JP2006157928A - フレーム開始推定装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、通信システムにおけるフレームの開始を推定する装置であって、可変ウィンドウサイズと可変遅延値を有することによって、フレーム開始の推定のための相関値を出力する第1のモード、及びサイクリックプレフィックス開始の推定のための相関値を出力する第2のモードのうちの少なくとも一つのモードで動作する相関器と、該相関器が第1のモード及び第2のモードのうちのいずれか一つのモードで動作するように制御する制御ブロックと、相関器からの相関値を受信して一定の時間区間での入力値のうちの最大値の相対的位置を出力する最大値位置出力器と、を含む。
【選択図】図4
Description
このとき、計算された相関値は次の[数1]のようである。
このような従来技術は、プリアンブルが長さLである信号の反復された形態からなるという仮定に基づく。この仮定は、干渉信号が強く入力される場合に、満足できないこともある。OFDMのような多重搬送波システムで反復された形態のプリアンブルを生成するためには、周波数領域で伝送信号の間に周期的に0を満たし、これをIFFT(逆高速フーリエ変換)を通じて時間領域信号に変えて伝送すべきである。例えば、IEEE802.16eで提示されたプリアンブルの場合に、周波数領域で3個の副搬送波のうち一つの副搬送波のみに信号を挿入し、残りは0を満たした後にIFFTを遂行する。したがって、このプリアンブルは、3回の反復されるパターンを有する。
しかしながら、マルチセクター環境でこのような構造のプリアンブルを生成するときは、信号の挿入位置をセルごとに異なるようにし、それによって、セクターID推定又はプリアンブルを用いるチャンネルの推定時に干渉による性能の低下を低減するように設計されている。
下記に、本発明に関連した公知の機能及び構成に関する説明が本発明を不明にすると判断された場合、その詳細な説明を省略する。以下、本発明の実施形態によるフレーム開始推定器の構成及び動作を図4〜図7を参照して説明する。
図4に示すように、フレーム開始推定器は、可変ウィンドウサイズと遅延値を有する相関器110と、一定時間の区間で入力の中で最大値の相対的位置を返還する最大値位置出力器120と、全体アルゴリズムの制御を担当する制御ブロック140と、最大値が1フレームのサンプル数Tsであるカウンター(counter)150と、最大値位置出力器の出力を結合して最終フレーム開始位置を出力する最終位置出力器130と、を含む。
無線通信システムで、フレームは、ダウンリンクフレーム200及びアップリンクフレーム300で構成される。OFDM/OFDMAシステムにおいて、ダウンリンクフレーム200は端末に受信されるフレームで、アップリンクフレーム300は端末から送信されるフレームである。ダウンリンクフレーム200は、プリアンブル210と及び複数のOFDMシンボル220で構成される。そして、プリアンブル210は、前述したように、サイクリックプレフィックス(CP)211と、反復パターン212,213,214とを含む。サイクリックプレフィックス211はウインドウサイズCPを有し、各反復パターン212,213,214はウインドウサイズLを有する。
したがって、本発明の実施形態は、ダウンリンクフレームでプリアンブルを推定すると同時に、プリアンブルのサイクリックプレフィックスを推定することによって、フレーム開始位置の推定に信頼性を提供する。
具体的に、相関器110は、モード2でサイクリックプレフィックス211、221とその同一部分との間の各相関値をCP区間で合算する。そして、相関器110は、サイクリックプレフィックスの相関値を得るために、サイクリックプレフィックスをNだけ遅延させる。それによって、相関器110は、モード2でプリアンブル又はシンボルでサイクリックプレフィックスの開始を推定することができる。
カウンター150は、アルゴリズム実行の全体区間でサンプルごとにカウンター値を1ずつ増加し、カウンター値がフレーム区間であるTsに対応する値に至ると、常に0にリセットされるように構成される。カウンター150は、カウンター値をアルゴリズム制御ブロック140及び最大値位置出力器120に提供する。最大値 位置出力器120は、カウンター150からカウンター値及び相関器110から相関値を受信し、フレーム区間で相関値が最大になるときのカウンター値を制御ブロック140に出力する。
そして、最終位置出力器130は、最大値位置出力器120から出力された推定プレフィックス開始位置を次の[数2]によって結合して最終フレームnの開始位置を推定する。
最終的に推定した開始位置でカウンター値を0にリセットすると、カウンター値0がフレームの開始位置になることができる。
フレーム開始推定器は、ステップS330で、次のフレームが受信されるか否かを判断する。その結果、次のフレームが受信された場合は、ステップS340に進んで、推定されたフレーム開始位置でサイクリックプレフィックスの開始位置を推定する。すなわち、フレーム開始推定器は、サイクリックプレフィックスとプリアンブル又はシンボルの同一の最後部分を相関し、その相関値を出力して相関値が最大になるときの位置をサイクリックプレフィックスの開始位置として推定する。フレーム開始推定器は、ステップS370で、推定されたサイクリックプレフィックスの開始位置の個数が所定個数であるか否かを判断する。サイクリックプレフィックスの開始位置は、複数のサイクリックプレフィックス開始位置から平均的に得られる。そして、通信システムは、フレームの開始位置を推定するのに十分なフレームを送信するため、フレーム開始推定器は予め定められたシンボルの個数に対してサイクリックプレフィックスの開始位置を推定する。
ステップS320のようにモード1だけを遂行することによって、フレーム開始位置を検出することができる。しかしながら、より正確な開始位置を検出するために、モード1の結果によるフレーム開始位置として推定される所定の誤差範囲内で ステップS340のようなモード2を遂行することで、より精密なフレーム開始位置が推定可能である。上述したように本発明によると、フレーム同期のために可変ウィンドウサイズと遅延値を有する相関器を用いてその結果を適切に結合することによって、マルチセクター環境のような干渉が大きい場合にも相当な正確度でフレームの開始位置を推定することができる。
120 最大値位置出力器
130 最終位置出力器
140 制御ブロック
150 カウンター
Claims (20)
- 通信システムにおけるフレームの開始を推定する装置であって、
可変ウィンドウサイズと可変遅延値を有することによって、フレーム開始の推定のための相関値を出力する第1のモード、及びサイクリックプレフィックス開始の推定のための相関値を出力する第2のモードのうちの少なくとも一つのモードで動作する相関器と、
前記相関器が第1のモード及び第2のモードのうちのいずれか一つのモードで動作するように制御する制御ブロックと、
前記相関器からの相関値を受信して一定の時間区間での入力値のうちの最大値の相対的位置を出力する最大値位置出力器と、
を含むことを特徴とする装置。 - フレームのサンプルごとに1ずつ増加し、一つのフレーム区間のサンプルの個数と同一の最大カウンター値を有するカウンターと、
前記最大値位置出力器の出力を結合して最終フレーム開始位置を出力する最終位置出力器と、
を含むことを特徴とする請求項1記載の装置。 - 前記制御ブロックは、フレーム開始を推定するための第1のフレームを受信すると、第1のフレーム区間で前記相関器を第1のモードで動作するように制御し、次のフレーム以後は前記相関器を第2のモードで動作するように制御することを特徴とする請求項2記載の装置。
- 前記最大値位置出力器は、前記カウンターからのカウンター値を受信し、一定の時間区間で前記相関器からの相関値のうちの最大値でのカウンター値を前記制御ブロックに出力することを特徴とする請求項2記載の装置。
- 通信システムにおけるフレームの開始を推定する方法であって、
前記フレーム開始を推定するための第1のフレームを受信すると、第1のフレーム区間で前記第1のフレーム開始の推定のための相関値を出力する段階と、
次のフレーム以後からサイクリックプレフィックス開始の推定のための相関値を出力する段階と、
一定時間区間の前記相関値のうちの最大値の相対的位置を出力する段階と、
前記相対的位置からフレームの開始を推定する段階と、
を含むことを特徴とする方法。 - フレームのサンプルごとに1ずつ増加するカウンター値を出力する段階と、
前記相関器が最大値での前記カウンター値を出力する段階と、
をさらに含むことを特徴とする請求項5記載の方法。 - 通信システムにおけるフレームの開始を推定する装置であって、
可変ウィンドウサイズと可変遅延値を有する相関器と、
前記相関器からの相関値を受信し、一定の時間区間での入力値のうちの最大値の相対的位置を計算してフレーム開始を推定する最大値位置出力器と、
前記相関器の可変ウィンドウサイズ及び可変遅延値を提供するためのモード制御信号を出力し、前記最大値位置出力器を制御するための制御器と、
を含むことを特徴とする装置。 - 前記相関器は、前記モード制御信号により各フレームの開始位置で最大相関値を有するように可変ウィンドウサイズ(2L+CP)及び可変遅延値(D)を有し、可変遅延値(D)はプリアンブルの長さで、CPはサイクリックプレフィックスのインターバルであることを特徴とする請求項7記載の装置。
- 前記相関器は、前記モード制御信号によりプリアンブル又はシンボルのサイクリックプレフィックス(CP)の開始位置で、最大相関値を有するように可変ウィンドウサイズ(CP)及び可変遅延値(D)を有することを特徴とする請求項7記載の装置。
- 前記相関器は、前記モード制御信号により各フレームの開始位置で最大相関値を有するように可変ウィンドウサイズ(2L+CP)及び可変遅延値(D)を有する第1のモードを実行し、前記相関器は、前記モード制御信号によりプリアンブル又はシンボルのサイクリックプレフィックス(CP)の開始位置で最大相関値を有するように可変ウィンドウサイズ(CP)及び可変遅延値(D)を有する第2のモードを実行し、
前記第2のモードは、少なくとも1フレーム区間で第1のモードが遂行された以後に実行されることを特徴とする請求項7記載の装置。 - 前記制御器は、前記第1のモードの遂行による最大値になるときのカウンター値(n0)を受信し、次のフレームでのカウンター値が与えられた誤差範囲内に入ってくるときに前記第2のモードを遂行するように制御することを特徴とする請求項10記載の装置。
- 前記制御器は、前記第2のモードの遂行による最大値になるときのカウンター値(n1)を受信し、次のフレームでのカウンター値が与えられた誤差範囲内に入ってくるときに前記第2のモードを遂行するように反復して制御することを特徴とする請求項11記載の装置。
- 通信システムにおけるフレームの開始を推定する方法であって、
可変ウィンドウサイズと可変遅延値を有する相関器を動作させ、フレームの一定区間で相関値を計算して出力する段階と、
前記相関値のうちの最大値の位置を計算してフレーム開始位置を推定する段階と、
前記相関器の可変ウィンドウサイズ及び可変遅延値を提供するためのモード制御信号を出力する段階と、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記相関器は、前記モード制御信号により各フレームの開始位置で最大相関値を有するように可変ウィンドウサイズ(2L+CP)及び可変遅延値(D)を有することを特徴とする請求項14記載の方法。
- 前記相関器は、前記モード制御信号によりプリアンブル又はシンボルのサイクリックプレフィックス(CP)の開始位置で最大相関値を有するように可変ウィンドウサイズ(CP)及び可変遅延値(D)を有することを特徴とする請求項14記載の方法。
- 前記相関器は、前記モード制御信号により各フレームの開始位置で最大相関値を有するように可変ウィンドウサイズ(2L+CP)及び可変遅延値(D)を有する第1のモードを実行し、前記相関器は、前記モード制御信号によりプリアンブル又はシンボルのサイクリックプレフィックス(CP)の開始位置で最大相関値を有するように可変ウィンドウサイズ(CP)及び可変遅延値(D)を有する第2のモードを実行し、
前記第2のモードは、少なくとも1フレーム区間で第1のモードが遂行された以後に実行されることを特徴とする請求項14記載の方法。 - 前記第1のモードの遂行による最大値になるときのカウンター値(n0)を受信し、次のフレームでのカウンター値が与えられた誤差範囲内に入ってくるときに前記第2のモードを遂行するように制御することを特徴とする請求項17記載の方法。
- 前記第2のモードの遂行による最大値になるときのカウンター値(n1)を受信し、次のフレームでのカウンター値が与えられた誤差範囲内に入ってくるときに前記第2のモードを遂行するように反復して制御することを特徴とする請求項18記載の方法。
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