JP2002540720A - 通信システムにおける効率的な同期の方法 - Google Patents
通信システムにおける効率的な同期の方法Info
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Abstract
Description
の方法に関する。より詳細には、本発明は無線ローカルエリアネットワーク及び
/或いは無線非同期転送モード(ATM)システムとともに公衆アクセスシステ
ムとして用いられる短距離高速データ通信システムの効率的な同期方法に関する
ものである。
離高速データ通信システムについての要求が増し加わっている。その新しいシス
テムの重要な特徴は集中型媒体アクセス制御(MAC)であろうし、それは利用
可能な周波数スペクトラムを効率的な使用へと導くことが意図されている。基地
局とも呼ばれるアクセスポイント(AP)は、ダウンリンクとアップリンクの両
方について容量を割当てることにより、チャネルアクセスを制御し、また、ター
ミナルアダプタ(TA)と呼ばれる移動端末(MT)は、夫々の“チャネル”、
例えば、タイムスロットにおいて聴取を行い送信を行う。そのような集中型MA
Cは通常、GSMのようなセルラ移動無線システムにおいて用いられる。
)がデータを転送することである。特に、ただ少数のPDUタイプが、例えば、
制御情報(制御PDU)と実際のデータ(データPDU)について存在し、夫々
のタイプは固定的なサイズをもっている。新しい通信システムは3つの部分、即
ち、物理層、論理リンク制御(LLC)とMACとを有するデータリンク制御(
DLC)、及びコンバージェンス層(CL)とを有するように規定される。CL
は上位層とDLCとの間のインタフェースである。例えば、TCP/IPについ
てはCLがあっても良く、それはIPパケットを(データ)PDUへと分割する
。DLC層はいくつかのヘッダ情報を付加し、固定サイズのPDUを物理層に対
して提供する。
いるであろう。OFDM信号は与えられた数(例えば、64)の副搬送波から成
り立っており、その副搬送波は直交狭帯域変調搬送波のシーケンスであり、それ
は与えられたチャネルの利用可能なスペクトルバンド幅を満たしている。中央副
搬送波はまた、DC副搬送波とも呼ばれる。それ故、物理層におけるデータユニ
ットの細分性はOFDMシンボルである。
はその例であり、そのようなシステムは、本発明が用いられるシステムとしての
類似の物理層パラメータを含む5GHzモードを含んでいるであろう。しかしな
がら、IEEE802.11システムは無線によりIPパケットを送信するため
に設計されている。そのプロトコル原理はイーサネット(登録商標)と類似して おり、それ故に、そのMACは本発明のシステムとは大いに異なっている。例え ば、IEEE802.11システムにおいて、IPパケット或いは可変長のその セグメントが送信される。
フィック制御情報を含むいくつかのフィールドから成り立っている。同期とチャ
ネル評価の目的のため、プリアンブルが各ブロックの始めに付加されても良い。
同じ時間長の繰り返しシーケンス、即ち、64点FFT(高速フーリエ変換)長
の4分の1の繰り返しを含んでいる。新しい通信システムと干渉するかもしれな
い別の共存する通信システムがある環境における動作では、その共存システムは
同様に同じ繰り返し距離(L)を用いる。ここで、その距離は繰り返しシーケン
スの長さである。
Cフレーム構造との同期において深刻な問題を経験するかもしれない。なぜなら
、BCCH−TSにおいて用いられる繰り返し距離を、例えば、ULCH−TS
において別のTAによって用いられているものとともにして誤って解釈できるか
らである。もし、このような場合があれば、TAにはそのような誤った検出事象
からの回復をする、即ち、できるだけ速く/迅速に、偽のアラーム検出を得るた
めの手段が与えられるべきである。
ペクトル密度(PSD)を制限するかもしれないスペクトルの要求である。もし
、プリアンブルシーケンスがいつも副搬送波の同じサブセットを用いるなら、こ
れらは通常の空中フレームについて増加した電力スペクトル密度もつ、例えば、
4番目毎の副搬送波は強力なPSDをもつであろう。
果、繰り返しプリアンブルシーケンスのパワースペクトルにおいて、DC周辺で
副搬送波の2倍のギャップがあることである。それ故に、より小さい周波数のダ
イバーシティがスペクトラムのこの部分において不当に用いられることになる。
問題を解決することに関するものである。
種々の入力電力レベルと周波数オフセットに対して耐性のある方法を提供するこ
とである。
密度と周波数ダイバーシティをも制限する方法を提供することである。
大きさとを変更することにより変形され、サインがそのシーケンスの検出と判別
に用いられる発明の方法によって満たされる。
る。本発明はプリアンブルの判別を改善し、通信システムの耐性を増す。さらに
その上、本発明は利用可能な周波数スペクトラムのより効率的な利用を可能にし
ている。
より解決される問題の理解を容易にする目的のためだけに、フレキシブルなMA
Cフレームのより詳細な例を図1を参照して説明する。
てカバーされるセル全体にわたって送信される情報を含んでいる。異なるMTs
に対する論理チャネルの割当ては、しばしば要求許可チャネルとして言及される
FCCH(フレーム制御チャネル)において送信される。そのことは、ダウンリ
ンクデータブロックを受信し、及び/或いはアップリンクデータブロックを送信
することが予期されるとき、各MTが正確にそのフレームにおける専用時間を知
っていることを意味している。その次に、MTに指定される、或いはMTによっ
て送信されるデータブロックは“バースト”と呼ばれる。ランダムアクセスチャ
ネル(RACH)はフレームの終わりに位置する。MTはその割当てられたアッ
プリンクチャネル(ULCH或いはUL)において、或いは1つのランダムアク
セスチャネルを介して容量について要求しても良い。
送信される。この送信されたデータはセル全体をカバーしている。各バーストは
1つ以上のPDUを有している。DLC層において、いくつかのPDUの連結は
また、PDUトレイン、或いはATMセルを送信する場合、“ATMセル”トレ
インとも呼ばれる。物理層において、プリアンブルは同期とチャネル評価の目的
のために、各バーストの始めに付加されても良い。そのチャネルアクセス方式は
動的TDMAと呼ばれる。それ故に、そのバーストは可変長をもつ。
とトレーニングシーケンスという用語は次には交互に用いられる)と呼ばれ、そ
れらが属する各チャネルで、例えば、BCCH−TS(同報チャネルトレーニン
グシーケンス)、ULCH−TS(アップリンクチャネルトレーニングシーケン
ス)などとラベルがつけられ、OFDMシンボルのm番目毎(mはゼロではない
正の整数)の副搬送波だけを用いて創成される。これはFFT長の範囲内でm回
自分自身を繰り返すパターンへと導き、それはこのシステムでは64であること
が分かる。例えば、4番目毎の副搬送波を用いることはL=16の繰り返しシー
ケンス長となる。
波数オフセット評価である。本発明の通信システムでは、提案されたプリアンブ
ル構造は3つの部分、A、B、そしてCパートから成り立っており、Aパートは
検出、電力レベル評価(AGC)、粗精度の時間評価のために用いられる。この
検出(及び異なるTSの判別)とその評価は異なる入力電力レベルと周波数オフ
セットに対して耐性がなければならない。
例である。そのフィールドの異なる順序がまた同様に発生しても良い。さらにそ
の上、本発明が依然として適用可能であっても説明されたフィールドのいくつか
は現れないかもしれないし、他のものが付加されるかもしれない。繰り返しパタ
ーンは、上述した数多くの問題の原因となる。
めに、その繰り返しシーケンスに含まれる位相情報が変形される。
返しサンプルの位相が180°異なるように生成される。
周波数領域においてはロードされた副搬送波のセットを2副搬送波分だけシフト
することにより成し遂げられる。これにより、サンプル当りの線形的に増加する
周波数オフセットが時間領域に導入され、それはD=16のサンプルにおける距
離で180°ちょうどであり、従って、TSの所望の位相特性を具体化する。な
お、この方法により、TSに関与するシーケンス毎の位相情報は、ひとつおきの
シーケンスの位相情報だけによって変形されるものではない。しかしながら、T
Sの原理的な構造は、好適な実施形態によって保存されている。
相関は変形されない繰り返しシーケンスと比較して反対の符号をもつであろう。
その反対の符号は、例えば、BCCH−TSとULCH−TSとを判別するため
に用いられる。この判別はまた、周波数オフセットをもって受信されるTSに対
しても可能である。そのオフセットは自己相関を回転させるが、その回転が+/
−90°を越えない限り、その判別は単にその自己相関の実数部の符号を見るだ
けで可能である。新しい通信システムでは、最大で240kHzの周波数オフセ
ットが発生しても良い。D=16の自己相関オフセットをもつなら、その回転は
70°未満であろう。この判別特性はまた、その信号値が、例えば、最大値に限
定されるようにクリップされるとき保存される。これは、知らない入力電力レベ
ルで信号を受信した時の場合であるかもしれない。BCCH−TSについてのみ
変形されたTS(TS′)を用いることにより、他の全ての検出がTSとTS′
の判別特性を利用することにより破棄されるので、偽のアラームを用いることに
なくフレーム開始を検出することが可能である。他の検出はMACフレームにお
ける他のバースト、或いは、繰り返しプリアンブルを用いる何か他のシステムか
ら来ても良い。
とは、位相変形は必ずしも単純な符号の逆転によって成し遂げられるものではな
く、全TSにわたる線形的に増加する位相によって成し遂げられるものであるが
、上述したように繰り返しシーケンスに適用される位相変形について言及するも
のである。
半分だけのスペクトラムのシフトに等しい。例として、符号の変更後、4つめ毎
の副搬送波で始まると、その副搬送波は2つ分だけシフトされる。それ故に、変
形されたスペクトラムと元々のものとはオーバラップすることはなく、元々許可
されたスペクトラムの異なる部分を用い、それ故に、以前よりもより均一にPS
Dを用いることが可能になる。
においては許可される副搬送波へとシフトされる。その結果、変形されたトレー
ニングシーケンスのスペクトラムの中央には、副搬送波の付加的なギャップはな
く、それ故に、より大きな周波数ダイバーシティが活用される。
S(プリアンブル)を示している。
写している。TSの自己相関は、そのグラフでは実線でプロットされている。そ
のグラフにおいて、自己相関長はM=Lであり、自己相関オフセットはD=Lで
ある。変形されたプリアンブルTS′は2つの繰り返しのいずれかの(図2aで
は最初のもの)符号を逆転することによりTSを変形することによって創成され
る。その図において(及び図2bと図2cにおいて)、符号が逆転したシーケン
スは垂直の矢によって示されている。TS′の自己相関は、TS(変形されてい
ないプリアンブル)のそれと比較して180°だけ回転される。即ち、そのグラ
フでは符号が逆転して破線で描かれている。元々のTSと変形されたTSの両方
は、正規なOFDMシンボルとして、即ち、逆FFTによって創成される。
ら創成される。このTSの自己相関(M=3L、D=L)がそのグラフでは実線
としてプロットされている。1つおきの繰り返しの符号を逆転させることにより
(この例では1番目で始まる)、対応する自己相関は180°回転され、即ち、
符号が逆転される(このグラフでは破線)。元々のTSと変形されたTSの両方
は、正規なOFDMシンボルとして、即ち、逆FFTによって創成される。
ら成り立っている。しかし、その最後の繰り返しでは符号が逆転している。その
結果、TSにおける最後の繰り返しでの反転で、その自己相関の大きさがその最
大値の後、より大きな傾斜で小さくなり、また、小さなサイドローブが生じる。
このTSの自己相関(M=4L,D=L)は、そのグラフでは実線としてプロッ
トされる。1つおきの繰り返しの符号を逆転させることにより(この例では1番
目で始まる)、対応する自己相関は180°回転され、即ち、符号が逆転される
(このグラフでは破線)。なお、この例では、元々のTSと変形されたTSは、
正規なOFDMシンボルとして、即ち、逆FFTによって直接には創成されない
。しかしながら、中央の部分(4つの繰り返し)は正規のシンボルである。この
例は、既に符号が逆転され、正規のOFDMシンボルではないかもしれないいく
つかの繰り返しをもったTSはまた、符号の逆転した自己相関をもつ対応したT
Sをもつことを指摘している。
己相関の符号はプリアンブルの判別のために用いられる。その自己相関の大きさ
はプリアンブルに対して同じであり、これは性能が同一であることを意味する。
S′の)の判別特性がマルチパスフェーディング、周波数オフセットなどによる
歪の後にも保存されるという事実によって達成される。
をもったTSを構築する必要はない。本発明は、それがOFDM信号であるか否
かに係りなく、等しいブロックからなる各繰り返し構造のために用いられる。同
じことが改善されたスペクトラム特性に対しても真実であり、その特性において
OFDMとFFTの使用は説明のための役割を果たすだけである。
D個の入力サンプルを遅延させることにより創成される。遅延サンプルの共役複
素数が計算され、複素乗算において遅延させられていない入力サンプルと結合さ
れる。それから、その複素乗算からの結果が最後のM個の複素数の値の移動合計
の創成のために用いられる。
にプリアンブルを検出する一方、位相情報は異なるチャネルのプリアンブルを区
別するための役に立つ。特に、好適な実施形態における説明されたシナリオに関
し、事実、位相情報である自己相関結果の実数部の符号が区別のために用いられ
ても良い。
ことである。このことは、そのようなペアの相互相関が結果としてゼロになるこ
とを意味している。それ故に、上述したようにオフセット自己相関を適用するか
、或いは知られたシーケンス、即ち、整合フィルタとの相互相関を用いて、ペア
における2つを区別することが可能である。
の参照がなされるが、その図面は以下の通りである。
Claims (3)
- 【請求項1】 無線通信システムにおける同じ繰り返し長をもつ繰り返しシー
ケンスの判別方法であって、 前記シーケンスの少なくとも1つの位相を変化させることにより、変形された
繰り返しシーケンスを創成し、 前記繰り返しシーケンスと前記変形された繰り返しシーケンスの自己相関値を
計算し、 前記繰り返しシーケンスと前記変形された繰り返しシーケンスの自己相関値を
比較することを特徴とする方法。 - 【請求項2】 無線通信システムにおける同じ繰り返し長をもつプリアンブル
の判別方法であって、 前記プリアンブルの少なくとも1つの位相を変化させることにより、変形され
たプリアンブルを創成し、 前記プリアンブルと前記変形されたプリアンブルの自己相関値を計算し、 前記プリアンブルと前記変形されたプリアンブルの自己相関値を比較すること
を特徴とする方法。 - 【請求項3】 無線通信システムにおける同じ繰り返し長をもつ繰り返しシー
ケンスの判別をする受信機であって、 前記シーケンスの少なくとも1つの位相を変化させることにより、変形された
繰り返しシーケンスを創成する手段と、 前記繰り返しシーケンスと前記変形された繰り返しシーケンスの自己相関値を
計算する手段と、 前記繰り返しシーケンスと前記変形された繰り返しシーケンスの自己相関値を
比較する手段とを有することを特徴とする受信機。
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