伝送プロセスで考慮することができる（例えば、送信機または受信機の位置を改善する、アンテナの焦点を設定するなど）。さらに当業者であれば、信号から複数の他の測定値を対応する処理により取り出すこともできる。ここで、さらに送信機側の変調情報信号を特にマーカとして使用することもでき、これは評価をサポート（unterstuetzen：支持、支援）している。この態様にはさらに、上述の態様のうち特に一方または両方に特に適している変調形式が含まれる。本発明による方法の利点に適用できるさまざまな変調方法については、実施形態の範囲で述べられている。
【００４１】
キャリア波は、固体、液体または気体の媒質中の音波として、または電磁波（例えば、ＨＦ信号、光波）として形成できる。周波数の変化は、線形にまたは他の適切な定数、好ましくは単調関数に従って、またはさらにガウス関数に従って所定の時間区間（間隔）で多くのアプリケーションにとって都合のよい最も単純な形式で発生させることができる。利用可能または使用可能な周波数帯域の幅は一般に制限されているため、キャリア波の周波数の変化の特性は、適切な時間区間（間隔）の終わり（ターニング・ポイント）の最新の時点で反転しなければならないか、または例えば、開始周波数で再スケジュールする必要がある。従って、キャリア波は掃引としてまたは−これがキャリア波の（キャリアの）構造要素にのみ関係することを明確に強調するために−キャリア掃引と称されているさまざまなセクションに分割される。
【００４２】
本発明の要旨は、上述の原理に基づく送信および受信の両方の方法である。
【００４３】
伝送する情報の送信はキャリア掃引または勾配キャリア波（ＧＴＷ）に加えられる、すなわち適切な信号パラメータがユーザによって選択されたコード化方式に応じて変調される。変調されたキャリア波は、Ｆ２信号またはＳ２信号と称される。
【００４４】
本発明の好ましい実施形態によれば、キャリア波により、一連の一様な掃引が実現され、これはさらに必要ならば時間的に互いに分離することもできる。距離は、例えば後で結合されたマルチパス成分または他のチャネル応答（音響信号の反響（Nachhall）として示される）の減衰の場合に有利に働くことがある。掃引距離を可変設定できるという事実を例えば、情報を別々の情報パケットに分割する場合に利用できる。このオプションはさらに、マルチ・ユーザ・システムで使用する場合の基盤となる。
【００４５】
本発明によれば、キャリア掃引は広範なバリエーションを示し、最も広い範囲の伝送の条件およびタスク（要件、課題、目的）に対し柔軟に合わせることができる。例として、周波数の上昇と低下のキャリア掃引は、適切な間隔で交互に発生するか、またはキャリア波の周波数応答に対し全体として、周波数帯域にわたって発振する閉じたコース（Verlauf：経過、推移、変位）が得られるように掃引を設定できる。１つまたは複数の周波数帯域で多重化する機能も用意でき、キャリア掃引の周波数位置（開始周波数）は掃引ごとに変化する。
【００４６】
本発明の他の実施形態によれば、必要ならばキャリア掃引をそれぞれ２つ以上の可変長の変調時間パルス（ＭＴＰ：Modulationszeittakte）に分割することにより高いビット・レートを得ることができる。この構成によれば、これは信号パラメータの絶対値ではなく、情報コード化に使用される変調パルスから変調パルスへの相対的変化であり、それにより、例えば動的ノイズと比べてデータ伝送の安定性が増す。
【００４７】
与えられた周波数帯域を最適な形で使用するために、本発明により、複数の並列信号（複数の変調掃引）を伝送することができる。必要な場合、この実施形態をさらに、マルチユーザ・オペレーションの代わりに、またはそれと組み合わせて、一時的に（時間的に）重なり合うように１つおよび同じＦ２信号の掃引が偏移される範囲で使用することもできる。信号が同時に２つ以上の掃引を異なる、例えば逆回転周波数特性（クロス掃引（Kreusweeps）など）で伝送し、情報転送率を２倍またはそれ以上に増やすことも可能である。このバリエーションでは、全体として所定の周波数帯域で伝送率を高める可能性がある。
【００４８】
さまざまなアプリケーションに特に有利な構成では、特に、キャリア波が２つ以上のセクションまたは区間（間隔）に分割され、異なる周波数特性を持つようにする。プロセスでは、これらのセクションのうちの少なくとも１つは掃引として設計されている。この掃引は、伝送シーケンスで伝送され、一時的に（時間的に）他の信号セクション、例えば周波数オフセットと重ね合わせる、あるいは同時にすることができるが、他の方法で全く同じ構造のキャリア掃引でおよび／または一定キャリア周波数を持つセクションと組み合わせ、および／または１つまたは複数のキャリア掃引で実行でき、他の好ましくは逆回転の上昇および／またはさらに他の掃引形式を示す。これはすでに前の説明から得られているが、２つのキャリア・セクションまたは互いに挿入されたまたはスーパーインポーズされたキャリア・セクションから形成された伝送シーケンスを前に述べたように個々のキャリア要素について異なるグループ内で閉じた結果としてまたは一致する周波数帯域内でスタンドアローンの「パッケージ（Pakete）」としてまたは時間周波数空間内で可変で配列することはこの方法の能力の範囲内にあることを、ここでは明確に繰り返すべきである。
【００４９】
受信したマルチパス成分を含む本発明による方法で与えられている時間周波数範囲で異なる構成のまたは充分に間隔があけられた信号内容の分離可能性から、多数の構成オプションが得られる。これらの測定手段は、さまざまな方法で利用できる。例えば、適当な変調を使用することにより情報の伝送を高速化しかつ／または信頼性を高めることができ、あるいは環境パラメータの決定を改善することもできる。情報信号を多少均等に適切なキャリア・セクションに分配できることとは別に、２つ以上のセクションでシンボルを暗号化したり、同じ情報を複数のセクションに取り込んだりすると都合がよい場合もある。この方法で、ドロップアウト（脱落）などを回避し、訂正アルゴリズムをサポートし、信号分布のマーカを設定しかつ／または幾つかのセクションを信号評価の基準として準備することもできる。後者の場合、情報伝送の意味での変調も、必要ならば、関連する部品なしで済ませることができる。
【００５０】
時間および周波数パターンのこのようなバリエーションを都合よく使用し、複数のアクセスで、すなわち、所定の周波数帯域でマルチユーザ・オペレーションで信号を識別し、分離しまたは分析することができる。
【００５１】
Ｆ２信号の掃引またはキャリア部分は、送信機と受信機の両方について確立されている特定のプロトコルにより構成されるのが好ましい。このプロトコルは、例えば、ユーザのペアごとに異なってもよく、これにより、マルチユーザ・オペレーションでは、特に信号の相互影響の危険性が共通周波数帯域で低減される。一方、同じ掃引構成を並列オペレーションで複数のＦ２信号に対し使用する場合、伝送プロトコルを使用して例えば、タイム・スロット（Zeitfenstern）を合わせる（適合させる）かまたは割り当てることにより適当な時間的等級付け（Zeitliche Staffelung）をもたらすことができる。また、それぞれ与えられた伝送状況への動作可能な改造、アプリケーションの特別な要件、または事業者の希望をもありえる。異なる伝送プロトコルが、例えば、受信品質を高めたり、周波数帯域の使用効果を高めたり、遅延を防止したり、他の周波数帯域に切り替えたり、さらに異機種検出（Fremddetektion：異質検出、外来の検出）または盗聴（ワイヤ・タッピング）のリスクを低減するなどに役立つ場合がある。
【００５２】
本発明による他の実施形態の方法ではさらに、すでに実証済みの他の変調方法と、特によく知られているスペクトル拡散方式とを組み合わせることができる。一連のアプリケーションで直接シーケンス法またはＰＮ法により複数の変調が可能であることを利用して、伝送をさらにノイズに強いものにし、形式バリエーションを増やし、チャネル容量を増強し、複数アクセスの可能性を改善し、信号やメッセージなどをマスクまたはカムフラージュ（verschleiern：偽装、隠蔽）すると都合がよい。
【００５３】
本発明による受信機は、送信機による信号出力を受信し、その後処理し評価するために設けられている。伝送プロトコルで所定のまたは定められた時間および／または周波数パターンによる評価では、特定の情報信号を受信スペクトルから分離することができ、特に、さらに、分散部分を時間−周波数範囲内で適宜結合することもできる。特に、多重変調信号、例えばＰＮ変調信号の場合、信号パターンは一般に連続して適用するのが適している異なる部分パターンを含むことができる。長所を利用すると、分離または復調のときにノイズ部分が弱められるか、または排除され、これは一般に情報伝送に関して「変調利得」と評価されている。
【００５４】
本発明による方法では、受信の後、Ｆ２信号を、他の周波数形式、例えば、常時一定の周波数帯域へ移動または変換する機能を具える。これは、例えば、人工的に生成された補助周波数（ヘテロダイン周波数）と混合または乗算（Multiplikation）することで行われ、これは、同じ周波数応答を送信信号のキャリア波（ＧＴＷ）として表示するが、それに対して並列に偏移（シフト）され、変換された信号のキャリア波の周波数は常に一定である。それとは別に、送信信号に対して逆回転周波数特性を有するヘテロダイン周波数を使用して変換を実行し、並列に偏移（シフト）するか、または同じ周波数帯域内に置くこともできる。これらのバリエーションは、より複雑な信号構造を処理する、例えば変換された信号セクションまたは成分を異なるスペクトル範囲に配列する必要がある場合に都合よく組み合わせることができる。同様に、この方法の範囲内で、複数のステップにより固定周波数で（への）移動（変換）を実行し、例えば、繰り返し結果を改善し、あるいはさらに、特定のターゲット成分の時間で異なる（zeitvariante：時変）変化のバランスをとる。
【００５５】
掃引復調に対し実行される周波数変換もまた、マルチパス成分を狭帯域スペクトル線に分割することとは別の都合よい効果がある。これには、関連する周波数セル内の受信信号において信号成分拡散のエネルギを周波数帯域に再結合する機能が含まれる。同じプロセスで、エネルギが分配され、受信信号で受信される狭帯域ノイズ部分が、拡散される。伝送用に選択された拡散に応じて、この処理ステップの結果はＳ／Ｎ比の上昇となり、従って、変調またはシステムの利得となる。
【００５６】
必要があれば補助周波数を生成することで、ドップラー周波数偏移が伝送チャネルで観察される。
【００５７】
他の周波数形式への移動（変換）後、周波数範囲内に都合のよい処理がさらに行われ、必要があれば、単一周波数を分離するかまたはノイズ部分を消去するためのフィルタ処理をし、また評価（分析）を続けることができる。
【００５８】
基本的なバリエーションでは、特にマルチパス伝播の結果として、最適な周波数を、変換された信号に含まれる単一周波数のスペクトルから分離し評価（分析）する。適応性は、異なる基準、例えば、回路技術のプリセット（予備設定）により決定できる。重要な選択基準は特に、各単一周波数の強度および／または隣接する周波数からの距離である。多くの場合、孤立した（個々の）周波数（isolierte Frequenz）は直接評価できる。他の構造ステップでは、典型的には分離後、特に例えば等化器などの適応型フィルタおよび／または適応型位相補正により、特にＰＬＬを使って、時間範囲内で追加濾波処理を実行し、例えば、送信信号の再構成を改善し、かつ／またはパラメータを決定し易くする。本発明による方法の重要な利点は、固定周波数への変換に従い、知られている方法および信号処理の方法と両立性（Kompatibilitaet：互換性）があるという点であり、要求に応じて、単一動作またはさらに複雑な準備処理のほとんどのどのような選択でも、フィードフォワードまたはフィードバック方法を組み込むことができ、それにより、実際に、周波数範囲、時間範囲、および／または他の投射面内のすべての信号パラメータについて言及し、処理しまたは評価できる。
【００５９】
例えば、受信側（補助変動、直交成分、ＰＬＬ、ＦＦＴ、またはフリップフロップ回路）で生成された補助成分に対する分離により、位相変調Ｆ２信号を復調するために分析を実行し、それにより、例えば、２つの好ましくは隣接する変調時間パルスの間の位相差を決定する。
【００６０】
他の実施形態では、１つだけでなく、２つ以上の周波数成分を、変換された信号に含まれる単一周波数のスペクトルから分離し、好ましくは、別の処理チャネルで評価するか、または１つの処理チャネルで連続して評価する。その後、例えば、異なるマルチパス成分の評価（分析）結果を、互いに比較するか、またはバランスを取る（比較または均一化する）ことができる。従って、それぞれの信号パラメータから平均値を形成するなどすでに単純なステップは、関連する成分の強度に対応する重み付けで必要ならば、最終結果の拡散幅をかなり制約し、ビット誤り率（ＢＥＲ）を引き下げ、あるいはさらに複雑な変調方法（例えば、デジタル・ステップの多い位相変調）を利用することができる。初めてＦ２方法を使用することで、マルチパス伝播を使用することができ、これは「マルチパス利得」と称される。
【００６１】
この方法の他の開発には、変換された信号に含まれる単一周波数のスペクトルから、２つ以上の周波数成分を分離し、互いに対してシフトし、周波数変換して、キャリア波がコヒーレント（干渉性）になるようにし、さらに互いにバランスを取り、特に互いの上に投射し、または追加し、そして分析する作業が含まれる。この動作方式の利点は、特に、関連する部分の信号エネルギの再結合にあり、かなり強い信号が評価に使用できる。さらに、同時に成分のノイズ部分も累積される他の重要な効果もあるが、これにより必ずしも、ノイズレベルにただちに増加があるわけではない。特にマルチパス伝播では、各マルチパス成分によりそれと共にノイズの固有部分が生じるため、歪によりノイズスペクトルのエネルギ部分の対応する平均化（Nivellierung）が生じる。当然のことであるが、エコーを実際の環境の並列的供給として使用することにより、マルチパス成分は品質が変動する場合があり、概して、異なる強度（underschiedlich stark：変動する強度）で受信される。しかし、アプリケーションに応じてさらに開発し精密化できる、ここで説明している基本原理により、Ｓ／Ｎ比をかなり改善することができ、マルチパス利得を高めることができる。
【００６２】
最後に説明したヘテロダイン方式では、成分のコヒーレントな適応に使用される補正パラメータは、伝送チャネルの空間構造および物理特性に関する情報を含むことができ、これ（この情報）はすでに確実に広範に処理されている、という都合のよい効果がある。このような情報を抽出するための他の処理および評価には、本発明による方法の設計または構造上の可能性が含まれる。
【００６３】
特に情報伝送において複数のアプリケーションについて有利な方法の他の設計には、いわゆる「ブラインド受信機（blind receiver）」という形態の受信ページのレイアウトが含まれる。信号処理の特別な形式をこれに対し準備するが、これは「ブラインド」信号処理（英語：「ｂｌｉｎｄ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」）と称される。ここで使用される「ブラインド」という用語は、送信機と受信機の正確な時間的同期の測定なしで済ますことができ、受信機は同期に適応するための追加測定なしで自動的に指定された信号を認識し評価することを意味している。自動掃引復調に加えてＦ２方式の特定の機能として、受信信号に含まれるさまざまなマルチパス成分をコヒーレントにかつ完全に自動的に移動し、すべての成分の信号エネルギを連続する狭帯域信号に組み合わせて、評価のための準備処理をするオプションがある。この基本原理は、手順的な技術的にさまざまな形により実現できる。
【００６４】
特にＬＦＭキャリア掃引を使用して都合よく使用できる好ましい実施形態では、本質的に、何らかの方法で全体的に複雑に個々に構造化できる３つの処理段階またはステップがある。基本的な考え方は、ａ）受信信号を２つの異なる補助周波数に投射（掃引、スイープ）し、２つの別々の周波数スペクトルを生成して内部で（すなわち、スペクトル内で）一定周波数スペクトル要素の配列をミラー化し（spiegelverkehrter：鏡面対称にし）、必要があれば一方または両方のスペクトルの位相変換を行い、ｂ）ラン（run）時間偏移（シフト）と周波数偏移（シフト）の間の機能的関係（Zusammenhangs：つながり）を使用して遅延拡散をなくし、必要があればさらに両方のスペクトル内の要素の微細な同期化のために個々の周波数または位相歪の等化を行い、ｃ）両方のスペクトルにそれ自身を掛けて新しい中心周波数の周波数セル内に個々の要素の信号エネルギを集中させ個々の要素を組み合わせて新しい中心周波数を持つ連続波にするというものである。この後に、中心周波数は濾波されて除去され評価される。詳細については、図を参照しながら以下で説明する。
【００６５】
上述の方法では、マルチパス伝播を使用してＳ／Ｎ利得を最大にすることができる。またかなり有利な点は、掃引変調伝送信号を受信機側でコヒーレント波に再結合できるという点である。これらは、例えば、伝送率（レート、速度）、伝送セキュリティなどの向上には重要な前提条件であるが、これとは別に、例えば移動無線で必要な送信電力を低減する（バッテリ寿命を延ばし、改善された健全な許容範囲など）ためにも使用される。実際の使用は、信号ブラインドを処理できる可能性によりかなり簡素化される。これらの強力なメリットとは別に、上述の基本的な考え方によるブラインド処理ではさらに、使用可能なさまざまな信号形式、時間および周波数パターンに関していくつかの制約が生じることも考えられる。さらに、ＰＳＫ変調を使用すると、例えば、両方のスペクトルを掛け合わせることで、受信機側で解決可能なデジタル位相状態の数が半分になると考えられるであろう。従って、情報信号のコード化を適応させるのは問題ではないと考えられる。さらに、例えば、ブラインド方式により接続を行った後、いつでも、例えば、「オンザフライ（on-the-fly）」（空中）で送信機と受信機の同期を取り、他のモードに移行（umzusteigen）することができる。
【００６６】
他の実施形態では、例えば水中技術、場所、向きなどで、多くの場合少なくとも通信と同じくらい重要な特に組み合わせタスクについても適応型の測定を含む。本発明による方法では、信号技術（ＨＦ範囲、レーザ技術など）の多くの分野の提案された形式でまたは類似の形式で適切に使用できる主要な解決法が見つかる。特に、受信機側の上述の方法の１つによって復調された情報の助けを借りて送信信号および／または送信信号の変換のコピーを生成し、伝送チャネル内に発生するすべてのノイズ、歪、およびその他の変化のないこの人工的に生成された信号のバランスを、受信信号および／または処理段階との間でとり、伝送条件による（uebertragungsbedingten：伝送制限のある）変化およびそこからの環境に関する情報を定性的にかつ／または定量的に評価し、例えば、伝送チャネルの空間的構造および物理特性に関する位置および運動パラメータを決定するが、そのプロファイルおよび項目はそこに含まれるなどし、一般に、送信信号が伝送経路経由で伝送するプロセスにおいて吸収した任意の種類の情報を取得する。同時に、伝送信号に加えられる情報信号は、送信側において選択的に計算するか、または適宜例えばマーカとして評価に含めることができる。
【００６７】
異なるアプリケーションでは、送信機側でこのような分析を実行できると都合がよい。従って、送信機が伝送チャネルまたはそこに含まれる接触面または対象物または典型的にはそれ自身により放射された送信信号の成分によって反射されたイメージを受信し、これを元の送信信号により処理して環境に関する情報を抽出するように、送信装置を設定する機能が用意されている。
【００６８】
さらに、本発明による方法では、伝送チャネルのそれぞれの特性およびその他の品質に関する情報は、例えば、伝送結果および／または環境分析を改善するか、または正確に行なうか、または拡張するために信号生成時および／または信号処理時に考慮すると都合がよい。
【００６９】
本発明の要旨は、また、本発明により信号伝送を実行する送信または受信装置およびそのような送信または受信装置の組み合わせを含むシステムでもある。
【００７０】
送信装置は、周波数が連続的な流れで変化する（キャリア掃引、ＧＴＷ）キャリア波を発生する少なくとも１つの発生装置と、従って変調を行う少なくとも１つの変調器（モジュレータ）を具える。
【００７１】
受信装置は、キャリア掃引により信号を検出するように構成されている。その構造は、人工的補助周波数で少なくとも１つの補助信号を生成するための基準発生器と、各補助信号で受信信号をヘテロダインするための少なくとも１つのミキサ、必要ならば１つまたは複数のフィルタ、および少なくとも１つの分析装置を具える。
【００７２】
本発明には、特に以下の利点がある。最初に、掃引変調信号で広帯域周波数チャネルを使用し、これにより、既存の厳密に固定された周波数帯域上で追加情報を転送することができるが、固定周波数に基づく伝送システムに対し実質的に中断（Stoerung：妨害）を引き起こさない。ノイズの影響（より広い周波数範囲での転送）はＦ２信号のキャリア周波数の連続する流れの変化により平均され、受信機側の信号準備でのＳ／Ｎ比の改善に対する前提条件が生成される。キャリア波またはキャリア掃引は、デジタルまたはアナログ・コード化に基づいてアプリケーションにより変調される。既知のチャープ・インパルス法とは対照的に、ここで使用している各キャリア掃引は関連する信号セクションを含み、位相コヒーレント変調方式とさらに高い情報転送速度を使用できる。
【００７３】
ＰＣＴ／ＤＥ９９／０２６２８（ＷＯ ００／１１８１７）でも説明し、そこで説明されている信号伝送に関する利点を、目標としている。Ｆ２技術を使用すると、最善の可能な分離を行うことができ、従ってさらに個々のチャネル応答を別々に評価できるため、マルチパス伝播で発生するヘテロダインの問題は、最小値にまで低減でき、受信信号内で振幅および位相位置の最善の可能な安定性が得られる。またマルチパス伝播を使用できる異なる可能性がいくつかある。受信する受信機による時間遅延があるマルチパス成分の信号エネルギを結合できることは特に重要である。こうして得られたマルチパス利得は、アンテナ利得とある種平行なものとみなすことができ、これは、複数の点での信号の同時スキャンにより得られ、ここでは、１つの点で複数の受信（エコー）の時間的等級付け（Staffelung）配置のみを使用する。両方の方法を組み合わせると都合がよい。しかし本発明の最初の事例で注目する主要なポイントは、好ましいコンパクトな解決法のための機器を準備することである。
【００７４】
高品質の認識により、情報伝送を目的とする個別のまたは必要ならばさらに複数の信号パラメータの実質的に細かなバリエーションを同時に実行する可能性が開かれる。従って、Ｆ２技術のユーザは、自由に、キャリア波の情報をアナログ波信号またはさらに他の適当な変調曲線の形式で付加することができる。この方法で、振幅、位相、および／または周波数変調を個々にまたは適当な組み合わせで実行し、離散状態を生成し、これを利用してデジタル・データ伝送を実行することができる。このプロセスで、離散状態のより細かな区別の可能性をビット・レートの増加に使用することができる。その他のデジタル状態もまた、適当な組み合わせによりパラメータ・バリエーションに対するさまざまなオプションにより実現することができる。デジタル変調形式は、とりわけ、マルチユーザ・オペレーションに対し有利でもある個別掃引についても都合よく適用できる。
【００７５】
ここで説明しているＦ２方法を使用することにより、全体的によりバランスのとれた受信品質を各送信領域で達成することができ、それによりこれは、これまで干渉により生じた変動（フェーディング）と特に受信不能領域がなくなるという点で移動送信および／または受信装置の使用にとって特に非常に有利であると思われる。
【００７６】
一連のアプリケーションでは、Ｆ２信号は対応する広帯域構成の場合に外部からほとんど中断（stoeren：妨害）できないという点が有利である。例えば、周波数範囲全体は、ノイズ周波数によってほとんどブロックされることはない。さらに、Ｆ２信号のキャリア掃引のあるエネルギ（電力スペクトル密度）が対応する広範な周波数範囲にわたって分布することは有利である。それぞれの個別周波数セルが少ないエネルギを含み、さらに迅速に実行されるという事実に基づき、一方では、Ｆ２信号は部外者（第三者）にとって検出するのが困難であり（特にキャリア掃引の構造が彼らに知られていない場合、または掃引特性が伝送プロセス内で変更される場合）、他方、彼らに例えば固定周波数で送られる他の信号、または同様にＦ２信号として組み立てられた他の信号とほとんど相互に影響しない。そのキャリア掃引は他の例えば逆回転周波数上昇（クロス掃引など）をもっている。主に、いわゆる「掃引周波数チャネル」（Ｆ２チャネルまたはＳ２チャネル）を使用することが可能と思われ、これは既存の固定周波数帯域に加えて、対応する広帯域上にすべて拡がる。他のスペクトル拡散方式と組み合わせる可能性のほかに、有利な構造バリエーションがあり、それにより、上述の一連のメリットと使用するスペクトルをさらに拡大できる。
【００７７】
本発明の他の詳細および利点は、付属の図の説明から明白である。
【００７８】
本発明による信号伝送は、以下では、信号生成（キャリア周波数とその変調の送信機側生成）および受信機側信号処理および復調について説明している。信号生成または利得について、デジタル情報コード化について、送信について、および受信についてそのようなものとして知られている物理的技術的測定は詳細には説明していない。
【００７９】
送信機側変調
図１ａおよび１ｂは、この最も単純なバリエーションが直線的に設計された異なる周波数を持つそれぞれの個別キャリア掃引の例となっている。図１ａによる、図２ａおよび２ｂは、いくつかの発振期間の発振過程の概略を示しており、それにより、各周波数の立ち上がりは同一であるが、開始位相は１８０度だけ異なる。開始位相の調整は、Ｆ２信号による（位相）コード化の例を表している。他のコード化の可能性は、振幅および周波数変調または既知のすべての変調タイプの組み合わせに基づく。
【００８０】
図３ａおよび３ｂは、キャリア波の他の手段で構成されたセクション（部分）によるキャリア掃引の同時伝送の可能性を示しており、これにより図４はＦ２掃引信号および狭帯域周波数成分（ここでは、干渉信号として掃引信号に関して示されている）が相互にわずかに影響を受けるのみであることを図解したスペクトル・エネルギ密度分布により示している。伝送または受信信号では、狭帯域成分ははっきり目立ち、Ｆ２信号のエネルギはその周波数帯域にわたって広く分布し（図４ａ）、比率（図４ｂ）は受信側で生成された掃引補助周波数を使用して周波数変換後に逆にされる。その結果、前の狭帯域ノイズ信号のエネルギはその帯域にわたって拡散されるが、Ｆ２信号のエネルギは周波数セルに集中し、それによりこの信号はノイズよりもはっきりと目立つ。これを、簡単に除去し、評価（分析）することができる。図４ｃは、フィルタ処理された信号はそのまま伝送情報の評価時に誤りを生じる可能性のあるノイズ部分をどのように含むかを示している。
【００８１】
最初の掃引を一定周波数に遷移するときに掃引が反対側の掃引（ここでは図に示されていない）でヘテロダイン化されると、第２の掃引の信号エネルギがさらに大きな周波数範囲にわたって拡散されること、に注意されたい。
【００８２】
キャリア波は、１つまたは複数のビットのまたは（アナログ情報処理では）１つまたは複数の情報単位のキャリアでよい。複数のビットまたは情報単位については、例えば図５で示されているように、キャリア掃引は各変調時間クロック・パルス（ＭＴＰ）に分割される。ここには、周波数増大が直線的な１つの掃引を２つのパルスＴ１およびＴ２に分割する例が示されており、それぞれ、パルス時間ｔ_Ｔ１およびｔ_Ｔ２の長さは等しい。キャリア掃引を２つ以上のＭＴＰに分割すると、それぞれ、高いビット・レートが得られる。
【００８３】
変調時間パルスに細分すると、特にデジタル情報の伝送では、ビットを分離したり、再発見するのに役立つ。例えば、２つのゼロを連続して伝送する場合、変調時間パルスで２つのビットとして区別できる。大きなパルス・カウント（例えば１掃引に対し１０パルス）では、特に高いビット・レートがあるという点で有利である。
【００８４】
変調時間パルスの導入で、信号伝送内のチャープ（Chirp）の上述の慣例的使用と比較して著しい差のあることがわかる。本発明によれば、掃引は、単にオン、オフを切り替えるのではなく、むしろ、変調パルス状である。
【００８５】
ＭＴＰパルス時間は、キャリア波の周波数に関してアプリケーションに応じて連続的にまたは段階的に変更できる。同時に、Ｆ２信号のそれぞれの復調について、キャリア波の或る数の発振周期（Schwingungsperioden：期間）のみ必要であると想定している。しかし、時間単位当たりの発振周期（期間）の数は、掃引内で常時変化しているため、必要ならば、変調パルス時間を必要最小限（Mindestmass）にまで低減する、すなわちキャリア掃引の現在のそれぞれの周波数レベルに合わせるという点で、ビット・レートのかなりの上昇が達成可能である。
【００８６】
ビット・レートを増やす他の可能性も、情報コード化のより複雑な変調方法のアプリケーション内にある。図６は、既知の情報信号のオフセットＱＰＳＫとその後のキャリア掃引による変調の例としてＦ２送信信号の生成を行う多重変調の構造を示しているが、送信信号のみが示されている。不要な側波帯が除去される。この図では、情報信号自体はキャリア波（搬送波）を持ち、掃引でまたは掃引上で変調される。結果は両方の場合において同じである。ただし、本発明の方法では、最初に言及したように、掃引を全信号のキャリアとしてみなすことが好ましい。この点に関して、さらにもう一度、Ｆ２信号の情報は、絶対的に情報信号が自立的（eigenstaendigen：独自の）キャリアを持つことを絶対的前提とするわけではないことを再び指摘しておく必要がある。掃引信号を直接変調することは完全に可能である。従って、ｅ）またはｃ）からｅ）により図６で特徴付けられている中間ステップは必要ならばスキップ（省略）できる。
【００８７】
図７は、構成されたキャリア掃引に同一のＦ２信号を使用する周波数帯域の多重受信範囲の例を示している。両方の太線（濃い線）はタイム・スロットｔ_ｗの１つの信号に属する掃引を表している。各掃引は、異なる信号に属し、プリセットされた時間変位値ｔ_ｓ（タイム・スロット）で区別される。
【００８８】
本発明によれば、Ｆ２信号の掃引は、送信機と受信機の両方に対して定められている特定のプロトコルに従って構成することができる。一般に、プロトコルは、掃引（スイープ）がどのように見えるか（掃引の見え方）（周波数変化の時間関数）および必要ならば周波数帯域上の分布の仕方を規定する。このプロトコルは、例えば、ペアごとに異なってもよく、特に信号の相互影響の危険性が、マルチユーザ・オペレーションで共通の周波数帯域上で減じられる。一方、同一の掃引構成を並列オペレーションで複数のＦ２信号に対し使用する場合、伝送プロトコルを使用して例えば、タイム・スロットまたは時間変位値（タイム・スロット）をインストールするかまたは割り当てることにより適切な時間的等級付け（Staffelung）を引き起こすことができる（図７の例を参照）。
【００８９】
すでに設定している計画によるオペレーションまたは伝送信号コード化に対応するオペレーション時にプロトコルを変更できるようになっている（コマンド「プロトコル１からプロトコル１０に変更」などの伝送）。
【００９０】
複数のＦ２信号の偶然の完全な伝送（chance complete transmission）を除外する可能性はさらに、掃引間に同じでない距離を設定することである。図８は、周波数帯域内のＦ２信号の掃引の擬似ランダム配置の例を示している（ランダム時間混合（random time mix））。点線は、同一距離の場合に関連する掃引が期待されていたことを示す。擬似ランダム距離を導入する利点としてはさらに、特別なタイム・スロット（タイム・スロット）を割り当てなくても、すなわち、マルチユーザ・オペレーションでの信号のランダムな時間的混合により、２つ以上の異なる信号の完全なヘテロダインが実際に除外されるという点が上げられる。個々の掃引のヘテロダインは、適当な補正アルゴリズムで補正（補償）できる。
【００９１】
図９は、情報信号のキャリア掃引を２つの異なる好ましくは隣接する周波数帯域Δｆ_ａとΔｆ_ｂに分割する伝送プロトコルの例を示している。周波数変化の特徴的な上昇なしで、２つの異なるチャネルまたは帯域への交互切り替えが続く。
【００９２】
受信機側復調
本発明による掃引キャリア波の受信機側復調はＰＣＴ／ＤＥ９９／０２６２８（ＷＯ ００／１１８１７）で説明されているように、同じ原理に従って動作する。以下では、例えば、人工的に生成された補助周波数（掃引ヘテロダイン周波数）と混合または乗算することで情報信号を常時固定信号帯域に変換（移行）する動作の原理のみについて述べる。Ｓ／Ｎ比を改善するための既知の追加測定およびバンドパス・フィルタリングを提供できる。
【００９３】
図１０は、上側部分では、複数のユーザが同時に並列オペレーションで使用する周波数帯域上の受信機結果を図で示している。ここで、与えられた受信機に対し指定されたＦ２信号は太線（濃い線）で強調されており、直ちに分析する掃引が置かれるタイム・スロットは、縦の破線で特徴付けられる。細い線（薄い線）は、外部のＦ２信号であることを示している。受信側では、人工的な波（掃引補助周波数またはヘテロダイン周波数）がシステムにより内部的に生成され、これは、関連するタイム・スロットｔ_{ｓｗｅｅｐ}内のこの例ではＦ２信号のキャリア掃引と同じ相対的周波数変化Δｆ_ｈｅｔを処理する必要があり、周波数位置に関してこれと異なり、図１０の下側セクションに示されているように例えばより低い。
【００９４】
次に、各受信掃引をヘテロダイン周波数と混合または掛け合わせる。この結果は、図１１に示されており、上側部分に図１０に示されているのと同様の開始構成がある。ミキサーまたは乗算器で分析する掃引を補助周波数で投射することにより、このパターンの関連するタイム・スロット内にあるすべての掃引のキャリア周波数が高さが異なる常時固定周波数に変換（ueberfuerhrt）される（図１１の下側部分）。望ましい信号成分は、この場合周波数変換掃引であるが、単に、例えば、バンドパス・フィルタによりこのスペクトルから除去される。同時に、さらに、変換時に生じた側波帯が必要ならば除去される（図示せず）。こうして変換され、「清浄化された（gereinigte）」掃引（スイープ）はさらに、一定キャリア周波数による信号処理で使用する方法により「通常の」（normales）信号のように、情報搬送パラメータ、例えば位相角、振幅に関して、または周波数変調の場合は、さらに変換または位相変化の力学（Dynamik：動的変化）が分析された後もそのまま残る周波数変位（Frequesnzverlaufes：周波数推移）に関して処理することができる。これにより、Ｆ２技術がかなり有利であることがわかるが、ただし、周波数変換の中間ステップのみが信号処理のすべての既知のかつ実証されている方法と完全に両立性（互換性）がある必要がある。
【００９５】
さらに、Ｆ２の方法では、例えば、送信機と受信機の間の距離の変化速度を測定したり、あるいは掃引補助周波数の発生時にそのような範囲でまたは他の何らかの方法で決定されたドップラー偏移を考慮し、データ伝送の品質または安定性を改善するため、例えば変換されたキャリア周波数の期待公称値からの逸脱（ずれ）によって、ドップラー偏移を認識し分析することが可能である。この構成は、特に、高速で移動する物体間の通信または高速で移動する物体との通信に役立つ。追加的な環境データを受信信号から導出することが可能であることも指摘される。
【００９６】
さらに、本発明の本質的な利点は、例えば対応するシャープなフィルタまたは適当なＦＦＴ分析を使用して、マルチパス伝播の場合に補助周波数による説明した周波数変換の結果として、個々のチャネル応答または最適の、例えば、異なるチャネル応答からの最強のチャネル応答を分離し分析することができるという点である。図１２および１３（図１０と１１に類似している）は詳細な図であり、この機能は、特に同質でない媒体および構造化された空間内の情報伝送のまったく新しい品質を確立するものであり、以下で詳述する。
【００９７】
一般に、最適な、例えば最強の受信成分が、好ましくはフィルタ・メカニズムを使用して、または、例えばマルチパス伝播の結果として変換された信号に含まれる単一周波数（チャネル応答）のスペクトルから取り出された単純なまたは複雑な（複素）ＦＦＴ分析に基づいて分離され、好ましくは評価される。
【００９８】
マルチパス伝播の場合の連続周波数偏移の効果は、個々のチャネル応答が時間変位により並列掃引として受信機に届くというものである。フィードフォワードの差とは別に、並列偏移（シフト）の強さはさらに、掃引の急峻さによっても決まる。周波数勾配の効果は、時間変位、すなわち、チャネル応答間の実行時の差はもはや干渉せず、むしろ異なる周波数により、これらは信号技術で互いに分離することができ、あるいは側波帯周波数の影響が弱められるという点である。掃引の勾配が急であるほど、すなわち、所定の信号セクション内の周波数範囲が大きいほど、チャネル応答のスペクトル分類（Aufschluesselung：分解）は広くなる。
【００９９】
ここでは、必要ならば、状況に依存する異なる周波数勾配、すなわち急峻さが変化するキャリア掃引を例えば都市部や田舎の建物の内側で無線伝送に使用するという点で、この方法を最適な形で異なる伝送条件に合わせることができる。
【０１００】
図１２は、一連のチャネル応答（Ｒ１からＲ５の記号で表されている）を示し、これらは、異なる時間変位（一般に、チャネル応答遅延に対しｔ_ｃｒｄで示される）の並列掃引として受信機に届いている。従って、タイム・スロットが広がり、ｔ_ｓｄ（時間拡散（拡がり）遅延）全体で同じ１つの掃引で各種のイメージ（画像、コピー：Abbilder）を受信する。図１３ａは、それぞれのフィードフォワードの差が周波数変換の結果として異なる周波数位置として示されていることを図で表している。これは、図４ですでに説明している効果がある場合で、掃引により掃引された周波数範囲ΔＦにわたって最初に分布していたエネルギがそれぞれの周波数セルへの変換で低減され（図１３ｂ）、そのため実際にＳ／Ｎ比（信号対ノイズ比）がかなり改善され、同時にまたノイズの個別周波数部分のランダムな影響が軽減されている。
【０１０１】
しかし、このような全体的な効果の改善にも関わらず、図１３ｂの例からわかるように、変換されたチャネル応答は、伝送プロセス内の以前の履歴に応じて強度を変えるように設計できる。選択基準は処理技術条件に関して実現が容易であるため、例えば、制御可能な対応するシャープなフィルタを使用して、それぞれの最大の振幅をもった周波数を決定し、対応する成分を除去するという解決法がある。フィルタはこれに対応して、例えば、ＰＣＴ／ＤＥ９９／０２６８（ＷＯ００１１８１７）でチャネル・チューニングと称される方法と同様に調整できる。補助周波数の周波数位置（開始周波数）を変更することにより望ましい成分を予め設定された（プリセット済み）フィルタ・ウィンドウ内に置くことが可能である。これらの測定の１つを使用して、可能な最良のＳ／Ｎ比を使用することを保証できる。他方、例えば、その位相コード化を使用すると、位相位置が隣接する成分の影響をあまり受けないので、固定された中間周波数のスペクトルから好ましい、好ましくは個別の成分を抽出するために有効であることを実証できる。
【０１０２】
これに関連して、特に、対応する勾配の急な掃引を使用することにより、これらのチャネル応答を互いに分離することができ、フィードフォワードの違い（差）により、πだけ位相遅延が生じ、そのため高いセキュリティで干渉の結果としての消滅が有効に排除されることを強調しておく。
【０１０３】
図１３ｂで信号に含まれる変換された信号周波数のスペクトルを検出することで、Ｓ／Ｎ比をさらに改善することができる。すべての信号周波数は、さまざまな幾何的（geometrishcen：地形的）伝送チャネルに対応して異なるノイズの影響を受けた同じユーザ情報を搬送（担持）している。これにより、評価可能な冗長性が生じる。それぞれ２つ以上の成分（チャネル応答）（毎に）が分離され、互いに別々に分析される。その後、評価結果を、例えばそれぞれの信号パラメータから平均値を計算することにより、必要ならば関連する成分の強度に対応する重み付けと比較するか、バランスを取る。このことは、マルチパス伝播で生じた自然な冗長性、すなわち、同じ１つの情報信号についての幾つかのイメージ（画像、コピー：Abbildern）（チャネル応答）が現れることにより、（データ転送の前述の大きな問題の１つ）、はじめて評価品質を改善できるということを意味する。Ｓ／Ｎ比を上述のように改善し、ある周波範囲に対するノイズを部分的に平均化するとしても、ランダムな位相分散が特に非常に短いパルス時間でノイズにより生じることがある。信号技術では、通常、引き伸ばされたパルス時間でこれらの影響に対抗しようとし、平均値の時間的近似値を得る。しかし、Ｆ２技術ではさらに、もともとすでに設定されている並列供給を多様なマルチパス成分（エコー）の形式で使用することもでき、情報搬送信号パラメータを、例えば複数のマルチパス成分の並列評価プロセスで同時に評価し、その後、適切な方法で互いにバランスを取る。
【０１０４】
特別な処理手法を使用してマルチパス成分を同期的に移動させ、それらの部分の信号エネルギを組み合わせて１つの周波数にして、対応するより強い全信号を取得し、評価するための、さまざまな可能性については最初にすでに述べている。
【０１０５】
図２３乃至２８は、ブラインド信号処理の方法を示している。本発明による処理方法の一実施例を示すが、ここでは、一方の受信信号（時間変位τを持つ２つのマルチパス成分の形式で示されている）は、２つの並列処理ステップでより高い周波数帯域内の人工的に生成されたヘテロダイン周波数と掛け合わされ、その一方で、最初のヘテロダイン周波数と同じ周波数特性を持つが、低い（深い）周波数帯域にある第２のヘテロダイン周波数と掛け合わされる。図２３は、両方の補助周波数が互いに同期して生成されるが、この生成は受信信号と同期する必要はないことを示している。しかし、すべての場合に掃引の長さＴ_ｓｗは同じである。Δωおよび対応するインデックスで示されている矢印は、瞬間的な距離（間隔）の比（Abstandsverhaeltnisse）を示しており、これは、受信信号のマルチパス部分と補助掃引との間のランダムな時間変位により生じる。
【０１０６】
図２４および２５は、再び関連セクションを詳細に示している。図２４は、上側補助周波数に対する投射の詳細図であり、図２５は、下側補助周波数に対する投射の詳細図である。ここでは、一方または両方のスペクトルの位相変換も必要に応じて実行される。図２６ａおよび２６ｂは、関連する補助周波数を掛けて合わせて得られる両方のスペクトルを概略的に示す図である。これらのスペクトルでは、各スペクトルの中心周波数に関して個々のスペクトル部分がミラー化されている（spiegelverkehrt：鏡面対称化されている）（ここでは両方の場合にΔωで指示されている）。補助掃引の中心周波数（ヘテロダイン周波数）が受信信号に対して対称的に配置されていない場合、両方のスペクトルの中心周波数も異なることがある。これらのスペクトルの内側の対称的な比のみが重要である。イメージ（画像、コピー）の右部分では、フィルタ関数のそれぞれが図に概略的に示されており、それによってスペクトル成分の時間変位が補正される。この処理ステップはさらに、必要ならば、両方のスペクトル内で要素を細かく同期処理するために、個々の周波数または位相ひずみの等化を行うように設計することもできる。図２７ａおよび２７ｂは、図２６ａおよび２６ｂと類似しているが、時間軸にそって偏移した後の周波数部分の位置を示す。図２７ａおよび２７ｂに示されているスペクトルを互いに掛け合わせると、すでに同期が取られている要素が周波数２Δωの適切な波形で収集され、信号エネルギも対応する周波数ウィンドウ内に集中する。図２８は、そのような動作結果を示している。新しい中心周波数（太線で示す）は、ここから除去され、評価される。
【０１０７】
送信および受信装置
図１４ａは、勾配キャリア波（ＧＣＷ）を発生する送信機側発生器１１、その変調用の変調器１２、およびミキサー１３を具える本発明による送信装置１０を示している。発生器１１は、上述の原理に従って勾配キャリア波またはキャリア掃引を発生するように構成されており、それ自体周知の制御可能な信号形式を使用して構成されている。変調器１２は、伝送される情報のコード化を支援する。これは、アプリケーションに応じて選択され、それ自体知られているコード化方法に基づいて実行される。ミキサー１３は、キャリアと情報成分（ミキサー、乗算器など）を組み合わせるためのモジュールである。これは、必要に応じてフィルタ・ユニット１５に接続された、または送信機を介して物理的な伝送チャネルに接続された出力１４を持っている。フィルタ・ユニット１５は、バンドパス・フィルタ・ユニット（ＢＰＦ）の形成で構成されているのが好ましく、これを出力１４と送信アンテナまたは送信変換器（トランスフォーマ）（ここでは図に示されていない）の間に配置することができる。フィルタ・ユニット１５は２次周波数を除去するのに役立つ。これらが干渉しない限り、モジュールを直接、出力に接続することもできる。
【０１０８】
送信機システムでは、入力情報（シンボル、記号）は信号技術により変調器１２によって変換され、モジュール１３に印加され、同様にこのモジュールに接続されているＧＴＷ発生器１１によって発生される勾配キャリア波を組み合わせる。破線で示されているスイッチ１６およびバンドパス・フィルタ（ＢＰＦ）は両方とも、フィルタ・ユニット１５を条件付で、好ましくはモジュールと直列にスイッチングできることを示している。
【０１０９】
図１４ｂは、人工的補助周波数、好ましくは勾配波または掃引を発生する受信機側発生器２１、受信アンテナによって受信される受信信号でヘテロダイン化する送像（投射）装置２２、または受信機変換器（トランスフォーマ）（図示せず）、信号成分を分離する分離装置２３、および復調器２４を具える本発明による受信装置２０の実施形態を示している。回路２１〜２４は、可変キャリア周波数を持つ信号を検出するための設定を行う。
【０１１０】
発生器２１は、同様に、それ自体周知の制御可能な信号形式により設定される。送像（投射）ユニット２２は、ミキサー、乗算器などを具えている。分離器２３は、信号成分を分離するための少なくとも１つのモジュール、例えば、バンドパス・フィルタ・ユニット（ＢＰＦ）、制御可能フィルタ・ユニットまたはＦＦＴユニットを具えている。復調器２４は、信号分析／復調を支援し、伝送された情報をシンボル（記号）として出力する。複素ＦＦＴ解析ユニットを使用して、分離するためのモジュールを実現し、復調装置も共通スイッチ・ユニットの形式で実現できる。
【０１１１】
図１５は、マルチパス成分を対象とする処理を可能にする受信装置のバリエーションの断面図である。
【０１１２】
送信および／または受信装置の以下のバリエーションには、特にマルチユーザ・モードで効果がある。図１６および１７は、複数の並列発生または処理チャネルが設けられている例を示しており、各モジュレータまたは発生器は好ましくは並列に接続され、中央制御モジュール（図示せず）を介して相互接続され、掃引および／または変調の形、高さおよび時間的シーケンスを制御する（好ましくは、送信または伝送プロトコルに対応する）。従って、受信装置は同様に、それに対応して信号処理を制御する制御モジュールを具えることができる。必要ならば、図１４ａ、１４ｂ、または図１５に示されているように複数の回路が並列的に切り替えられる。これらは共通制御モジュールを介して相互接続されており、他のスイッチング素子により結合される。
【０１１３】
図１８は、マルチパス成分の組み合わせ評価に対する受信装置のブロック図であり、歪みや偏移、例えば時間的偏移を補正するための構成がτで示されている。図１９は、図１８の発展型である、個別の位相補正を具えたマルチパス成分の組み合わせ評価のための受信装置の部分（セクション）のブロック図を示している。
【０１１４】
図２０は、マルチパス成分を等化する別の追加非線形フィルタ・ユニットを持つ受信装置の処理チャネルをブロック図で詳細に示している。図２１は、個別の精密な補正を行う回路素子によるマルチパス成分の組み合わせ評価のための設計を図２０に従って示している。
【０１１５】
図２２は、上述の「ブラインド」信号発生用の受信ユニットの中央部分（セクション）の例を示している。図２９〜３１は、上述のＰＮ法を変換するか、またはドップラー偏移を考慮するように構成された本発明による受信ユニットの他の実施形態を示している。
【０１１６】
アプリケーション
本発明のアプリケーションは、特定の情報内容、コード化方法、伝送手法、伝送媒体などに制限されない。例えば、特に空間（大気）（電子機器（elektronische Geraete）、音響マウス、キーボードなどの遠隔制御）またはその他の気体、液体、または固体の媒体を介して、例えば水中で、固体を通して、または特別な音響伝導体を介して、特に超音波により音響情報を伝送するための方法を適用することが可能である。他のアプリケーションとしては例えば、無線に送受信、レーザー光線または電気的伝導または光ケーブルなどを介するデータ伝送、遠隔制御（ＴＶ、キーボード）または水中制御、さらに情報伝送用および／または周囲情報を決定するために組み合わせて、または別に使用するアプリケーションもある。
【０１１７】
本発明の前記の説明、図、および請求項で開示している特徴は、個別的にも、組み合わせでも、本発明をさまざまな構成で実現する上で重要なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１ａおよび１ｂは、直線的に上昇（立ち上がり）（ａ）または低下（立ち下り）（ｂ）する周波数をもったキャリア掃引のサイクルを示すグラフである。
【図２】 図２ａおよび２ｂは、２つのＦ２信号セクションの波のイメージを示すグラフである。
【図３】 図３ａおよび３ｂは、ヘテロダイン・キャリア波、キャリア掃引、および一定周波数キャリア（ａ）、直線的上昇（立ち上がり）または低下（立ち下り）周波数をもった２つのキャリア掃引（ｂ）の例を示すグラフであり、これらは１つの情報信号またはさらに異なる情報信号に属す。
【図４】 図４ａ、４ｂおよび４ｃは、ヘテロダイン信号内容のスペクトル・エネルギ密度分布と、周波数変換、すなわち掃引拡散（拡がり）信号（Ｆ２信号）、狭帯域ノイズ信号とノイズ（ａ）変換の結果としての比率の逆数（ｂ）フィルタ処理後の変換されたユーザ信号とノイズ部分（ｃ）と関連する移動（配置転換）を示す概略図である。
【図５】 図５は、キャリア掃引を変調時間パルスに分解する図である。
【図６】 図６は、こではＬＦＭキャリア波（掃引）に関して変調（掃引）され、濾波処理された情報信号のオフセットＱＰＳＫの例で、Ｆ２送信信号の発生による多重変調の構成を示す図である。
【図７】 図７は、複数のＦ２信号を持つ周波数帯域を使用する例である。
【図８】 図８は、周波数帯域内のＦ２信号のキャリア掃引の時間的配置の例である。
【図９】 図９は、複数の周波数帯域上のＦ２信号のキャリア掃引の分布を示す図である。
【図１０】 図１０は、補助周波数の受信機側での発生を示す図である。
【図１１】 図１１は、補助周波数上のキャリア波の受信機側での発生（投射）を示す図である。
【図１２】 図１２は、受信信号の細部の構成を示す図である。
【図１３】 図１３ａおよび１３ｂは、周波数変換された受信信号のスペクトル部分を示すためにグラフ形式で示した図である。
【図１４】 図１４ａおよび１４ｂは、本発明による送信装置（ａ）または受信装置（ｂ）のブロック図である。
【図１５】 図１５は、本発明の構成による受信装置のブロック図である。
【図１６】 図１６は、一時的に歪んだキャリア波でＦ２信号を発生するための送信装置のブロック図である。
【図１７】 図１７は、別の処理チャネルを具えた受信装置のブロック図である。
【図１８】 図１８は、マルチパス成分の複合評価用の受信装置のブロック図である。
【図１９】 図１９は、個々の位相補正を具えたマルチパス成分の複合評価用の受信装置のブロック図である。
【図２０】 図２０は、等化器を具えた受信装置のブロック図である。
【図２１】 図２１は、個別の等化を具えたマルチパス成分の複合評価用の受信装置のブロック図である。
【図２２】 図２２は、ブラインド信号処理用の受信装置のブロック図である。
【図２３】 図２３は、２つのミラー化された周波数スペクトルを生成するため２つの異なる補助周波数に関するエコーを使用する受信信号の発生（投射）を示す図である。
【図２４】 図２４は、上側補助周波数に関する発生（投射）の詳細図である。
【図２５】 図２５は、下側補助周波数に関する発生（投射）の詳細図である。
【図２６】 図２６ａおよび２６ｂは、特別なフィルタ関数を使用して時間変位の補正と共に変換されたスペクトル内の周波数部分のミラー配置を示す図である。
【図２７】 図２７ａおよび２７ｂは、時間軸にそって偏移した後の周波数部分の配置を示す図である。
【図２８】 図２８は、対応する中心周波数の周波数スロット内で接続波形を形成し信号エネルギを集中させる例を示す図である（散乱部分を濾波して除去する前）。
【図２９】 図２９ａおよび図２９ｂは、ＰＮ変調Ｆ２信号の送信装置（ａ）または受信装置（ｂ）のブロック図である。
【図３０】 図３０は、ドップラー等化機能を具えた受信装置のブロック図である。
【図３１】 図３１は、特に、マルチパス構造の「オンライン」分析用の一体化された（組み込まれた）スペクトル分析ユニットを具えた受信装置のブロック図である。

Claims (41)

1. 波により情報を伝送し受信する方法であって、
   周波数混合または乗算手段で情報信号をキャリア波と混合または乗算し、その周波数を連続的に変化させて少なくとも２つのキャリア掃引を予め設定された１つの時間区間に形成し、基準信号を伝送することなくキャリア波を伝送信号として伝送し、
   制御手段で、キャリア掃引毎にキャリア周波数の周波数位置、上昇および変化の形に関する前記少なくとも２つのキャリア掃引の周波数特性を、アプリケーションの要件に応じて、伝送の要件に応じて、ユーザの操作に応じて、または、受信された前記伝送信号を分析手段で分析することによって得られた相異なる伝送条件またはチャネル特性の分析または測定の結果に応じて制御し、
   各キャリア掃引は、１つ以上の情報単位またはビットを搬送するものであり、
   前記伝送信号を、周波数範囲で受信した後で、周波数混合または乗算手段で周波数と混合または乗算し、
   分離手段を用いてマルチパス成分を分離し、
   濾波された前記伝送信号を情報搬送信号パラメータに関して分析手段で分析する、
   方法。
2. 前記情報信号が、前記キャリア波の周波数特性に依存する位相変調、振幅変調および周波数変調の中の少なくとも１つの変調の形式でアナログ方式で変調された波を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記キャリア波が、一連の２つ以上のキャリア掃引として設計され、それぞれ同じ周波数特性を有する、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記キャリア掃引は時間領域で分離することができ、それによりキャリア掃引間の距離を均一または可変にできる、請求項３に記載の方法。
5. 伝送中、前記キャリア掃引の周波数位置を、異なる周波数帯域に切り替えることによって変更する、請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
6. 前記キャリア掃引が情報信号の特定の変調形態によりそれぞれｎ個の変調時間パルス（ＭＴＰ）に分割され、ここで、ｎは正の有理数または１より大きい自然数である、請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
7. 変調時間パルスの長さが前記キャリア波の周波数に関して連続的にまたは段階的に変更される、請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
8. 情報が２つの異なる時間区間の間での前記信号パラメータの相対的変化の形式でコード化される、請求項１乃至７のいずれかに記載の方法。
9. 所定の周波数帯域で、複数の変調されたキャリア掃引を伝送し、これが時間的に重なりあうことができる、請求項１乃至８のいずれかに記載の方法。
10. 各キャリア波が異なる周波数特性を有する２つ以上のセクション（区間）に分割され、時間的に重なるか、またはさらに同時に伝送され、これらのセクションの少なくとも１つがキャリア掃引として設計され、一定のキャリア周波数を持つセクションまたは１つ以上のキャリア掃引と組み合わせて他の掃引形式で伝送され、複数のセクションで１つのシンボルを暗号化するか、またはさらに同じ情報を搬送し、またはこれらのセクションのうちの少なくとも１つをさらに基準として使用することができる、請求項１、２、または４乃至９のいずれかに記載の方法。
11. 複数のキャリア掃引が同時に所定の周波数帯域で伝送され、前記複数のキャリア掃引が異なる情報信号に属する、請求項９または１０に記載の方法。
12. 伝送プロトコルを用いてキャリア掃引またはキャリア波の構成およびその配置を規定する、請求項１乃至１１のいずれかに記載の方法。
13. 予め定められた形態でまたは伝送プロトコルの変更を表す伝送情報の送受信によって送信機と受信機の間の情報伝送中に伝送プロトコルを変更する、請求項１２に記載の方法。
14. 予め設定されたまたは伝送プロトコルで定めた擬似ノイズシーケンスに情報信号、キャリア波および送信信号の中の少なくとも１つ全体を乗算して送信する、請求項１乃至１３のいずれかに記載の方法。
15. 波を音波または電磁波として形成する、請求項１乃至１４のいずれかに記載の方法。
16. 請求項１乃至１５のいずれかの方法に記載された方法を実行するために変調されたキャリア波を発生し、送信装置（１０）で送出する、波で情報を送信する方法。
17. 請求項１乃至１６のいずれかの方法に従って伝送された変調されたキャリア波を受信し、受信機（２０）で受信し、復調する、波で情報を受信する方法。
18. 前記変調されたキャリア波の受信後、所定のまたは伝送プロトコルで定めたキャリア波の時間および周波数のうちの少なくとも一方のパターンに応じて特定の情報信号またはユーザに割り当てられる部分を受信信号から分離する、請求項１７に記載の方法。
19. 前記伝送信号の受信後、信号の処理ステップにおいて擬似ノイズシーケンスで乗算を実行する、請求項１または１８のいずれかに記載の方法。
20. 前記伝送信号の受信後、その受信信号を常時固定されたキャリア周波数の周波数帯域に移動させまたは変換する、請求項１乃至１９のいずれかに記載の方法。
21. 前記伝送信号の受信後、その受信信号と、前記伝送信号のキャリア波と同じ周波数応答を持ちこれに対して並列的に偏移する人工的に生成したヘテロダイン周波数とを混合または乗算して、前記受信信号を、常時固定されたキャリア周波数の周波数帯域に移動させまたは変換し、または関連スペクトルの部分の常時固定された周波数の周波数帯域に移動させまたは変換する、請求項１７乃至２０のいずれかに記載の方法。
22. 前記伝送信号の受信後、その受信信号と、前記伝送信号のキャリア波と反対の周波数応答を持つ人工的に生成したヘテロダイン周波数とを混合または乗算して、前記受信信号を、常時固定されたキャリア周波数の周波数帯域に移動させまたは変換し、または関連スペクトルの部分の常時固定された周波数の周波数帯域に移動させまたは変換する、請求項１７乃至２１のいずれかに記載の方法。
23. ヘテロダイン周波数を生成して前記周波数混合または乗算手段で前記受信信号と混合または乗算してキャリア波を再生して、前記再生されたキャリア波に基づいて前記受信信号のドップラー周波数偏移を決定し、観察する、請求項２０または２２のいずれかに記載の方法。
24. 受信した最強の周波数成分を、変換された信号に含まれる個々の周波数のスペクトルから分離して、適応型フィルタを使用した時間領域での追加的な濾波処理と、ＰＬＬを使用した適応型位相補正処理のうちの少なくとも一方の処理を行う、請求項１７乃至２３のいずれかに記載の方法。
25. 個々の周波数をフィルタ装置を使用してまたは単純なまたは複素ＦＦＴ解析に基づいて分析し、または、サインおよびコサイン基準発振に関する投射を使用してまたはスキャン手順を使用して情報コード化に関連する信号パラメータを決定する、請求項１７乃至２４のいずれかに記載の方法。
26. 各２つ以上の周波数成分を、変換された信号に含まれる個々の周波数スペクトルから分離し、互いに別々に分析し、関連する成分の強度に対応する重み付けのあるそれぞれの信号パラメータから平均値を計算することによりその分析結果を比較するかまたは均一化する、請求項２０乃至２５のいずれかに記載の方法。
27. ２つ以上の周波数成分を、変換された信号に含まれる個々の周波数のスペクトルから分離し、互いに関して偏移し、周波数変換して、キャリア波がコヒーレントになるようにし、次いでその成分を互いに比較または均一化し、互いに投射し、または加算して分析し、それにより補正パラメータは伝送チャネルの空間的−構造的および物理的特性に関する情報を含む、請求項２０乃至２６のいずれかに記載の方法。
28. 送信信号および変換された送信信号のうちの少なくとも一方を受信側で復調により再構成し、この再構成して生成された信号を受信信号およびその処理ステップのうちの少なくとも一方で分析して、そこから環境に関する情報を抽出する、請求項１乃至２７のいずれかに記載の方法。
29. 送信機が伝送チャネルまたは接触面またはそこに含まれる物体によって反射された送信信号のイメージまたは成分を受信して元の送信信号と比較して、環境に関する情報を抽出する、請求項１乃至２８のいずれかに記載の方法。
30. 少なくとも１つの連続して流れる周波数の変化（キャリア掃引）を持つキャリア波を生成する少なくとも１つの送信機側発生器（１１）と、情報信号を生成またはコード化する変調器（１２）と、キャリア波の情報信号を変調するミキサー（１３）および送信変換器と、ミキサーと送信機変換器の間のフィルタ・ユニット（１５）とを具えた、請求項１乃至２９のいずれかに記載の方法により情報を搬送する波を送信する送信装置（１０）。
31. 時間に対する周波数に関するキャリア掃引の形、高さおよび時間的シーケンスを制御し、さらに遅延ユニットおよびヘテロダイン・ユニットを具える中央制御モジュールを介して、並列に接続され、相互接続された、送信機側の発生器、変調器およびミキサーのいずれかを複数個を具えた、請求項３０に記載の送信装置。
32. 請求項１乃至３１のいずれかに記載の方法によって伝送された情報搬送信号波を受信する受信装置であって、
    周波数範囲内の信号成分またはマルチパス成分を分離する分離器と、乗算器または畳み込み装置を含む投射装置と、復調器およびパラメータ分析装置のうちの少なくとも一方とを具える、受信装置。
33. 請求項１乃至３１のいずれかに記載の方法によって伝送された情報搬送信号波を受信する受信装置であって、
    人工的な補助周波数を発生する受信機側発生器（２１）と、投射装置（２２）と、受信変換器から受信した受信信号とのヘテロダイン化または乗算を行う乗算器と、周波数範囲内で信号成分またはマルチパス成分を分離する分離器（２３）と、復調器およびパラメータ分析装置（２４）のうちの少なくとも一方とを具える、受信装置（２０）。
34. ２つ以上の受信機側の発生器または投射装置、分離器、または、復調器またはパラメータ分析装置を具え、これらは並列に接続され、伝送プロトコルに従って信号処理を制御する中央制御モジュールを介して相互接続されている、請求項３２または３３のいずれかに記載の受信装置。
35. またドップラー等化用の装置を具えた、請求項３２乃至３４のいずれかに記載の受信装置。
36. 分離器と、復調器およびパラメータ分析装置のうちの少なくとも一方との間に、時間領域で動作する適応型フィルタ装置および適応型位相補正装置のうちの少なくとも一方、およびさらに他の乗算器を具えた、請求項３２乃至３５のいずれかに記載の受信装置。
37. 非線形の位相特性を持つ複数のフィルタ・ユニットおよび周波数スペクトルを処理する複数の位相補正装置のうちの少なくとも１つと、下流側ミキサーと、フィルタ・ユニットおよび等化器とを具えた、請求項３２乃至３６のいずれかに記載の受信装置。
38. 少なくとも１つのＰＮシーケンス発生器と少なくとも１つの乗算器を具えた他の変調ユニットを有する、請求項３０乃至３７のいずれかに記載の送信または受信装置。
39. システムが発生した基準信号と比較して受信信号成分からの環境パラメータを判別するために設けられた処理ユニットを具えた、請求項３０乃至３８のいずれかに記載の送信または受信装置。
40. 請求項１乃至２９のいずれかに記載の情報の伝送用システムの一部として構成されている、請求項３０乃至３９のいずれかに記載の送信または受信装置。
41. 請求項３０乃至４０のいずれかに記載の少なくとも１つの受信装置（２０）と少なくとも１つの送信装置（１０）を具えた、情報を伝送するためのシステム。

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