JP2007531474A

JP2007531474A - 無線多重搬送波通信システムにアクセスするための方法及び装置

Info

Publication number: JP2007531474A
Application number: JP2007506382A
Authority: JP
Inventors: エル．バウム、ケビン; ナンギア、ビジェイ
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 2004-06-24
Filing date: 2005-06-09
Publication date: 2007-11-01
Also published as: IL178083A0; WO2006011953A3; EP1762018A2; US20050286547A1; TW200627848A; WO2006011953A2; KR100896143B1; KR20070027612A

Abstract

基地局から加入局の範囲を示す1つ以上のチャンネル特性を判定すること(505)、前記1つ以上のチャンネル特性を利用して、ピーク対平均電力比を有するアクセス信号を生成するアクセス・コードを選択すること(510)、前記アクセス・コードからアクセス信号を生成すること(515)、及び前記アクセス信号を送信すること(525)、周波数サブバンドの群の各周波数サブバンドの1つ以上のチャンネル特性を判定すること(405)、前記1つ以上のチャンネル特性に基づいて周波数サブバンドの群の周波数サブバンドを選択すること(410)、及び前記選択された周波数サブバンドで前記アクセス信号を送信すること(420)、により、加入者局(101〜103)は多重搬送波通信システム(100)にアクセスする。

Description

本発明は一般的に無線通信システムに関し、特に多重搬送波無線通信システムにアクセスするための方法及び装置に関する。

無線通信システムにおいて、セルラ電話又は携帯電話のような遠隔地の加入者局(SS)が、基地局(BS)にアクセス信号を送信することによりネットワークにアクセスすることを可能にするための装置を設計することは、本質的に重要である。アクセス信号は重要な機能を実行する。その例としてBSからのリソース配分を要求することと、ネットワークに参加しようとするSSの存在をBSに通知することと、アップリンク・リソースを干渉せずに共有するために一定に保持及び調整されなければならないSSのいくつかのパラメータ(例えば、伝播に起因するタイミング・オフセット、周波数エラー、送信電力、等)を測定することを可能にするプロセスを開始することと、があげられる。アクセス・メッセージに応答して、SSからの次の送信が、BSにより正確に同期され、且つ他のSSの指定された送信と本質的に干渉しないように、SSのローカル・タイミング基準(及び任意で周波数及び電力基準)を更新する方法と、SSに対する送信指定と、を指示するメッセージをSSに返送する。

前記SSに配分される指定済みリソースを利用して送信される通常のデータ・トラフィックとは異なり、このようなアクセス信号は任意に送信されることがよくある。従って、このプロセスはランダム・アクセスと呼ばれることがよくある。米国電気電子技術者協会(IEEE)802.16標準の現在のドラフト版(IEEEP802.16-REVd/D5-2004)に定義されるように、時にはこのプロセスは測距と呼ばれる。なぜなら、アクセス信号はBSにSSからの伝播距離(すなわち伝播範囲)を測定することに役立ち得るからである。測距によりSSの送信タイミングが調整されて、全てのSSからの信号がBSに同期されること(すなわち、アップリンク・タイミング同期)を実現することができる。この明細書において、「ランダム・アクセス」、「アクセス」及び「測距」という用語は、これらのプロセス及びSSによりプロセスを開始するために送信される信号を表現するための同義語として利用される。

IEEE802.16の現在のドラフト版で定義されるシステムにおいて、異なるSSの測距送信は時々衝突し得る。この場合、各SSは所定の測距コードの膨大な群から測距コードをランダムに選択し、異なる測距コードを同時に送信している複数のSSを検出及び分離するための測距コードのゲイン処理にBSは依存する。

上記した測距スキームに伴う重大な問題である「遠近」問題が発生し得る。SSがセルの端に位置し、且つBSにおいて測距送信に対して期待される受信信号レベルに合致するためには十分な送信電力をSSが有しない場合を考慮する。この場合、BSの近傍で測距を実行しているSSは、例えBSの近傍のSSが、BSにおいて期待されるレベルに自身の信号レベルを低減しても、セルの端のSSからの測距信号をブロックし得る。

測距信号の信頼性を改善するための１つの方法は、"Method and Apparatus for Accessing Wireless Communication System"と題された、本出願と共に出願された代理人整理番号CML01942Mを有する米国特許出願60/582,602号に記載される。この技術は、チャンネルを狭域のサブバンドの群に分割し、全チャンネルバンド幅を利用するというよりは、１つのサブバンドで測距信号を送信することにより、電力集中ゲインを達成するようにしている。例えば、チャンネルが10個のサブバンドに分割された場合、セルの端のSSの最大の電力スペクトル密度は、SSのセルの位置が既知の場合に比べて10dBmまで増大し得る。

測距信号の信頼性の更なる改良が望まれる。

本発明従う、特定の通信システムにアクセスする技術の詳細を記載する前に、本発明は第1に、加入者局によって通信システムにアクセスすることに関連する方法の各段階、及び装置部品を備えることに注意するべきである。従って、本書の記載により利益を得る当業者にとって、すでに明らかであろう詳細により本開示を不明瞭にしないように、装置部品及び方法の各段階は図面において従来の記号により適切に表現され、本発明の理解をするために適切である特定の詳細のみを示している。

同じ番号が同じ要素を指定する図面を参照すると、図1は本発明のいくつかの実施形態に従う通信システム100のブロック図である。通信システム100は複数のセル106及び107を備え(2つのみが示される)、各々は基地局(BS)104及び105を有する。BS104のサービス・エリアは複数の加入者局(SS)101〜103をカバーし、少なくとも1種類の測距機能を実行することができる。この測距機能は本明細書でランダム・アクセス機能とも呼ばれる。例えば、SS101はBS104のサービス・エリア外に移動し、BS105のサービス・エリア内に入ることができるが、この場合ハンドオーバー・アクセスをしばしば含むハンドオーバーが発生する。別の例において、SS102はバンド幅を要求し、SS103は「電源オン」アクセス要求をする。本発明の一実施形態において、通信システム100は直交周波数分割多重(OFDM)変調、又は多重搬送CDMA(MC-CDMA)、多重搬送直列CDMA(MCDS-CDMA)のようなOFDMの他の変更形式を利用する。本発明の別の実施形態では、通信システム100はTDMA,FDMA及びCDMA、またはこれらの組み合わせのような任意の技術を利用することができる。

図2を参照すると、グラフがBSから、SSにおいて受信されるエネルギーの典型的なスペクトラムを示す。中心周波数が約3.7GHzで15MHzに亘って本質的に一様な密度を有する無線周波数エネルギーをBSが送信する。本発明のいくつかの実施形態に従って、時間分割2重化(TDD)通信システムがこの周波数バンドを利用し、この周波数バンドが複数の1.25MHzのTDDサブバンド205を含み、各サブバンドは複数のTDDフレームを備える。SSは、フレームのダウンリンク部分の間、各サブバンドの周波数選択的な信号強度を測定する。これは各サブバンド内で受信された信号電力に一般的に関連する。次に、SSは、TDDフレームのアップリンク部分において測距信号を送信の準備をするとき、TDDフレームのダウンリンク部分において、最大の受信電力を有すると判定されたサブバンドに基づいてアップリンクの測距送信のための最良のサブバンドを選択することが好ましい(リンク損失の相互関係を適用すると、RF較正すらしなくとも、周波数応答の相対的な大きさは同じ周波数においてアップリンクフレームの期間とダウンリンクフレームの期間とで近似的に同じであろう)。信号強度は多重経路遅延拡散チャンネルにおいて全15MHzのバンドに亘って20dBまで変化し得るので、この方法はサブバンドのランダムな選択に対して十分な電力ゲインを供給することができる。

サブバンドが1.25MHzに広がるシステムを考えると、(最悪なサブバンドと最良のサブバンドとの間に約15dBの改善がある)提案された方法を利用して十分なゲインが利用可能であることが、図1から明らかである。最良のM個のサブバンドからランダムに選択すること、平均電力よりも高いサブバンドを選択すること、最悪のK個のサブバンドを避けること、及び好ましいサブバンドを選択する他の類似の方法など、この「最良のサブバンド」の概念の変更形式も本発明の範囲内にあり、十分なゲインを提供することができる。

提案された方法に対して考えられ得る1つの問題は、複数のSSが同じ「最良のサブバンド」を測定し、従ってこれらSSの測距送信が衝突する可能性があることである。異なるSSに対するエネルギー・スペクトラムは、各々の位置が異なるために一般的にあまり相関しないので、本明細書で提案されている方法ではランダムなサブバンド選択プロセスに比べて特定のサブバンドにおける衝突の数による実質的なの負の影響を有することを予想していない。

図3を参照すると、図2において記載されたものと同じシステムにおいて、エネルギーのスペクトラムのグラフが1メートルだけ離れて配置された2つのSSの典型的な周波数応答の測定値又は周波数選択的な信号強度を示す。応答の全体的な特性の間にいくらかの類似性が存在するが、1メートルだけ離れた2つの異なる位置に対して、ピークのいくつかが、異なる1.25MHzサブバンドで発生し、各SSの最大のピークが2つの隣り合うサブバンド306,307に見出される。より大きく離間した場合、周波数応答はより相関しなくなることが期待され、信号強度測定はそれに応じて変化する。

信号強度測定はサブバンドを評価するために利用される特性として説明されてきたが、他の周波数選択的チャンネル特性が、受信信号強度と組み合われて利用され得ること、或いは最良のサブバンド又は好ましいサブバンドの選択に基づいた別の特性として利用され得ることも適切である。例として、受信信号のひずみの測定は受信信号強度と組み合わせて利用することが適切であり得る。潜在的に利用可能な特性の他の例は、各サブバンドに亘って測定される信号対ノイズ比(S/N)、各サブバンドに亘って測定される信号対干渉比(S/I)、各サブバンドに亘って測定される信号対干渉プラス・ノイズ比(S/(I+N))、予測されたビット・エラー率、各サブバンドに亘って測定されるチャンネル応答、又は信号品質のほかの測定を含む。サブバンドは互いを比較した複数のサブバンドの品質に基づいて選択され得るので、このような測定は相対的な意味で成され得る。

複雑性を低減するために、信号強度/信号品質測定はチャンネル中にある全サブバンドの一部分のみに成され得る。同様にして、特定のサブバンドにおいてさえ、測定はOFDMを利用する実施形態のサブバンド内のサブ搬送波の一部分のみに成され得る。

本発明の上の記載は従来のTDDシステムという状況に限って詳細に記載されてきたが、基地局(BS)が、複数のアップリンク・サブバンドにおいてBSに送信される複数の予備アクセス信号の周波数選択的チャンネル特性を測定し、BSは複数の選択的チャンネル特性に基づく好ましいサブバンドを識別する改良された技術、又はBSはダウンリンク信号における周波数選択的チャンネル特性の値を識別する改良された技術、を利用することにより、本発明はFDDシステムでも適用可能である。SSは次に値から識別されたサブバンドを利用して、又はサブバンドを識別して、アップリンク・アクセス信号における識別された好ましいサブバンドを利用する。

上記の技術はブロードバンド直交周波数分割多重(OFDM)システムにおけるナローバンド・モードで動作するSSにより、測距プロセスのために利用されることも可能である。プロセスは、基本的には以下のとおりである。1)ナローバンドSSは、ブロードバンドOFDMシステムにおいて定義されるダウンリンク・サブフレームの期間に、複数のサブバンドに亘って「ホップ」する。2)SSは測定されたサブバンドの最良のものを選択する。3)SSはアップリンクにおける測距送信のために最良のサブバンドを利用する。

図4を参照すると、本発明のいくつかの実施形態に従う、加入者局において利用される周波数サブバンドの選択を含む通信システムにアクセスするための方法のフローチャートが示される。これらの例は、図1〜4を参照して上記された。405の段階で、周波数サブバンドの1つ以上のチャンネル特性が、テスト期間中に周波数サブバンドの群の各々内で判定される。周波数サブバンドの前記群の周波数サブバンドは410の段階で1つ以上のチャンネル特性に基づいて選択される。415の段階でアクセス信号が形成され、アクセス信号は420の段階で選択された周波数サブバンドで送信される。

本発明では、多重搬送波(OFDM)システムにおいて利用されるとき、周波数サブバンドは、1つの実施形態において複数の隣接した又は近接して配置されたサブ搬送波を備えることができることに注意されたい。別の実施形態において、周波数サブバンドはOFDMシステムにおけるサブ搬送波の全ての群から選択されたサブ搬送波の任意の群を備えることができる。例えば、IEEE802.16標準の現在のドラフト版で定義されるOFDMAのPHYに対して、サブチャンネルは、必ずしも隣接する必要の無いサブ搬送波の群である。本発明では、1つ以上のOFDMAサブチャンネルはサブバンドとして利用され得る。

本発明の更なる側面は、上記のランダム・サブバンド選択と周波数選択的サブバンド選択との間で、選択するために利用され得る切替機構である。一般的にはサブバンド選択のためのチャンネル特性の測定と選択されたサブバンドにおけるアクセス信号の送信との間にタイム・ラグが存在するので、このタイム・ラグの間に大きなチャンネル変化がサブバンド選択の精度に影響を与えるかもしれない。例えば、SSはTDDフレームのダウンリンクの開始時に伝送されたパイロット・シーケンス又はプレアンブル(preamble)に基づいて最良のサブバンドを測定及び選択することができ、前記サブバンド選択後(TDDフレーム長に依存して)1ミリ秒以上であり得るフレームのアップリンク部分までアクセス信号を送信しない。大きな変更がこのタイム・ラグ間にチャンネル周波数応答においてある場合、周波数選択的サブバンド選択はランダム・サブバンド選択で大幅なゲインを提供しなくてもよい。周波数サブバンド選択が大幅なゲインを提供しない場合、前記SSにおける処理計算量は、周波数選択的サブバンド選択よりもランダム・サブバンド選択を利用することによって近似することができる。本発明での切替の側面において、SSは、ある時間間隔に亘る1つ以上のチャンネル特性の変化率を推定し、特性がサブバンド選択のために測定され、選択されたサブバンドでアクセス信号を送信するために利用される時間に大きなチャンネル変化を引き起こすであろう閾値よりもこの変化率が大きいか否かを判定する。次に、大きなチャンネル変化が起こりそうであると判定された場合、ランダム・サブバンド選択が利用され、大きなチャンネル変化が起こりそうも無いと判定された場合、周波数選択的サブバンド選択が利用される。本発明の周波数選択的サブバンド選択は、SSからBSへのアクセス送信においてチャンネルで送信される電力量が増加し得ることに注意されたい。本発明の更なる側面は、性能を改善するためにこの電力ゲインを利用することである。この側面の一実施形態において、SSはサブバンド選択により得られる電力ゲインの少なくとも一部を利用して、電力消費を減少し、同じサブバンドの他の利用者に干渉し、且つSSの電池の寿命を延ばすために送信電力を減らす。更なる実施形態において、SSはサブバンド選択により得られる電力ゲインの少なくとも一部を利用して、BSにおいて受信されるアクセス信号の電力を増加し、その結果BSにおけるアクセス信号の正確な検出をより確実にする。更なる実施形態において、SSはBSにおいて所望の受信レベルに達するように送信電力を設定し、この設定は(選択されたサブバンドの受信信号電力のような)選択されたサブバンドの特性に、部分的に基づく。電力制御修正因子のようなほかの側面は、送信電力設定の決定のために含めることもできる。

図5を参照すると、本発明のいくつかの実施形態に従う、加入者局に利用される測距コードの選択を含む通信システムにアクセスするための方法のフローチャートが示される。これらの実施形態は、OFDM,TDD及びFDDシステムを含む通信システムの数多くの種類に適用可能であり、測距コード(及び従って測距信号)をランダムに選択する従来の方法を利用するよりもむしろ、測距コードから生成される異なる測距信号のピーク対平均電力比(PAPR)の一部に基づいて通信システムにおいて動作可能な複数のSSによって利用される測距コードの定義された群から測距コードを選択することを含む。一実施形態において、測距コードはコードにより生成される測距信号のPAPRによって保存/分類される。例えば、測距コードは2つの群に分割される。1つの群は「低PAPR」群で、所定の閾値よりも低いPAPRを有する測距信号を生成する全てのコードを含む。2つ目の群は「高PAPR」群で、測距コードの残りを含む。図5の505の段階において、SSは測距のために選択されたBSからSSの範囲(又は経路損失)の指標である1つ以上のチャンネル特性を判定する。一実施形態において、チャンネル特性は単に受信信号強度の測定値平均から成る。更なる実施形態において、チャンネル特性は単にSSとBSとの間の経路損失の測定値から成る。このような測定は、BSの送信された信号バンド幅全体で実質的に行うこともできるし、本発明の周波数選択サブバンド選択の側面が利用されている場合、代替的にサブバンドの群で行うこともできる。SSがセルの端近傍にあり(すなわち、チャンネル特性がそのような位置を示す基準を満たし)、「高PAPR」測距信号の送信に適するために十分な電力を有しないとき、代わりに「低PAPR」群から測距コードを選択し、電力増幅器のバックオフを減減することにより、測距信号送信電力を増大する。もちろん、他の実施形態において、選択は対応する複数の推定範囲に関連する測距コードの複数の群を有することにより、より正確となり得る。より一般的には、前記SSはPAPRを有する測距信号(アクセス信号)を生成する測距コード(アクセスコード)を、選択をするための1つ以上のチャンネルを利用して選択し、いくつかの実施形態において、ピーク対平均電力比(PAPR)と1つ以上のチャンネル特性との関係は、PAPRと周波数サブバンドの群の各周波数サブバンドの1つ以上のチャンネル特性に対して決定された1つの値との単調増加関係である。

次に、SSはアクセス信号をアクセス・コードから515の段階で生成し、アクセス信号を525の段階で送信する。
本発明のいくつかの実施形態では、SSにより送信されるアクセス信号の送信信号電力は、1つ以上のチャンネル特性に基づいて520の段階で設定される。これらの実施形態において、送信電力と1つ以上のチャンネル特性との関係は送信電力と1つ以上のチャンネル特性から決定される1つの値との単調減少関係であり得る。例えば、1つ以上のチャンネル特性が受信信号強度の平均から成るとき、送信電力は、平均受信信号強度から決定されるSS範囲の推定(例えば低及び高)に2つのBSが対応する2つの値を有するかもしれない。

"Method and Apparatus for Accessing Wireless Communication System"と題された、代理人整理番号CML01942Mを有する米国特許出願60/582,602号に記載されるOFDMのいくつかの実施形態において、GCLシーケンス(各シーケンスは「測距コード」の1つ)から生成される148個の測距信号のPAPRは2.39〜6.29dBにあるが、いくつかの実施形態において最良の32個の測距コードのみが測距信号を生成するために利用されると記載される(最良の32個のコードはPAPRが2.39〜3.46dBになる)。このことは、多くのシステム構成のための他の従来の方法を越える大幅な改善(BSにより測距信号の復号化成功率を高める)もたらすが、測距信号の復号化成功率は本発明及び最良の32個よりもむしろ全148個のGCLコードを利用することを可能にすることにより、更に改善され得る。このことは、2つのSSが同じサブバンドにおいてまったく同じ測距コードを選択するであろう確率を大幅に低減する。最良の32個の測距コードは「低PAPR」群に配置され、残りの116個は「高PAPR」群に配置される。SSが、BSの近傍に存在すると判定されるとき、測距コードを「高PAPR」群から選択することができる。更なる電力増加が必要なSSのみが(例えばセルの端のユーザ又は小さなPAを有する小さな電池駆動デバイス)、「低PAPR」群から選択され得る。

図6を参照すると、上記したIEEE802.16の現在のドラフト版に準拠する通信システムに対して調整される、本発明のいくつかの実施形態に従う方法がアクセス信号選択に対して示される。605の段階において、測距信号をBSに送信したいSSは送信のために所望の送信電力を決定する。このことは上で説明されたIEEE802.16標準の現在のドラフト版にすでに定義されている手順に基づくことができ、受信信号強度(すなわち、受信信号強度は範囲又はBSとSSとの間の経路損失の指標であるチャンネル特性)の測定値を利用する。610の段階において、相対的に高いPAPR測距信号に対応する測距コードの1つがアクセス・コードの定義された群に対応するアクセス・コードの定義された群から選択されることを仮定した上で、SSは所望の送信電力に達するに十分な電力増幅(PA)出力性能を有するか否かを判定する。例えば、システムにおける測距コードから生成される測距信号のPAPRの領域が7〜11dBである場合、10dBのPAPRは相対的に高いと考えられ得る。アクセス・コードのランダムな選択(及び、従ってアクセス信号のランダムな選択)が行われたときに受け入れ可能な成功率をもたらす、9.5db、10.5db又は11dbのような、この例に対する相対的に高いPAPRの他の値もまた利用され得る。SSが相対的に高いPAPR測距信号を有する所望の電力レベルに達することができる場合、測距コードが従来の技術のようにランダムに選択される。しかし、SSが望ましい電力レベルに達することができない場合、SSは、615の段階において相対的に高い値よりも、低いPAPR速距信号を有する測距コードを選択しようとし、送信電力は、望ましい送信電力に合致するか、又は少なくとも接近するために増大され得る。測距コードを選択するための特定の手順は、以下に記載される。

SSが低PAPR測距信号を有する測距コードを選択する必要があるとき、2つのSSがまったく同じ測距コードを常に好んで望まないので(例えば、コードのグループ全体から外れる低PAPRを有する測距コード)、選択は純粋に決定論的でない方法で成される必要がある。同様にして、SSが選択しない限り、SSに全ての可能な測距コード信号のPAPRを評価させることは望まない。結果として、低PAPR測距信号を有する測距コードの識別及び選択のために提案される方法は、拡張可能であり、非決定論的なコード選択を備える。

新しい測距コードが選択される必要があるときはいつでも、SSはランダムにNr個のコードを元の群から選択し、第1測距コード部分を作ることができる。SSは次に、PAPR測距信号を有するコードを下からNrs個(Nrs<Nr)、第1部分から識別し、第2部分とする(例えば、元の群のコード数が100〜300のとき、選択の1つの方法は、Nrs=(floor(0.1*Nr)+floor((0.03*Nr)^2)+1)である)。最後に、SSは第2部分から測距コードの1つをランダムに選択することができる。上の手順は初期測距、周期的な測距、又はバンド幅要求に対して利用され得る。測距信号のPAPR値は典型的には7〜11dBであり、本発明に伴い、数dBの潜在的なゲインが存在する。

図7を参照すると、フローチャートが本発明のいくつかの実施形態に従う、802.16システムに準拠する本発明の更なる実施形態を示す。BSに測距コードを送信することを望むSSは、送信及び測距コードをランダムに選択するために所望の送信電力を、第1測距コードを参照して決定する。所望の送信電力はIEEE802.16システム仕様にすでに定義されている手順に基づくことができ、受信信号強度(すなわち、受信信号強度はBSとSSとの間の範囲を示すチャンネル特性)の測定値を利用する。(例えば、測距信号のPAPR及びPAの出力性能に基づいた)第1測距コードを利用する測距信号を送信するとき、SSは所望の送信電力に達するに十分な電力増幅(PA)出力性能を有するか否かを判定する。SSが所望の電力レベルに達することができる場合、第1測距コードが選択され、且つ利用される。しかし、所望の電力レベルに達することができない場合、SSは第1測距コードより低PAPR測距信号を有する他の測距コードを選択しようと試み、送信電力は所望の送信電力に合致又は少なくとも接近するまで増大され得る。別の測距コードを選択するための手続は上に記載されたサイズNrs及びNrの測距コードの第1及び第2部分を利用するものと本質的に同じであり得る。これとは別に、SSは現在選択された測距コードが所望の送信電力に達する又は少なくとも接近するためにSSに対して十分に低いPAPR信号を有するまで更にランダム測距コード選択を繰り返し実行し得る。これらの更なる実施形態は無線多重搬送波通信システムにアクセスするための加入者局により利用される方法として集約され得る。所望の送信電力は、705の段階(図7)において基地局にアクセス信号の送信のために決定される。第1アクセス・コードはアクセス・コードの群から710の段階において選択される。加入者局の送信電力増幅器が、第1アクセス・コードに基づいたアクセス信号に対して所望の送信電力に達するために十分な電力出力性能を有するか否かの判定が、715の段階で成される。この決定が否定的なものであるとき、第1アクセス信号に基づくアクセス信号のピーク対平均電力比より低いピーク対平均電力比を有するアクセス信号を提供しようと、少なくとも第2アクセス・コードが720の段階で選択される。

図5を参照して記載された本発明の測距選択の実施形態により達成される電力ゲイン(すなわち、BSにおいて受信される測距信号の信号強度)は、図1〜4を参照して記載された本発明の周波数サブバンド選択の実施形態により達成される電力ゲインほど劇的ではないであろう。例えば、電力ゲインは測距コード選択の実施形態に対して3dBのオーダーであり得る。しかし、測距コード選択の実施形態はIEEE802.16標準の現在のドラフト版に準拠する通信システムのような測距チャンネルでサブバンドを利用しない通信システムにおいてさえ利用されるので、測距コード選択の実施形態は、周波数選択の実施形態よりも広い範囲で適用可能である。IEEE802.16標準の現在のドラフト版において、測距コードは7.2dB〜11.23dB(4dB)変化し、コードの50%は8.5dB未満のPAPRを有する。その結果、IEEE802.16標準の現在のドラフト版に準拠する通信システムは、記載された測距コード選択の利点があり得る。本発明のサブバンド選択と測距コード選択の実施形態との両方が利用され得るいくつかのシステムでは、いずれかのタイプの実施形態のみが達成され得るものより利点は多い。

信号強度測定は、BSからSSの範囲を決定するために利用されるチャンネル特性として記載されてきたが、他のチャンネル特性が受信信号強度と組み合わせて利用されたり、又は他の特性として利用されることは適切である。例として、受信信号のひずみは受信信号強度と組み合わせて利用することは適切である。

上記のOFDMシステムのようないくつかのシステムにおいて、測距コードは、PAPRを下げる測距波形を生成するために解析され得る数学的シーケンスに関連する。他のシステムにおいて、測距信号は解析に影響されやすい数学的シーケンスに関連しないかもしれないが、測距信号は時間領域においてPAPRを決定するために解析され得る。この例において、波形はPAPRに従って直接符号化又は保存され、510の段階における測距コード(アクセス・コード)の選択は、波形の選択と同義であり、且つ515の段階における測距コードから波形を生成することは、単に測距コードから波形を識別する動作である。

本発明は通信システムにアクセスするための方法を含むが、アップリンク送信がBSにより割り当てられ、且つ予測される場合に対する軽微な改良にも適切である。このようなケースの1つの例は、BSからSSへ前に送信したメッセージの受信に成功したか失敗したかを知らせるSSの機能を実現するために本発明を利用することである。この場合、測距コードの検出は、例えば受信成功の指示子であるような、いくつかの情報に対応し得る。測距コードが選択される実施形態に対して、情報は、異なるクラスのPAPRに関連付けられる測距コードの複数の群の各々にある測距コードに関連づけられ得る。

本明細書に記載された基地局及び加入者局は、1つ以上の従来のプロセッサ及び、非プロセッサ回路、ここに記載された基地局及び加入者局の機能のいくらか、ほとんど又は全ての機能と協力して実行するために、プロセッサを制御して固有の保存されたプログラム命令を備え得る。非プロセッサ回路回路は、無線受信機、無線送信機、信号ドライバ、クロック回路、電源回路およびユーザ入力回路を含むが、これらに限定されない。それ自体、これらの機能は通信システムのアクセス処理の実行のための方法の段階として解釈され得る。これとは別に、いくつか又は全ての機能は保存されたプログラム命令を有しない、状態機械によって具体化され得て、各機能又は機能のあるいくつかの組み合わせはカスタム論理として実装される。もちろん、2つのアプローチの組み合わせも利用され得る。従って、これらの機能のための方法及び手段はここに記載されている。

ここまでの明細書において、本発明及びその利点と優位性とが特定の実施形態を参照しながら記載されてきた。しかし、当業者は様々な改良及び変更が、添付した請求項に記載された本発明の範囲から逸脱せずに成られ得ることを認識するであろう。従って、明細書と図面は制限という意味ではなくむしろ図説としてとらえられるべきであり、このような改良の全ては本発明の範囲に含まれることが意図される。利点、優位性、問題の解決策或いは、いかなる利点、優位性又は問題の解決策を引き起こす、又はより明白にした要素は、任意の又は全ての請求項の決定的に重要なもの、必要なもの、又は本質的な特徴又は要素として構成されていない。

第1及び第2、上及び下、及びこれに類似した関連した用語の利用は、もし存在すれば、ある構成要素又は動作を、別の構成要素又は動作と個別に区別するために、これらの構成要素又は動作の関係又は順番のようないかなる実態も要求又は暗示せずに利用され得る。

ここで利用されたように、「備える」、「備えている」という用語又はその活用形は要素のリストを備える処理、方法、記事、又は機器がこれらの要素を含むだけでなく、明示的にリストアップしなかった、又は本来備わっている処理、方法、記事、又は機器も含みえるように非排他的包含をカバーするように意図されている。

ここで利用された「群」は、非空群(すなわち、ここで定義された群に対して、少なくとも1つのメンバーを備える)を意味する。「他の」という用語は、ここで利用されたように、少なくとも1つの第2又はそれ以上のものとして定義される。「含む」及び/又は「有する」という用語は、ここで利用されたように、備えるとして定義される。「プログラム」という用語は、ここで利用されたように、コンピュータ・システムでの実行のために設計された命令のシーケンスとして定義される。「プログラム」又は「コンピュータ・プログラム」はサブルーチン、関数、プロシージャ、オブジェクト・メソッド、オブジェクト・インプレメンテーション、実行可能なアプリケーション、アプレット、サブレット、ソース・コード、オブジェクト・コード、共有ライブラリ/ダイナミック・ロード・ライブラリ及び/又はコンピュータ・システムで実行するために設計された他の命令のシーケンスを含み得る。

本発明のいくつかの実施形態に従う、通信システムのブロック図。本発明のいくつかの実施形態に従う、加入者局において基地局から受信するエネルギーの典型的なスペクトラムを示すグラフ。本発明のいくつかの実施形態に従う、加入者局において基地局から受信するエネルギーの典型的なスペクトラムを示すグラフ。本発明のいくつかの実施形態に従う、周波数サブバンドの選択を含む通信システムにアクセスするために加入者局において利用される方法のフローチャート。本発明のいくつかの実施形態に従う、測距コードの選択を含む通信システムにアクセスするために加入者局において利用される方法のフローチャート。本発明のいくつかの実施形態に従う、測距コードの選択を含む通信システムにアクセスするために加入者局において利用される方法のフローチャート。本発明のいくつかの実施形態に従う、測距コードの選択を含む通信システムにアクセスするために加入者局において利用される方法のフローチャート。

Claims

加入者局によって利用される無線多重搬送波通信システムにアクセスするための方法であって、
周波数サブバンドの群の各周波数サブバンドの1つ以上のチャンネル特性を決定すること、
前記1つ以上のチャンネル特性に基づいて前記周波数サブバンドの群の周波数サブバンドを選択すること、
アクセス信号を形成すること、
選択された周波数バンドで前記アクセス信号を送信すること、
を備える方法。
前記1つ以上のチャンネル特性の変化率を決定することと、
前記1つ以上のチャンネル特性の変化率が閾値よりも大きいとき、前記周波数サブバンドの群の周波数サブバンドをランダムに選択すること、
を更に備える、請求項1に記載の方法。
基地局から加入局の範囲を示す周波数サブバンドの群の1つ以上のチャンネル特性を決定することと、
前記1つ以上のチャンネル特性を利用して、ピーク対平均電力比を有するアクセス信号を生成するアクセス・コードを選択することと、
前記アクセス・コードから前記アクセス信号を生成すること、
を更に備える、請求項1に記載の方法。
前記アクセス信号は、前記1つ以上のチャンネル特性から決定される送信信号電力を利用して送信される、請求項3に記載の方法。
加入者局によって利用される無線多重搬送波通信システムにアクセスするための方法であって、
基地局から加入局の範囲を示す1つ以上のチャンネル特性を決定すること、
前記1つ以上のチャンネル特性を利用して、ピーク対平均電力比を有するアクセス信号を生成するアクセス・コードを選択すること、
前記アクセス・コードから前記アクセス信号を生成すること、
前記アクセス信号を送信すること、
を備える方法。
ピーク対平均電力比(PAPR)と前記1つ以上のチャンネル特性との関係は、PAPRと周波数サブバンドの前記群の各周波数サブバンドの1つ以上のチャンネル特性から決定された範囲推定との単調減少関係である、請求項5に記載の方法。
前記アクセス信号は、前記1つ以上のチャンネル特性から決定される、送信信号電力を利用して送信される、請求項5に記載の方法。
周波数サブバンドの各群内の周波数サブバンドの1つ以上のチャンネル特性を決定すること、
前記1つ以上の周波数特性に基づいて周波数サブバンドの前記群の周波数サブバンドを選択すること、
前記選択された周波数サブバンドで前記アクセス信号を送信すること、
を更に備える、請求項5に記載の方法。
加入者局によって利用される無線多重搬送波通信システムにアクセスするための方法であって、
アクセス信号の基地局への送信のための所望の送信電力を決定すること、
前記加入者局の送信電力増幅器が、アクセス信号の定義された群のピーク対平均比の範囲内にある相対的に高いピーク対平均電力比を有するアクセス信号に対して所望の送信電力に達するために十分な電力出力性能を有するか否かを判定すること、
判定が否定的であるとき、相対的に高いピーク対平均電力比より低いピーク対平均電力比を有する、アクセス信号を生成するアクセス・コードを選択することを試みること、
を備える方法。
加入者局によって利用される無線多重搬送波通信システムにアクセスするための方法であって、
アクセス信号の基地局への送信のための所望の送信電力を決定すること、
アクセス・コードの群から第1アクセス・コードを選択すること、
前記加入者局の送信電力増幅器が、前記第1アクセス・コードに基づいて、アクセス信号のための所望の送信電力に達するに十分な電力出力能力を有するか否かを判定すること、
前記判定が否定的であるとき、前記第1アクセス信号に基づいて、前記アクセス信号のピーク対平均比よりも低いピーク対平均電力比を有するアクセス信号を提供する試みにおいて少なくとも第2アクセス・コードを選択すること、
を備える方法。