JP2009516483A - ガード区間相関を持つマルチキャリア受信器における同期 - Google Patents

Abstract

受信器において時間トラッキングを行うための技術が述べられる。最初の到着路（ＦＡＰ）及び最後の到着路（ＬＡＰ）は通信チャネルのチャネル・インパルス応答推定に基づいて検出される。検出ＦＡＰ及びＬＡＰは正しいか、もしくは交換される。検出ＦＡＰ及びＬＡＰにおける曖昧性を解決するために、正しく検出されたＦＡＰ及びＬＡＰに対応する第一の仮定及び誤って検出されたＦＡＰ及びＬＡＰに対応する第二の仮定が評価される。各仮定について、仮定ＦＡＰ及びＬＡＰは検出ＦＡＰ及びＬＡＰに基づいて決定され、相関窓は仮定ＦＡＰ及びＬＡＰに基づいて決定され、そして相関は相関窓を使用して行われる。正しい仮定は二つの仮定に関する相関結果に基づいて決定される。受信器タイミングは正しい仮定に関する仮定ＦＡＰ及びＬＡＰに基づいて更新される。
【選択図】 図４

Description

本出願は、「ＯＦＤＭ信号のガード区間相関による時間トラッキング・アルゴリズムの改良（IMPROVED TIME TRACKING ALGORITHM VIA GUARD INTERVAL CORRELATION FOR OFDM SIGNALS）」と題し、２００５年１１月１５日出願され、この譲請人に譲渡され、引用によりここに組込まれた米国特許出願仮番号第６０／７３７，０８７号に対する優先権を主張する。

本開示は一般に通信に関係し、特に通信システム中の受信器において時間トラッキングを行う技術に関係する。

直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）はいくつかの無線環境に良好な特性を提供するマルチキャリア変調技術である。ＯＦＤＭは全体のシステム帯域幅を多数（Ｋ）の直交周波数サブバンドに分割し、それはまたサブキャリア、トーン、ビン等とも呼ばれる。ＯＦＤＭによって、各サブバンドはデータで変調されるそれぞれのサブキャリアと関連する。最高Ｋ個の変調シンボルは各ＯＦＤＭシンボル期間にＫサブバンド上で送られる。

ＯＦＤＭシステムにおいて、送信器は一般的にＫ時間領域チップを取得するために各ＯＦＤＭシンボル期間の変調シンボルをＫ点逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）または逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）によって時間領域に変換する。通信チャネルにおける遅延拡がりを減少させるために、送信器はＯＦＤＭシンボルを形成するためにいくつかのＫチップを繰返す。繰返された部分は一般にガード区間または巡回プレフィックスと呼ばれる。ガード区間は遅延拡がりによって引き起こされるシンボル間の干渉（ＩＳＩ）及びキャリア間の干渉（ＩＣＩ）を減少させるために使用され、それは受信器における最も早い到着信号路と最も遅い到着信号路との間の時間差である。

受信器は相補的処理を行い、そして各受信ＯＦＤＭシンボルにおけるガード区間を取り除く。受信器はそこでＫサブバンドのＫ受信シンボルを取得するために各受信ＯＦＤＭシンボルのＫ時間領域標本をＫ点高速フーリエ変換（ＦＦＴ）または離散フーリエ変換（ＤＦＴ）によって周波数領域に変換する。受信器はそれから伝送された変調シンボルを復元するために受信シンボルに関して検出を行う。受信器は一般的に各受信ＯＦＤＭシンボルについて適切なＦＦＴ窓の配置を決定する時間トラッキング・ループを保持する。このＦＦＴ窓はどの標本が維持されるべきか、そしてどの標本が廃棄されるべきかを標示する。データ検出特性はＦＦＴ窓の配置によって大きく影響を受ける。

したがってＦＦＴ窓の配置を達成するために受信器において時間トラッキングを行う技術が当技術分野において必要性がある。

発明の概要

受信器において時間トラッキングを行うための技術がここに述べられる。通信チャネルのチャネル・インパルス応答推定は、例えば、受信パイロットに基づいて得られる。最初の到着路（first arriving path：ＦＡＰ）及び最後の到着路（last arriving path：ＬＡＰ）はチャネル・インパルス応答推定に基づいて検出される。ＦＡＰ及びＬＡＰは正しく検出され、そして検出されたＦＡＰ及びＬＡＰはそれぞれ真のＦＡＰ及びＬＡＰである。しかしながら、通信チャネルの遅延拡がりが過度であるならば、ＦＡＰ及びＬＡＰは正確に検出されず、そして検出されたＦＡＰ及びＬＡＰは交換され、そして真のＬＡＰ及びＦＡＰにそれぞれ対応する。

検出されたＦＡＰ及びＬＡＰにおける曖昧性を解決するために、二つの仮定が評価される。第一の仮定は正しく検出されたＦＡＰ及びＬＡＰに対応し、そして第二の仮定は誤って検出されたＦＡＰ及びＬＡＰに対応する。各仮定について、仮定ＦＡＰ及びＬＡＰは検出されたＦＡＰ及びＬＡＰに基づいて決定され、そして相関窓は仮定ＦＡＰ及びＬＡＰに基づいて決定される。各仮定に関する相関窓は仮定ＦＡＰのガード区間の全てまたは一部、及び／または仮定ＬＡＰのガード区間の全てまたは一部を被包する。各仮定について、相関は相関窓内の受信データの第一のセグメントと受信データの第二のセグメントの間で行われ、それはＫ標本離れている（ＫはＯＦＤＭシンボルの有用部分の期間である）。正しい仮定は二つの仮定に関する相関結果に基づいて決定される。受信器のタイミングは正しい仮定に関する仮定ＦＡＰ及びＬＡＰに基づいて更新される。 ＯＦＤＭ復調は更新された受信器タイミングに基づいて行われ、例えば、ＦＦＴ窓は受信器タイミングに基づいて正確に配置される。

本発明の様々の形態及び実施例は下記で更に細部に述べられる。

本発明の特徴及び特性は同様な参照符号が全体にわたり対応して同一である図面と関連して取られる以下に始まる詳細な説明からさらに明らかになるであろう。

詳細な説明

用語「典型的な（exemplary）」は「例（example）、事例（instance）、または例示（illustration）として役立つ」ことを意味するものとしてここでは使用される。「典型的な」としてここに記述された実施例は他の実施例に対して好ましい、或いは有利であると必ずしも解釈されるものではない。

ここに述べる時間トラッキング技術はＯＦＤＭシステム、直交周波数分割多元アクセス（ＯＦＤＭＡ）システム、単一キャリア周波数分割多元アクセス（ＳＣ-ＦＤＭＡ）システム、等々といった様々な通信システムに使用される。ＯＦＤＭシステムはＯＦＤＭを利用する。ＳＣ-ＦＤＭＡシステムはシステム帯域幅に亘って分配されたサブバンド上で伝送するインタリーブＦＤＭＡ（ＩＦＤＭＡ）、隣接のサブバンドの１ブロック上で伝送する局在ＦＤＭＡ（ＬＦＤＭＡ）、または隣接のサブバンドの多数のブロック上で伝送する拡張ＦＤＭＡ（ＥＦＤＭＡ）を利用する一般に、変調シンボルはＯＦＤＭによって周波数領域において送られ、そしてＳＣ-ＦＤＭＡによって時間領域において送られる。ＳＣ-ＦＤＭＡシンボルはＯＦＤＭシンボルのガード区間と同じ方法で生成されるガード区間を含む。明確にするために、時間トラッキング技術は特にＯＦＤＭに基づくシステムについて下記に述べる。

図１はＯＦＤＭシステムにおける送信器１１０及び受信器１５０のブロック図を示す。送信器１１０において、送信（ＴＸ）データ・プロセッサ１２０はトラヒック・データを処理（例えば、フォーマット、符号化、インタリーブ、及びシンボル写像）し、そしてデータ・シンボルを生成する。ここに使用されるように、データ・シンボルはトラヒック・データの変調シンボルであり、パイロット・シンボルはパイロット（それは送信器と受信器の両方によって先験的に既知のデータである）の変調シンボルであり、そしてゼロ・シンボルはゼロの信号値である。

ＯＦＤＭ変調器１３０はデータ・シンボル及びパイロット・シンボルをそれぞれ受取り、且つデータ及びパイロット・サブバンド上に多重化し、下記に述べるようにＯＦＤＭ変調を行い、そして各ＯＦＤＭシンボル期間にＯＦＤＭシンボルを提供する。ＯＦＤＭシンボル期間は一つのＯＦＤＭシンボルの継続期間であり、そしてまたシンボル期間として参照される。送信器ユニット（ＴＭＴＲ）１３２はＯＦＤＭシンボルを受取り、且つ処理（例えば、アナログ変換、増幅、フィルタ、及び高位周波数変換）し、そして変調信号を生成し、それはアンテナ１３４によって受信器１５０に伝送される。

受信器１５０において、アンテナ１５２は送信器１１０から変調信号を受信し、そして受信信号を受信器ユニット（ＲＣＶＲ）１５４に提供する。受信器ユニット１５４は受信信号を調整（例えば、フィルタ、増幅、低位周波数変換、及びディジタル化）し、そして受信標本を提供する。下記で述べるように、ＯＦＤＭ復調器（Ｄｅｍｏｄ）１６０は受信標本を処理し、そして各ＯＦＤＭシンボル期間にＫサブバンドのＫ受信シンボルを取得する。受信シンボルはデータ・サブバンドの受信データ・シンボル及びパイロット・サブバンドの受信パイロット・シンボルを含む。ＯＦＤＭ復調器１６０は各ＯＦＤＭシンボル期間にＦＦＴ窓を適切に配置するために時間トラッキングを行う。ＯＦＤＭ復調器１６０はまたデータ・シンボル推定値（それは送信器１１０によって送られたデータ・シンボルの推定値である）を取得するためにチャネル推定によって受信データ・シンボルに関するデータ復調／検出を行う。受信（ＲＸ）データ・プロセッサ１７０はそこで復号データを取得するためにデータ・シンボル推定値を処理（例えば、シンボル逆写像、逆インタリーブ、及び復号）する。一般に、ＯＦＤＭ復調器１６０及びＲＸデータ・プロセッサ１７０による処理は送信器１１０におけるＯＦＤＭ変調器１３０及びＴＸデータ・プロセッサ１２０による処理にそれぞれ相補的である。

コントローラ／プロセッサ１４０及び１８０は送信器１１０及び受信器１５０における様々な処理ユニットの動作を制御する。メモリ１４２及び１８２は送信器１１０及び受信器１５０のデータ及びプログラム・コードをそれぞれ記憶する。

図２は図１の送信器１１０のＯＦＤＭ変調器１３０のブロック図を示す。ＯＦＤＭ変調器１３０の中で、シンボル対サブバンド写像ユニット２１０はデータ及びパイロット・シンボルを受信し、且つデータ及びパイロットのために使用されるサブバンドにそれぞれ写像し、未使用サブバンドへゼロ・シンボルを写像し、そしてＫサブバンド全体にＫ伝送シンボルを提供する。各伝送シンボルは各ＯＦＤＭシンボル期間におけるデータ・シンボル、パイロット・シンボル、またはゼロ・シンボルである。各ＯＦＤＭシンボル期間に、ユニット２１２はＫ点ＩＦＦＴ／ＩＤＦＴによってＫ伝送シンボルを時間領域に変換し、そしてＫ時間領域チップを含む変換シンボルを提供する。各チップは１チップ期間に伝送されるべき複素値である。並列対直列（Ｐ／Ｓ）変換器２１４は各変換シンボルのＫチップを直列化する。ガード区間挿入ユニット２１６はＫ＋Ｇチップを含むＯＦＤＭシンボルを形成するためにそこで各変換シンボルの一部（或いは、Ｇチップ）を繰り返す。各ＯＦＤＭシンボルは有用な部分に関するＫチップとガード区間のＧチップを含む。ガード区間は通信チャネルにおける遅延拡がりによって引き起こされたＩＳＩ及びＩＣＩを減少させるために使用される。ガード区間Ｇの長さは受信器が適度な移動速度においてＩＳＩ及びＩＣＩを被ることなく耐用しうる最大の遅延拡がりを決定する。

図３は図１の受信器１５０のＯＦＤＭ復調器１６０の実施例のブロック図を示す。ＯＦＤＭ復調器１６０内で、プリプロセッサ３１０は受信器ユニット１５４から受取った標本を処理し、そして入力標本を提供する。プリプロセッサ３１０は自動利得制御（ＡＧＣ）、タイミング獲得、フィルタリング、標本速度変換、直流（ＤＣ）オフセット除去、周波数誤差推定及び除去、及び／または他の機能を実行する。ユニット３１２はＦＦＴ開始ポインタに基づいて各受信ＯＦＤＭシンボルにおけるガード区間を取り除き、そしてそのＯＦＤＭシンボルに関するＫ入力標本を提供する。ＦＦＴ開始ポインタは各受信ＯＦＤＭシンボルについてＦＦＴ窓の配置を制御する。

各受信ＯＦＤＭシンボルについて、ユニット３１４はＫ入力標本に対してＫ点ＦＦＴ／ＤＦＴを行い、そしてＫサブバンド全体にＫ周波数領域受信シンボルを提供する。チャネル推定器３１８は受信パイロット・シンボルに基づいてチャネ推定値を得る。チャネル推定値は時間領域チャネル・インパルス応答推定値及び／または周波数領域チャネル周波数応答推定値である。データ復調器３１６はチャネル推定によって受信データ・シンボルに関するデータ復調／検出を行い、そしてデータ・シンボル推定値を提供する。

下記で述べるように、時間トラッキング・ループ３２０は時間トラッキングを行い、各受信ＯＦＤＭシンボルのタイミングを決定し、そしてＦＦＴ開始ポインタを提供する。簡単にするために図３には示していないが、ＯＦＤＭ復調器１６０はフレーム検出、フレーム同期、周波数トラッキング、及び他の機能に関する処理ユニットを含む。

チャネル推定器３１８、時間トラッキング・ループ３２０、及びＯＦＤＭ復調器１６０中の他のユニットは標本速度（sample rate）で処理を行う。これらのユニットはまた計算量を減らすために標本を破棄し、そしてより低い速度で処理を行う。これらのユニットはまたより良い解像度を達成するために受信信号を過大標本化し、そしてより高い速度で処理を行う。明確にするために、下記の記述はその標本速度における処理を仮定し、そして様々な量、定数、及び閾値が標本速度処理のために与えられる。

受信器は様々な方法において、そして送信器によって送られた様々な形式の情報に基づいて時間トラッキングを行う。例えば、送信器はＫサブバンド全体に亘って一様に分配されるＮサブバンド上でパイロットを伝送する（但し、１＜Ｎ＜Ｋ）。受信器はパイロットを含むＯＦＤＭシンボルを受取り、ガード区間を取除き、そしてＮパイロット・サブバンドに関してＮ受信パイロット・シンボルを取得するために受信ＯＦＤＭシンボルの有用部分にＫ点ＦＦＴ／ＤＦＴを行う。受信器はＮチャネル利得を取得するためにそこで受信パイロット・シンボルに対する変調を解除し、そしてＮチャネル・タップ（それはｎ＝０，・・・，Ｎ−１についてｈ_n として表される）を含むチャネル・インパルス応答推定値を取得するためにＮチャネル利得に対してＮ点ＦＦＴ／ＤＦＴを行う。受信器はまた当技術分野において既知の他の方法でチャネル・インパルス応答推定値を得る。下記で述べる実施例では、受信器はチャネル・インパルス応答推定値に基づいて時間トラッキングを行う。

図４は図３の時間トラッキング・ループ３２０の実施例のブロック図を示す。時間トラッキング・ループ３２０内で、ユニット４１０はチャネル推定器３１８からチャネル・インパルス応答推定のためにＮチャネル・タップを受取り、そして各チャネル・タップの二乗量（square magnitude）を計算する。ユニット４１０は多数のシンボル期間に亘ってチャネル・タップの二乗量をフィルタする。ユニット４１０はＮチャネル・タップについてＮ個の（フィルタされた、またはフィルタされない）二乗量の値を含むチャネル電力プロフィールを提供する。検出器４１２はチャネル電力プロフィールに基いて最初の到着路（ＦＡＰ）及び最後の到着路（ＬＡＰ）について検出し、そして下記で述べるように検出されたＦＡＰ及びＬＡＰを提供する。ユニット４１４は検出されたＦＡＰ及びＬＡＰにおける曖昧性を解決し、そして出力ＦＡＰ及びＬＡＰを提供する。重心（ＣＭ）検出器４１６は出力ＦＡＰ及びＬＡＰに基づいてチャネル電力プロフィールの重心を決定する。加算器（summer）４１８は検出された重心からタイミング目標を減算し、そしてタイミング誤差を提供する。タイミング目標はＦＦＴ窓の目標位置であり、そしてプログラム可能な値である。タイミング誤差は検出された重心とＦＦＴ窓のための目標位置との間の誤差を表す。

ループ・フィルタ４２０はタイミング誤差をフィルタし、そしてタイミング調整を行う。図４に示した実施例について、ループ・フィルタ４２０は一次のローパス・フィルタを実施する。乗算器４２２はタイミング誤差を利得で乗算する。加算器４２４は遅延ユニット４２６の出力を持つ乗算器４２２の出力を集計し、そしてタイミング調整を行う。遅延ユニット４２６は次のループ更新のために加算器４１８の出力を記憶する。他の設計及び／または他の伝達関数はまたループ・フィルタ４２０のために使用される。リミター（limiter）４３０はタイミング調整を所定の値の範囲以内に制限し、そしてどのくらいＦＦＴ窓を動かすべきかを示す前進／遅れ（Ａｄｖ／Ｒｅｔ）出力を提供する。加算器４３４は遅延ユニット４３６からの現在のＦＦＴ開始ポインタとともに進行／遅れ出力を集計し、そして更新されたＦＦＴ開始ポインタを提供する。遅延ユニット４３６は次のループ更新のために更新されたＦＦＴ開始ポインタを記憶する。

検出器４１２は様々な方法でＦＡＰ及びＬＡＰを検出する。明確にするために、チャネル電力プロフィールに基づいてＦＡＰ及びＬＡＰを検出するための特別な手法が下記に述べられる。この手法に関して、滑り窓（sliding window）内の全てのチャネル・タップのエネルギーは異なるタップ位置ｋについて次のように最初に計算される：

（ｋ＝０，・・・，Ｎ−１）
但し、Ｅ_k はタップ位置における滑り窓内のチャネル・タップのエネルギーであり、
Ｗは滑り窓の幅であり、そして
“ｍｏｄ Ｎ”はｍｏｄｕｌｏ-Ｎ操作を表す。

滑り窓幅はチャネル・インパルス応答推定値の長さの半分以下、または等しいか、或いはＷ≦Ｎ／２になるように選択される。チャネル・インパルス応答推定長さは一般的にガード区間より少ないか、等しく、或いはＮ≦Ｇであり、これはガード区間がＩＳＩ及びＩＣＩを避けるために一般的にチャネル遅延拡がりより大きくなるように選択されるからである。式（１）は本質的にチャネル電力プロフィールに亘って円形状に滑り窓を動かし、そして各タップ位置ｋについて、滑り窓内のＷチャネル・タップのエネルギーを計算する。滑り窓はチャネル電力プロフィールの終端に達する際、チャネル電力プロフィールの前面に対して包み込む。

有限な差分はそこでタップ・エネルギーに基づいて各タップ位置について次のように計算される：

（ｋ＝０，・・・，Ｎ−１）
但し、Ｑは有限な差分次数であり、そして
Ｄ_n はタップ位置に関する有限の差分値である。

長さ２Ｑの滑り窓は有限の差分を計算するために使用される。この滑り窓はチャネル電力プロフィールに亘って円形状に移動する。各タップ位置ｎに関して、有限の差分Ｄ_n は滑り窓の前半の結合エネルギーから滑り窓の後半の結合エネルギーを差し引いた差分として計算される。

ＦＡＰ及びＬＡＰを検出するために使用される計量基準はタップ・エネルギーと有限の差分値に基づいて次のように定義される：
Ｓ_FAP(ｋ)＝α₁・E_k＋(１−α₁)・D_{(ｋ−Q+1) mod N} （ｋ＝０，・・・，Ｎ−１） 式（３）
Ｓ_LAP(ｋ)＝−α₂・E_k＋(１−α₂)・D_{(ｋ−Q) mod N} （ｋ＝０，・・・，Ｎ−１） 式（４）
但し、α₁ 及びα₂ はそれぞれＦＡＰ及びＬＡＰ検出のために使用される係数であり、
Ｓ_FAP(ｋ)はタップ位置ｋにおいてＦＡＰ検出のために使用される計量基準であり、そして
Ｓ_LAP(ｋ) はタップ位置ｋにおいてＬＡＰ検出のために使用される計量基準である。

係数α₁ はＦＡＰ検出の感度を決定し、そしてそれが最大に近い累積エネルギーの領域に低下の前の最後の大きな値であるならばＦＡＰが検出されるように選択される。同様に、係数α₂ はＬＡＰ検出の感度を決定し、そしてそれが最大に近い累積エネルギーの領域に増加の前の最初の大きな値であるならばＬＡＰが検出されるように選択される。係数α₁ 及びα₂ はそれぞれＦＡＰ及びＬＡＰ検出に良好な性能を提供するように選択され、そしてコンピュータ・シミュレーション、実験測定、等々に基づいて決定される。

ＦＡＰの場所はＳ_FAP(ｋ)に基づいて次のように決定される：

但し、ＦＡＰｄは十分な強度の検出ＦＡＰの指数である。式（５）において、Ｓ_FAP(ｋ)の最大値は最初に識別され、そしてＦＡＰｄはＳ_FAP(ｋ)の最大値をもたらす指数に設定される。

ＬＡＰの場所はＳ_LAP(ｋ)に基づいて次のように決定される：

ＬＡＰｄ＝(ｋ_min＋Ｗ−１) ｍｏｄ Ｎ 式（７）
但し、ＬＡＰｄは十分な強度の検出ＬＡＰの指数である。式（６）及び式（７）において、Ｓ_LAP(ｋ)に関する最小値は最初に識別され、Ｓ_FAP(ｋ) に関して最小値をもたらす指数はｋ_minとして表され、そしてＬＡＰｄはｋ_minの右側のＷ−１タップ位置に設定される。式（７）におけるｍｏｄ Ｎ操作はＬＡＰｄを０からＮ−１の範囲内に制約する。次の記述において、ＦＡＰ及びＬＡＰはそれぞれ真のＦＡＰ及びＬＡＰを表し、そしてＦＡＰｄ及びＬＡＰｄは検出されたＦＡＰ及びＬＡＰをそれぞれ表す。

図５Ａ〜５Ｃは典型的なチャネル・インパルス応答推定のためのＦＡＰ及びＬＡＰ検出を示す。この例については、Ｎ＝１６であり、そして図５Ａに示したように、チャネル・インパルス応答推定はタップ位置３及び８において二つの大きなチャネル・タップを含む。図５Ｂは図５Ａに示したチャネル・インパルス応答推定値に関するエネルギーＥ_kのグラフ５１２と有限の差分（Ｗ＝８及びＱ＝２による）のグラフ５１４を示す。図５Ｃはα₁ ＝α₂ ＝０．５による、計量基準Ｓ_FAP(ｋ)のグラフ５１６及び計量基準Ｓ_LAP(ｋ)のグラフ５１８を示す。

図５Ｂにおいて示したように、ＦＡＰはエネルギーＥ_k のグラフ５１２における立ち下りを検出することによって確認され、それは同様に有限の差分Ｄ_n におけるピークを検出することによって確認される。Ｄ_n の有限の差分操作は雑音を増加させる。従って、有限の差分Ｄ_n 及びエネルギーＥ_k の荷重和（weighted sum）は計量基準Ｓ_FAP(ｋ)として使用される。同様に、ＬＡＰはエネルギーＥ_k のグラフ５１２における立ち上りを検出することによって確認され、それは同様に有限の差分Ｄ_n のグラフ５１４における底値（trough）を検出することによって確認される。有限の差分Ｄ_n 及びエネルギーＥ_k の荷重和は雑音増加の影響を軽減するための計量基準Ｓ_LAP(ｋ)として使用される。図５Ａ〜５Ｃに示した例について、Ｓ_FAP(ｋ)の最大値は指数ｋ＝３において発生し、そしてＦＡＰはＦＡＰｄ＝３にあることが検出される。Ｓ_LAP(ｋ)の最小値は指数ｋ＝１において発生し、そしてＬＡＰはＬＡＰｄ＝１＋８−１＝８になることが検出される。

図５Ｄ〜５Ｆはタップ位置３及び１３において二つの大きなチャネル・タップを含む別の典型的なチャネル・インパルス応答推定に関するＦＡＰ及びＬＡＰ検出を示す。図５ＥはエネルギーＥ_kのグラフ５２２及び有限の差分Ｄ_n のグラフ５２４を示す。図５Ｆは計量基準Ｓ_FAP(ｋ)のグラフ５２６及び計量基準計量基準Ｓ_LAP(ｋ)のグラフ５２８を示す。図５Ｄ〜５Ｆに示された例について、Ｓ_FAP(ｋ)の最大値は指数ｋ＝１３において発生し、そしてＦＡＰはＦＡＰｄ＝１３にあることが検出される。Ｓ_LAP(ｋ)の最小値は指数ｋ＝１２において発生し、ＬＡＰはＬＡＰｄ＝(１２＋８−１) ｍｏｄ１６＝３にあることが検出される。

明確にするために、ＦＡＰを検出するための特別な手法は上記で述べてきた。この手法は或る条件の下で誤ったＦＡＰ及び／またはＬＡＰを提供する。例えば、滑り窓長がチャネル遅延拡がりより小さいならば、中間のチャネル路をＦＡＰそれともＬＡＰの有り得る候補として選ぶことは可能である。更に、チャネル路の相対的位置及び／またはそれらの相対的電力に応じて、Ｗ＝Ｎ／２によるこの検出手法はＦＡＰ及びＬＡＰについて異なる候補を検出する。ＦＡＰ及びＬＡＰの誤った検出は、例えば、前の重心が所定の点Ｄ_midの周りに正しく位置していたと仮定することによって避けられる。従って、現在のチャネル推定に関して、どちらの信号路がＤ_midより後で現れるか、そしてどちらの信号路がＤ_midの前に来るかについて最初の決定が行われるが、しかし早いチャネル推定に偽りがある。チャネル内容が早く、同様に遅く現れる可能性が等しくあると仮定すると、過去と未来との間の切断点はＤ_min＋Ｎ／２に設定され、そしてこの切断点以降のいずれのチャネル・タップも早く到着したと仮定されるが、偽りである。チャネル内容はただＤ_mid＋ｍａｘ{Δ_h}／２までは前に存在したことに注目せよ（ここでΔ_hはチャネル遅延拡がりである）。Ｄ_mid＋ｍａｘ{Δ_h}／２とＤ_mid＋Ｎ／２との間の領域は遅いチャネル内容の検索区域を示す。一般に、ＦＡＰ及びＬＡＰ検出は様々な方法で行われ、そして様々なチャネル条件について行われる。

チャネル遅延拡がりΔ_h がガード区間より小さいか、等しいとき、またはΔ_h ≦Ｇ／２のとき、式（１）〜式（７）において上で述べたＦＡＰ及びＬＡＰ検出手法は比較的正確なＦＡＰ及びＬＡＰ検出を提供する。しかしながら、遅延拡がりがガード区間の半分より長いとき、その決定はＬＡＰｄ＝ＦＡＰ及びＦＡＰｄ＝ＬＡＰになるように交換される。従って、検出されたＦＡＰは真のＦＡＰであったり、なかったり、そして検出されたＬＡＰは真のＬＡＰであったり、なかったりする。ＦＡＰｄ及びＬＡＰｄ決定の精度は実際のチャネル・タップ、チャネル遅延拡がり、及び恐らくは他の要素に依存する。従って、ＦＡＰ及びＬＡＰの正確な検出を実現することが望ましい。

ＦＡＰ及びＬＡＰはまた他の方法でも検出される。ＦＡＰ及びＬＡＰ検出に使用される手法に関係なく、検出されたＦＡＰ及びＬＡＰは正しいか、もしくは交換されるかどうかに関しては曖昧性がある。

ＦＡＰ及びＬＡＰ検出における曖昧性はＦＦＴ窓の開始（それはＦＦＴ開始ポインタによって示される）とその結果生じるチャネル遅延プロフィールとの間の関係を利用することによって解決される。特に、チャネル・インパルス応答推定におけるＦＡＰ及びＬＡＰの場所は（１）ＦＡＰ及びＬＡＰの伝播遅延、及び（２）ＦＦＴ窓の配置に依存する。この関係は下記の二つの例で例示される。

図６Ａは多数の信号路を持つ通信チャネルによるＯＦＤＭシンボルの典型的な伝送を示す。一般に、各信号路はいくらかの複素利得及びいくらかの伝播遅延を持ち、両者はチャネル環境によって決定される。簡単にするために、ＦＡＰ及びＬＡＰの利得はこの例では等しいとみなされる。通信チャネルの遅延拡がりはΔ_h であり、それはＦＡＰ及びＬＡＰの伝播遅延の間の差分である。

ＯＦＤＭシンボルは有用な部分とガード区間を含む。受信器は各信号路を経由してＯＦＤＭシンボル・コピーを取得する。各ＯＦＤＭシンボル・コピーは関連する信号路の複素利得によって一定基準化され、そして更にその信号路の伝搬遅延によって遅延される。簡単にするために、図６ＡはＦＡＰを介して受取られた最初のＯＦＤＭシンボル及びＬＡＰを介して受取られた最後のＯＦＤＭシンボルのみを示す。最後のＯＦＤＭシンボル・コピーの開始は最初のＯＦＤＭシンボル・コピーの開始からΔ_h 標本だけ遅延される。受信ＯＦＤＭシンボルは受信器におけるＯＦＤＭシンボル・コピー全ての重ね合わせである。

図６ＡはまたＯＦＤＭシンボルのＦＦＴ窓の配置を示す。ＦＦＴ窓の開始はＦＦＴ開始ポインタによって示される。ＦＦＴ窓はＫ標本の幅を持っており、そしてどちらの標本が次の処理のために選択されるかを決定する。図６Ａに示した例について、ＦＦＴ窓の開始はＦＡＰに関するＯＦＤＭシンボル・コピーの有用部分における最初の標本からΔ標本離れており、そしてＬＡＰに関するＯＦＤＭシンボル・コピーの有用部分における最初の標本からΔ＋Δ_h 標本離れている。

図６ＡはまたＩＳＩ／ＩＣＩのない領域を示し、それは受信器における全てのＯＦＤＭシンボル・コピーのガード区間の重複領域である。ＦＦＴ開始ポインタがＩＳＩ／ＩＣＩのない領域内にあるならば、適切なＫ標本は処理のために選択され、そしてＩＳＩ／ＩＣＩに遭遇しないので、それは望ましいことである。時間トラッキング・ループの目的はＩＳＩ／ＩＣＩのない領域内にＦＦＴ開始ポインタを維持することである。

図６Ｂは図６Ａに示した典型的な伝送のチャネル・インパルス応答推定を示す。通信チャネルのチャネル・インパルス応答は各信号路に関するチャネル・タップを含む。簡単にするために、図６ＢはＦＡＰ及びＬＡＰに関するΔ及びΔ＋Δ_h の指数のただ二つのチャネル・タップをそれぞれ示す。各チャネル・タップの大きさは関連する信号路の複素利得によって決定される。各チャネル・タップの場所または指数は関連する信号路及びＦＦＴ開始ポインタの伝播遅延によって決定される。

図６Ｂ本質的に通信チャネルのチャネル遅延プロフィールを示す。このチャネル遅延プロフィールについて、ＦＦＴ開始ポインタは起点（origin）に写像される。各信号路のチャネル利得はＦＦＴ開始ポインタとその信号路のＯＦＤＭシンボル・コピーの有用部分における最初の標本との間の距離によって決定された指数に写像される。チャネル遅延プロフィールはチャネル・インパルス応答推定の開始を示す情報を含む。

図６ＣはＧ−Δ_h の遅延拡がりを有する多数の信号路を持つ通信チャネルによるＯＦＤＭシンボルの別の典型的な伝送を示す。図６Ｃに示した例について、ＦＦＴ窓の開始はＦＡＰのＯＦＤＭシンボル・コピーの有用部分における最初の標本からΔ＋Δ_h 標本離れており、そしてＬＡＰのＯＦＤＭシンボル・コピーの有用部分における最初の標本からΔ＋Ｇ標本離れている。

図６Ｄは図６Ｃに示した典型的な伝送のチャネル・インパルス応答推定を示す。このチャネル・インパルス応答推定はＬＡＰ及びＦＡＰに対応するΔ及びΔ＋Δ_h の指数において二つのチャネル・タップを含む。この例において、ＬＡＰのＯＦＤＭシンボル・コピーの有用部分における最初の標本はＦＦＴの開始からＧ以上である。これは指数Δの周囲を包み込み、且つ現れるＬＡＰのチャネル・タップをもたらし、それはＦＡＰのチャネル・タップの左側にある。

図６Ａ〜６Ｄに示したように、チャネル遅延プロフィール（例えば、図６Ｂまたは６Ｄにおける）はチャネル・トポロジー（例えば、図６Ａまたは６Ｃにおける）及びＦＦＴ開始ポインタに基づいて決定される。逆に、チャネル・トポロジーはチャネル遅延プロフィール及びＦＦＴ開始ポインタに基づいて決定される。

図６Ａ〜６ＤはＦＦＴ開始ポインタがＯＦＤＭシンボルの有用部分にないことを仮定する。所与のチャネル・トポロジーはまた多数の可能なＦＦＴ開始ポインタ場所と関連する。例えば、図６Ｄにおけるチャネル・トポロジーはまたＯＦＤＭシンボル・コピーの有用部分の開始から離れて右側のΔ標本、即ち図６Ｄに示したＦＦＴ開始ポインタ場所の右側のＧ標本にあるＦＦＴ窓の開始によって取得される。ＦＦＴ開始ポインタにおける不確実性はまた正しいＦＡＰ及びＬＡＰを決定するために試験される。

時間トラッキング・ループ３２０はＩＳＩ／ＩＣＩのない領域内にＦＦＴ開始ポインタを維持しようと試みる。時間トラッキング・ループ３２０は送信器及び受信器におけるクロック周波数間の差異によるタイミング変動、クロック周波数における変動、通信チャネルにおける変化、等々の存在においてこの目的を達成しようと試みる。ＦＦＴ開始インタの正確な更新は良いデータ検出性能を達成するために不可欠である。

図７Ａは受信器における典型的なチャネル・インパルス応答推定を示す。受信器は各タップ位置におけるチャネル・タップの知見を持っているが、時間トラッキングの前に、どこでチャネル・インパルス応答が実際に始まるかを知らない。時間トラッキング・ループ３２０内のＦＡＰ及びＬＡＰ検出器４１２はＦＡＰ及びＬＡＰについて検出する。

図７Ｂ及び７Ｃは図７Ａに示したチャネル・インパルス応答推定のためのＦＡＰ及びＬＡＰ検出に関する二つの可能な結果を示す。図７Ｂの結果のチャネル遅延プロフィールは検出されたＦＡＰが指数Δにあり、そして検出されたＬＡＰは指数Δ＋Δ_h にあることを示す。図７Ｃの結果のチャネル遅延プロフィールは検出されたＬＡＰが指数Δにあり、そして検出されたＦＡＰは指数Δ＋Δ_h にあることを示す。

図７Ａで示したチャネル・インパルス応答推定に基づいて、ＦＡＰ及びＬＡＰ検出器４１２は検出されたＦＡＰ及びＬＡＰを提供し、それは図７Ｂ及び７Ｃに示したように遅延拡がりΔ_h が時間トラッキング・アルゴリズム、チャネル・タップの大きさ及び場所、及び恐らくは他の要素の限界を越えるかどうかに依存する。実際のチャネル遅延プロフィールが図７Ｂに示したものであり、且つＦＡＰｄ及びＬＡＰｄが正しければ、図６Ａに示したチャネル・トポロジーはチャネル・トポロジー間の関係、ＦＦＴ開始ポインタ、及びチャネル遅延プロフィールに基づいて再構築される。しかしながら、実際のチャネル遅延プロフィールが図７Ｂに示したものであり、且つＦＡＰｄ及びＬＡＰｄ決定が誤っているならば、図６Ｃに示された誤ったチャネル・トポロジーが再構築される。

ＦＦＴ開始ポインタは図６Ａ及び６Ｃで示したチャネル・トポロジーについて異なる方法で更新される。従って、ＦＡＰ及びＬＡＰの誤った検出はチャネル・トポロジーの間違った解釈をもたらし、それはＦＦＴ開始ポインタが次善の、または不適切な方法で更新されることになり、それは同じく時間トラッキング及びデータ検出の両方の性能を劣化させる。

ＦＡＰ及びＬＡＰにおける曖昧性を解決するために、受信器はこれらの決定が正しいか、誤っているかどうかを決定するためにＦＡＰｄ及びＬＡＰｄ決定について二つの仮定を評価する。仮定０はＦＡＰｄ及びＬＡＰｄ決定が正しいという仮定を表し、そして仮定１はＦＡＰｄ及びＬＡＰｄ決定が正しくないという仮定を表す。各仮定について、図６Ａ〜６Ｄで上に述べたように、受信器はＯＦＤＭシンボル構造を開発し、そしてＦＦＴ開始ポインタとチャネル遅延プロフィールとの間の関係を利用することによってその仮定に関するチャネル・トポロジーを再構築する。再構築されたチャネル・トポロジーから、受信器はガード区間及びガード・コピーがＯＦＤＭシンボル構造に基づいてどこに位置しているかを確かめることができる。受信器はそこで各仮定を評価し、そしてガード区間とガード・コピーとの間の相関を行う。正しい仮定はより大きな相関結果をもたらし、そして誤ったＦＡＰｄ及びＬＡＰｄ決定を訂正するために使用される。

図８Ａ〜８ＤはＯＦＤＭシンボル・データを相関させることによってＦＡＰ及びＬＡＰ検出における曖昧性を解決するための実施例を示す。この例について、真のＦＡＰ及びＬＡＰ及び検出ＦＡＰ及びＬＡＰは図８Ｂに示したようなものであると仮定され、そして検出ＦＡＰ及びＬＡＰは誤っている。次の記述において、ＦＡＰｈ及びＬＡＰｈは特定の仮定に関する仮定ＦＡＰ及びＬＡＰをそれぞれ表す。

仮定０について、図８Ｂに示したように、仮定ＦＡＰ及びＬＡＰは検出ＦＡＰ及びＬＡＰに等しく、またはＦＡＰｈ０＝ＦＡＰｄ及びＬＡＰｈ０＝ＬＡＰｄである。図８Ａで示したチャネル・トポロジーは仮定ＦＡＰ及びＬＡＰ及びＦＦＴ開始ポインタに基づいて再構築される。図８Ａ〜８Ｄで示した実施例について、相関窓はＦＡＰのＯＦＤＭシンボル・コピーのガード区間における最初の標本からＬＡＰのＯＦＤＭシンボル・コピーのガード区間における最後の標本までを被包する。仮定０について、相関窓は標本指数Ｔ_0,a において始まり、そして標本指数Ｔ_0,b で終わる。

仮定１について、図８Ｄに示したように、仮定ＦＡＰ及びＬＡＰは検出ＦＡＰ及びＬＡＰにそれぞれ等しく、またはＦＡＰｈ０＝ＬＡＰｄ及びＬＡＰｈ０＝ＦＡＰｄである。図８Ｃで示したチャネル・トポロジーは図８Ｄに示した仮定ＦＡＰ及びＬＡＰ及びＦＦＴ開始ポインタに基づいて再構築される。仮定１について、相関窓は標本指数Ｔ_1,a において始まり、そして標本指数Ｔ_1,b で終わる。

各仮定ｉについて、相関窓の開始Ｔ_i,a は次のように決定される：
Ｔ_i,a＝ＦＦＴ開始＋Ｔ_FAP,i−Ｇ （ｉ＝０，１） 式（８）
但し、Ｔ_FAP,i はＦＡＰｈｉのタップ場所である。図８Ａ及び６Ｂに示した仮定０についてはＴ_FAP,0＝Δ＋Δ_hであり、そして図８Ｃ及び６Ｄに示した仮定１についてはＴ_FAP,1＝Δである。

各仮定ｉについて、相関窓の終端Ｔ_i,b は：
Ｔ_i,b＝ＦＦＴ開始＋Ｔ_LAP,i （ｉ＝０，１） 式（９）
として決定される。但し、Ｔ_LAP,i はいずれかの包込み効果を引き起こした後のＬＡＰｈｉのタップ場所である。図８Ａ及び８Ｂで示した仮定０についてＴ_LAP,0＝Δ＋Ｇであり、ここでＧは包込み効果によってＦＡＰｈ０の左側に現れるＬＡＰｈ０を引き起こすために付加される。図８Ａ及び６Ｂに示した仮定１についてはＴ_LAP,1＝Δ＋Δ_hであり、ここでＬＡＰｈ１はＦＡＰｈ１の右側に現れ、且つ包込み効果はないのでＧは付加されない。

各仮定ｉの相関窓のサイズはＴ_i,b−Ｔ_i,aとして計算される。図８Ａ及び６Cに示したように、仮定０及び１に関する相関窓は一般的に異なるサイズを有する。

相関は各仮定ｉについてガード区間とガード・コピーとの間で次のように行われる：

但し、ｒ_nは受信ＯＦＤＭシンボルの標本指数ｎにおける入力標本であり、
Ｃ_i は、仮定ｉに関する相関結果であり、そして
「＊」は複素共役を表す。

図８Ａ及び８Ｃは各ＯＦＤＭシンボル・コピーのガード・コピーと同様にガード区間を示す。ガード区間は灰色のシェーディングによって示され、そしてガード・コピーは点線の箱によって示される。各ＯＦＤＭシンボル・コピーに関して、ガード区間はガード・コピーの複製である。式（１０）に示したように、ガード区間の各標本はガード・コピーにおける対応する標本の複素共役と乗算され、そして乗算結果は相関窓の長さに亘って累積される。式（１０）における（Ｔ_i,b−Ｔ_i,a）による除算は仮定０及び１について使用される異なる相関窓サイズを説明し、そして正規化相関結果をもたらす。

図８Ｄに示したように、仮定のＦＡＰ及びＬＡＰが真のＦＡＰ及びＬＡＰであるならば、図８Ｃに示したように、相関窓はガード区間及び伝送ＯＦＤＭシンボルのガード・コピーを被包する。真の仮定に関するチャネル・トポロジーはそこでガード区間とガード・コピーとの間により高い相関結果にもたらす。なぜならば、これらのセクションは送信器から同じ波形を運ぶからである。図８Ｂに示したように、仮定ＦＡＰ及びＬＡＰが真のＦＡＰ及びＬＡＰでないならば、相関窓は実際のガード区間の一部、そしてまた伝送ＯＦＤＭシンボルの有用部分の一部を被包する。誤った仮定に関するチャネル・トポロジーは従って「ガード区間」と「ガード・コピー」との間でより低い相関結果をもたらし、それはしばしば統計的に無関係な無作為データを含む。二つの仮定に関する相関結果はこのようにどちらの仮定が正しいかを決定し、そしてチャネル・インパルス応答推定のみを使用することに起因するいずれかの誤ったＦＡＰｄ及びＬＡＰｄ決定を訂正するために使用さわれる。

正しい仮定は次のように決定される：
Ｃ₀≧Ｃ₁であれば、
ＦＡＰｏ＝ＦＡＰｄ及びＬＡＰｏ＝ＬＡＰｄ、 式（１１ａ）
さもなくＣ₁＞Ｃ₀であれば、
ＦＡＰｏ＝ＬＡＰｄ及びＬＡＰｏ＝ＦＡＰｄ、 式（１１ｂ）
但し、ＦＡＰｏ及びＬＡＰｏは図４のユニット４１４によって提供される出力ＦＡＰ及びＬＡＰである。式（１１ａ）は仮定０が正しく、そして検出ＦＡＰ及びＬＡＰが出力ＦＡＰ及びＬＡＰとしてそれぞれ直接提供される場合である。式（１１ｂ）は仮定１が正しく、そして検出ＦＡＰ及びＬＡＰが交換され、且つ出力ＦＡＰ及びＬＡＰとして提供される場合である。

図９は相関窓の様々な実施例を示す。図８Ａ〜８Ｄに示した実施例について、それは図９において窓１としてラベル付けされ、相関窓は仮定ＦＡＰのガード区間の最初の標本で始まり、そして仮定ＬＡＰのガード区間の最後の標本で終わる。窓２としてラベル付けされた実施例に関して、相関窓は仮定ＦＡＰのガード区間の中央の標本で始まり、そして仮定ＬＡＰのガード区間の最後の標本で終わる。窓３としてラベル付けされた実施例に関して、相関窓は仮定ＬＡＰの全体のガード区間を被包する。窓４としてラベル付けされた実施例に関して、相関窓は仮定ＬＡＰの全体のガード区間の一部（例えば、後半）を被包する。窓５としてラベル付けされた実施例に関して、相関窓は仮定ＦＡＰの全体のガード区間を被包する。窓６としてラベル付けされた実施例に関して、相関窓は仮定ＦＡＰ及びＬＡＰのＩＳＩ／ＩＣＩ領域を被包する。窓７としてラベル付けされた実施例に関して、相関窓は固定サイズ（例えば、Ｇ標本）を持ち、そして仮定ＦＡＰ及びＬＡＰのＩＳＩ／ＩＣＩ領域の中央に集中する。様々な他の相関窓もまた使用される。図９に示されない別の実施例において、相関窓サイズはＷ≧ｍａｘ{Δ_h} として選択される。この実施例では、前のＦＡＰ／ＬＡＰ場所は相関窓サイズを制限するために使用される。

図１０は検出ＦＡＰ及びＬＡＰにおける曖昧性を解決するための処理１０００の実施例を示す。ＦＡＰ及びＬＡＰは初めに、例えば、通信チャネルのチャネル・インパルス応答推定に基づいて検出される（ブロック１０１２）。ＦＡＰ及びＬＡＰは、例えば、式（１）〜式（７）について上で述べたように、異なるタップ位置に関する滑り窓内のチャネル・タップのエネルギーを決定し、そのエネルギーに基づいて有限の差分値を決定し、エネルギー及び有限の差分値の第一の関数に基づいてＦＡＰを検出し、そしてエネルギー及び有限の差分値の第二の関数に基づいてＬＡＰを検出することによって検出される。

正しく検出されるＦＡＰ及びＬＡＰに対応する第一の仮定に関する仮定ＦＡＰ及びＬＡＰは検出されたＦＡＰ及びＬＡＰに基づいて決定される（ブロック１０１４）。誤って検出されるＦＡＰ及びＬＡＰに対応する第二の仮定に関する仮定ＦＡＰ及びＬＡＰもまた検出されたＦＡＰ及びＬＡＰに基づいて決定される（ブロック１０１６）。相関窓はその仮定に関する仮定ＦＡＰ及びＬＡＰに基づく各仮定について決定される（ブロック１０１８）。各仮定に関する相関窓は仮定ＦＡＰのガード区間の全てまたは一部及び／または仮定ＬＡＰのガード区間の全てまたは一部を被包する。

相関はそこで第一の仮定に関する相関窓に基づいて第一の仮定に関する受信データに対して実行される（ブロック１０２０）。相関はまた第二の仮定に関する相関窓に基づいて第二の仮定に関する受信データに対して実行される（ブロック１０２２）。各仮定について、相関はその仮定に関する相関窓内の受信データの第一のセグメントとＫ標本離れている受信データの第一のセグメントとの間で実行され、ここでＫはＯＦＤＭシンボルの有用部分の期間である。正しい仮定はそこで第一及び第二の仮定に関する相関結果に基づいて決定される（ブロック１０２４）。

別の形態では、正しいＦＡＰ及びＬＡＰは一つの仮定を評価することによって決定される。ＦＡＰ及びＬＡＰは上で述べたように初めに検出される。ＦＡＰ及びＬＡＰに関する一つの仮定は様々な方法で評価のために選択される。

一実施例では、現在のＦＦＴ開始ポインタへの小さなタイミング調整をもたらす仮定が評価のために選択される。この実施例では、仮定０に関する現在のＦＦＴ開始ポインタへのタイミング調整の量が決定され、そしてΔＴ₀として表される。仮定１について現在のＦＦＴ開始ポインタへのタイミング調整の量もまた決定され、そしてΔＴ₁として表される。より小さなタイミング調整によって仮定が評価のために選択され、そして仮定ｓと呼ばれる。相関は上で述べたように選択された仮定ｓについて実行される。仮定ｓに関する相関結果Ｃ_s は閾値Ｃ_th に対して比較される。Ｃ_s がＣ_thより大きければ、仮定ｓは正しい仮定であると見なされ、そしてＦＦＴ開始ポインタは仮定ｓに関する仮定ＦＡＰ及びＬＡＰに基づいて更新される。他の場合、Ｃ_s がＣ_thと等しいか、小さいならば、評価されなかった他の仮定（仮定ｕと呼ばれる）は正しい仮定であると見なされ、そしてＦＦＴ開始ポインタは仮定ｕに関する仮定ＦＡＰ及びＬＡＰに基づいて更新される。

別の実施例では、仮定は前の仮定決定に関するタイミング（例えば、タイミング調整）に基づいて評価のために選択される。この実施例では、タイミング調整は上で述べたように仮定０及び１について計算される。二つの仮定に関するタイミング調整は前の更新区間に関する正しい仮定のタイミング調整に対して比較される。例えば、Ｐ個の最も新しい正しい仮定に関するタイミング調整が記憶され、そして記憶されたＰ個の仮定のより多くのものに近い仮定０または１が評価のために選択される。別の例として、記憶されたＰ個の仮定の平均タイミングに近い仮定０または１が選択される。他の形式の経緯情報もまた記憶され、仮定選択のために使用される。いずれにせよ、選択された仮定は評価され、そして選択された仮定ｓまたは選択されない仮定ｕが正しい仮定であるかどうかを決定するために相関結果Ｃ_s が閾値Ｃ_th に対して比較される。

上で述べたように、一つの仮定が検出ＦＡＰ及びＬＡＰ及び経緯情報に基づいて評価のために選択される。一つの仮定はまた経緯情報なしで選択される。例えば、仮定０は常に選択され、或いは一つの仮定は無作為に選択される。選択された仮定は評価され、そして閾値Ｃ_th に対して比較される。閾値Ｃ_th は良好な性能を実現するために選択される一定値である。閾値Ｃ_th はまた、例えば、最近の正しい仮定に関する相関結果に基づいて設定される設定可能なものである。選択された仮定に関する相関窓は図９について上で述べたいずれかの実施例に基づいて決定される。可変サイズ相関窓は検出性能を改善する。しかしながら、一定サイズ相関窓は実施の複雑さを低減させる。

図１１は検出ＦＡＰ及びＬＡＰにおける曖昧性を解決するための処理１１００の実施例を示す。ＦＡＰ及びＬＡＰは初めに、例えば、通信チャネルのチャネル・インパルス応答推定に基づいて検出される（ブロック１１１２）。ＦＡＰ及びＬＡＰに関する一つの仮定は評価のために選択される（ブロック１１１４）。仮定は現在のＦＦＴ開始ポインタ、前の仮定に関する経緯情報、等々に基づいて選択される。相関はそこで選択された仮定に関する受信データに対して実行される（ブロック１１１６）。選択された仮定が正しい仮定であるかどうかは相関結果及び閾値に基づいて決定される（ブロック１１１８）。

ここに述べた技術はチャネル遅延拡がりがガード区間の半分以下であるとき、同様にチャネル遅延拡がりがガード区間の半分以上（或いはΔ_h ＞Ｇ／２）であるとき、ＦＡＰ及びＬＡＰ検出における曖昧性を解決するために使用される。一般に、その技術は通信チャネルのインパルス応答についていずれかの二つのチャネル・タップにおける曖昧性を解決するために使用され、ここでは曖昧性は第一のチャネル・タップが第二のチャネル・タップより早いか、遅いかどうかに関する不確実性に起因する。相関は第二のチャネル・タップより早い第一のチャネル・タップに対応する第一の仮定について実行される。相関はまた第二のチャネル・タップより遅い第一のチャネル・タップに対応する第二の仮定について実行される。二つの仮定に関する相関結果は第一のチャネル・タップが第二のチャネル・タップより早いか、遅いかどうかを決定するために使用される。

図４に戻って参照すると、重心検出器４１６はユニット４１４から出力ＦＡＰ及びＬＡＰを受取り、そしてチャネル・インパルス応答推定値の重心を決定する。実施例では、検出器４１６は専ら出力ＦＡＰ及びＬＡＰに基づいて重心を決定する。例えば、重心は次のようにＦＡＰｏとＬＡＰｏとの間の中点に等しく設定される：
ＤＳ＝(ＬＡＰｏ−ＦＡＰｏ) ｍｏｄ Ｎ、 式（１２ａ）
ＣＭ＝(ＦＡＰｏ＋ＤＳ／２) ｍｏｄ Ｎ、 式（１２ｂ）
但し、ＤＳは検出されたチャネル遅延拡がりである。 式（１２ａ）では、チャネル遅延拡がりは｛(ＬＡＰｏ−ＦＡＰｏ) ｍｏｄ Ｎ｝として計算され、ここではｍｏｄ Ｎ操作はＬＡＰｏがチャネル遅延プロフィールにおいてＦＡＰｏの左側にある場合を説明する。式（１２ｂ）では、重心はＦＡＰｏからのチャネル遅延拡がりの半分であり、ここではｍｏｄ Ｎ操作は可能な重心の包込みを説明する。別の実施例では、重心はチャネル・インパルス応答推定における二つ以上（例えば、全て）のチャネル・タップ、十分な強度を持つチャネル・タップ、等々に基づいて決定される。重心計算は当技術分野において既知の他の方法で実行される。

加算器４１８からのタイミング誤差は次のように計算される：
タイミング誤差＝ＣＭ−タイミング目標 式（１３）
タイミング誤差は正、ゼロ、または負である符号付きの値である。

一実施例では、ループ・フィルタ４２０からのタイミング調整は次のように計算される：
タイミング調整(ｔ) ＝タイミング誤差×利得＋タイミング調整(ｔ−１) 式（１４）
別の実施例では、タイミング調整は次のように計算される：
タイミング調整(ｔ) ＝タイミング誤差×利得１＋
タイミング調整(ｔ−１) ×利得２ 式（１５）
式（１４）における利得及び式（１５）における利得１及び利得２は固定、もしくはプログラム可能な値である。

タイミング調整は次のように所定の値の範囲内に制限される：
Ａｄｖ／Ｒｅｔ(ｔ)＝ＳＡＴ{タイミング調整(ｔ)，最大調整} 式（１６）
但し、最大調整（Max Adjust）はいずれかの所与の更新について最大タイミング調整に関する絶対値であり、そしてＳＡＴ{ }は飽和操作である。その結果生じるＡｄｖ／Ｒｅｔ(ｔ)は符号付き飽和値である。

ＦＦＴ開始ポインタは次のように更新される：
ＦＦＴ開始ポインタ(ｔ)＝ＦＦＴ開始ポインタ(ｔ−１)＋Ａｄｖ／Ｒｅｔ(ｔ) 式（１７）
ＦＦＴ開始ポインタは各ＯＦＤＭシンボルについてＫ＋Ｇ標本期間だけ進められ、そして各ループ更新区間においてＡｄｖ／Ｒｅｔ(ｔ)によって更に更新される。

時間トラッキング・ループ３２０はチャネル遅延プロフィールにおける特定の場所に重心を維持しようと試み、それは目標タイミングと云われる。目標タイミングに関して良い場所は実際のチャネル・インパルス応答、チャネル推定窓（Ｎ）の長さ、ガード区間（Ｇ）の長さ、等々に依存する。プログラム可能な値が目標タイミングについて使用される。ループ・フィルタ利得、最大調整（Max Adjust）及び／または他のパラメータは固定もしくは設定可能な値である。

図１２は受信器において時間トラッキングを行うための処理１２００の実施例を示す。ＦＡＰ及びＬＡＰは初めに、例えば、通信チャネルのチャネル・インパルス応答推定に基づいて検出される（ブロック１２１２）。検出ＦＡＰ及びＬＡＰにおける曖昧性はそこでＦＡＰ及びＬＡＰに関する少なくとも一つの仮定に関する受信データに対して相関を実行することによって解決される（ブロック１２１４）。つの仮定は図１０に述べたように評価され、または一つの仮定は図１１に述べたように評価される。受信器におけるタイミングはそこで正しい仮定に関する仮定ＦＡＰ及びＬＡＰに基づいて更新される（ブロック１２１６）。ブロック１２１６について、チャネル・インパルス応答推定値の重心は正しい仮定に関する仮定ＦＡＰ及びＬＡＰに基づいて（例えば、その間の中点として）決定される。タイミング誤差は重心及びタイミング目標に基づいて決定され、そしてタイミング調整を取得するためにフィルタされる。タイミング調整は所定の値の範囲以内に制限され、そして受信器タイミング、例えば、ＦＦＴ開始ポインタを更新するために使用される。ＯＦＤＭ復調は更新された受信器タイミングに基づいて受信データに対して実行される（ブロック１２１８）。ＦＦＴ開始ポインタは処理のために受信データにおける標本を選択するために使用される。

ここに述べた技術は様々な手段によって実施される。例えば、これらの技術はハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはその組合せにおいて実施される。ハードウェア実施について、チャネル推定における曖昧性を解決し、且つ／または受信器において時間トラッキングを行うために使用される処理ユニットは一つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ディジタル信号処理デバイス（ＤＳＰＤ）、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、ここに述べた機能を行うために設計された他の電子ユニット、またはそれらの組合せにおいて実施される。

ファームウェア及び／またはソフトウェア実施について、その技術はここに述べた機能を実行するモジュール（例 えば、手続き、機能等 ) によって実施される。ソフトウェア・コードはメモリ（例えば、図１のメモリ１８２）に記憶され、そしてプロセッサ（例えば、プロセッサ１８０）によって実行される。メモリはプロセッサの中、またはプロセッサの外部で実施される。

開示実施例の前記の記述は当業者が本発明を行い、もしくは使用することを可能にするために提供される。これらの実施例への様々な修正は当業者にとって直ちに明白であり、そしてここに定義された一般的原理は本発明の精神または範囲から逸脱することなく他の実施例に適用される。したがって、本発明はここに示した実施例に制限されることを意図するものではなく、ここに開示した原理及び新規な特徴と両立する最も広い範囲を与えられるべきである。

送信器及び受信器のブロック図を示す。 送信器のＯＦＤＭ変調器のブロック図を示す。 受信器のＯＦＤＭ復調器のブロック図を示す。 受信器における時間トラッキング・ループのブロック図を示す。 二つの典型的なチャネル・インパルス応答推定のためのＦＡＰ及びＬＡＰ検出を例示する。 二つの典型的なチャネル・インパルス応答推定のためのＦＡＰ及びＬＡＰ検出を例示する。 二つの典型的なチャネル・インパルス応答推定のためのＦＡＰ及びＬＡＰ検出を例示する。 二つの典型的なチャネル・インパルス応答推定のためのＦＡＰ及びＬＡＰ検出を例示する。 二つの典型的なチャネル・インパルス応答推定のためのＦＡＰ及びＬＡＰ検出を例示する。 二つの典型的なチャネル・インパルス応答推定のためのＦＡＰ及びＬＡＰ検出を例示する。 二つの典型的な動作シナリオに関するチャネル・トポロジー及びチャネル・インパルス応答を示す。 二つの典型的な動作シナリオに関するチャネル・トポロジー及びチャネル・インパルス応答を示す。 二つの典型的な動作シナリオに関するチャネル・トポロジー及びチャネル・インパルス応答を示す。 二つの典型的な動作シナリオに関するチャネル・トポロジー及びチャネル・インパルス応答を示す。 ＦＡＰ及びＬＡＰ検出器による可能な決定を示す。 ＦＡＰ及びＬＡＰ検出器による可能な決定を示す。 ＦＡＰ及びＬＡＰ検出器による可能な決定を示す。 ＯＦＤＭシンボル・データを相関させることによってＦＡＰ及びＬＡＰ検出における曖昧性を解決するための実施例を例示する。 ＯＦＤＭシンボル・データを相関させることによってＦＡＰ及びＬＡＰ検出における曖昧性を解決するための実施例を例示する。 ＯＦＤＭシンボル・データを相関させることによってＦＡＰ及びＬＡＰ検出における曖昧性を解決するための実施例を例示する。 ＯＦＤＭシンボル・データを相関させることによってＦＡＰ及びＬＡＰ検出における曖昧性を解決するための実施例を例示する。 ＦＡＰ及びＬＡＰ曖昧性を解決するために使用される相関窓を示す。 検出されたＦＡＰ及びＬＡＰにおける曖昧性を解決するための処理を示す。 検出されたＦＡＰ及びＬＡＰにおける曖昧性を解決するための別の処理を示す。 受信器において時間トラッキングを行うための処理を示す。

Claims (40)

1. 通信チャネルにおいて最初の到着路（ＦＡＰ）及び最後の到着路（ＬＡＰ）を検出するために、正しく検出されたＦＡＰ及びＬＡＰに対応する第一の仮定に関する受信データに相関を実行するために、誤って検出されたＦＡＰ及びＬＡＰに対応する第二の仮定に関する受信データに相関を実行するために、そして第一及び第二の仮定に関する相関結果に基づいて第一及び第二の仮定の中の正しい仮定を決定するために構成された少なくとも一つのプロセッサ、及び
   少なくとも一つのプロセッサに接続されたメモリを具備する装置。
2. 少なくとも一つのプロセッサは検出ＦＡＰ及びＬＡＰに基づいて第一の仮定に関する第一の相関窓及び第二の仮定に関する第二の相関窓を決定するために構成される、請求項１記載の装置。
3. 少なくとも一つのプロセッサは第一の相関窓内の受信データの第一のセグメントと受信データの第二のセグメントとの間で相関を実行するために、そして第二相関窓内の受信データの第三のセグメントと受信データの第四のセグメントとの間で相関を実行するために構成される、請求項２記載の装置。
4. 第一及び第二のセグメントはＫ標本だけ分離され、第三及び第四のセグメントはＫ標本だけ分離され、ＫはＯＦＤＭシンボルの有用部分の継続期間である、請求項３記載の装置。
5. 少なくとも一つのプロセッサは検出ＦＡＰ及びＬＡＰに基づいて各仮定に関する仮定ＦＡＰ及びＬＡＰを決定するために構成される、請求項１記載の装置。
6. 少なくとも一つのプロセッサは仮定に関して仮定ＦＡＰ及びＬＡＰのガード区間を被包するため各仮定に関する相関窓を決定するために構成される、請求項５記載の装置。
7. 少なくとも一つのプロセッサは仮定ＦＡＰのガード区間の少なくとも一部及び仮定ＬＡＰのガード区間の少なくとも一部を被包するため各仮定に関する相関窓を決定するために構成される、請求項５記載の装置。
8. 少なくとも一つのプロセッサは仮定ＦＡＰのガード区間の少なくとも一部を被包するため各仮定に関する相関窓を決定するために構成される、請求項５記載の装置。
9. 少なくとも一つのプロセッサは仮定ＬＡＰのガード区間の少なくとも一部を被包するため各仮定に関する相関窓を決定するために構成される、請求項５記載の装置。
10. 少なくとも一つのプロセッサは通信チャネルのチャネル・インパルス応答推定に基づいてＦＡＰ及びＬＡＰを検出するために構成される、請求項１記載の装置。
11. チャネル・インパルス応答推定は多数のチャネル・タップを含み、そして少なくとも一つのプロセッサは異なるタップ位置の滑り窓内のチャネル・タップのエネルギーを決定するために、異なるタップ位置のエネルギーに基づいて有限の差分を決定するために、エネルギー及び有限の差分の第一の関数に基づいてＦＡＰを検出するために、そしてエネルギー及び有限の差分の第二の関数に基づいてＬＡＰを検出するために構成される、請求項１０記載の装置。
12. 少なくとも一つのプロセッサは正しい仮定に関する仮定ＦＡＰ及びＬＡＰに基づいて通信チャネルの重心を決定するために、重心に基づいてポインタを更新するために、そして処理のために受信データにおける標本を選択するポインタを使用するために構成される、請求項５記載の装置。
13. 少なくとも一つのプロセッサは正しい仮定に関する仮定ＦＡＰ及びＬＡＰの間の中点として重心を決定するために構成される、請求項１２記載の装置。
14. 少なくとも一つのプロセッサは重心及びタイミング目標に基づいてタイミング誤差を決定するために、タイミング調整を取得するためタイミング誤差をフィルタするために、そしてタイミング調整に基づいてポインタを更新するために構成される、請求項１２記載の装置。
15. 少なくとも一つのプロセッサはタイミング調整を所定の値の範囲内に制限するために構成される、請求項１４記載の装置。
16. 少なくとも一つのプロセッサは正しい仮定に基づいてタイミングを更新するために、そして更新されたタイミングに基づいて受信データに対して直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）変調を行うために構成される、請求項１記載の装置。
17. 最初の到着路（ＦＡＰ）及び最後の到着路（ＬＡＰ）を検出すること、
    正しく検出されたＦＡＰ及びＬＡＰに対応する第一の仮定に関する受信データに相関を実行すること、
    誤って検出されたＦＡＰ及びＬＡＰに対応する第二の仮定に関する受信データに相関を実行すること、及び
    第一及び第二の仮定に関する相関結果に基づいて第一及び第二の仮定の中の正しい仮定を決定することを含む方法。
18. ＦＡＰ及びＬＡＰを検出することは通信チャネルのチャネル・インパルス応答推定に基づいてＦＡＰ及びＬＡＰを検出すること含む、請求項１７記載の方法。
19. 受信データに相関を実施することは、
    検出ＦＡＰ及びＬＡＰに基づいて第一の仮定に関する第一の相関窓及び第二の仮定に関する第二の相関窓を決定すること、
    第一の相関窓内の受信データの第一のセグメントと受信データの第二のセグメントとの間で相関を実行すること、及び
    第二の相関窓内の受信データの第三のセグメントと受信データの第四のセグメントとの間で相関を実行することを含む、請求項１７記載の方法。
20. 受信データに相関を実行することは、
    検出ＦＡＰ及びＬＡＰに基づいて各仮定に関する仮定ＦＡＰ及びＬＡＰを決定すること、
    仮定ＦＡＰのガード区間の一部、仮定ＬＡＰのガード区間の一部、または双方を被包するために各仮定に関する相関窓を決定すること、及び
    仮定に関する相関窓に基づいて各仮定に関する相関を実行することを含む、請求項１７記載の方法。
21. 正しい仮定に基づいてタイミングを更新すること、及び
    更新されたタイミングに基づいて受信データに直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）復調を行うことをさらに含む、請求項１７記載の方法。
22. 最初の到着路（ＦＡＰ）及び最後の到着路（ＬＡＰ）を検出する手段、
    正しく検出されたＦＡＰ及びＬＡＰに対応する第一の仮定に関する受信データに相関を実行する手段、
    誤って検出されたＦＡＰ及びＬＡＰに対応する第二の仮定に関する受信データに相関を実行する手段、及び
    第一及び第二の仮定に関する相関結果に基づいて第一及び第二の仮定の中の正しい仮定を決定する手段を具備する装置。
23. 受信データに相関を実行する手段は、
    検出されたＦＡＰ及びＬＡＰに基づいて第一の仮定に関する第一の相関窓及び第二の仮定に関する第二の相関窓を決定する手段、
    第一の相関窓内の受信データの第一のセグメントと受信データの第二のセグメントとの間で相関を実行する手段、及び
    第二の相関窓内の受信データの第三のセグメントと受信データの第四のセグメントとの間で相関を実行する手段を具備する、請求項２２記載の装置。
24. 受信データに相関を実行する手段は、
    検出されたＦＡＰ及びＬＡＰに基づいて各仮定に関する仮定ＦＡＰ及びＬＡＰを決定する手段、
    仮定ＦＡＰのガード区間の一部、仮定ＬＡＰのガード区間の一部、または双方を被包するために各仮定に関する相関窓を決定する手段、及び
    仮定に関する相関窓に基づいて各仮定に関する相関を実行する手段を具備する、請求項２２記載の装置。
25. 正しい仮定に基づいてタイミングを更新する手段、及び
    更新されたタイミングに基づいて受信データに直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）復調を行う手段をさらに具備する、請求項２２記載の装置。
26. 最初の到着路（ＦＡＰ）及び最後の到着路（ＬＡＰ）を検出する、
    正しく検出されたＦＡＰ及びＬＡＰに対応する第一の仮定に関する受信データに相関を実行する、
    誤って検出されたＦＡＰ及びＬＡＰに対応する第二の仮定に関する受信データに相関を実行する、及び
    第一及び第二の仮定に関する相関結果に基づいて第一及び第二の仮定の中の正しい仮定を決定するために動作可能な命令を記憶するためのプロセッサ可読媒体。
27. 通信チャネルのチャネル・インパルス応答推定に基づいてＦＡＰ及びＬＡＰを検出するために動作可能な命令をさらに記憶するための請求項２６記載のプロセッサ可読媒体。
28. 検出ＦＡＰ及びＬＡＰに基づいて第一の仮定に関する第一の相関窓及び第二の仮定に関する第二の相関窓を決定する、
    第一の相関窓内の受信データの第一のセグメントと受信データの第二のセグメントとの間で相関を実行する、及び
    第二の相関窓内の受信データの第三のセグメントと受信データの第四のセグメントとの間で相関を実行するために動作可能な命令をさらに記憶するための請求項２６記載のプロセッサ可読媒体。
29. 検出ＦＡＰ及びＬＡＰに基づいて各仮定に関する仮定ＦＡＰ及びＬＡＰを決定する、
    仮定ＦＡＰのガード区間の一部、仮定ＬＡＰのガード区間の一部、または双方を被包するために各仮定に関する相関窓を決定する、及び
    仮定に関する相関窓に基づいて各仮定に関する相関を実行するために動作可能な命令をさらに記憶するための請求項２６記載のプロセッサ可読媒体。
30. 正しい仮定に基づいてタイミングを更新する、及び
    更新されたタイミングに基づいて受信データに直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）復調を指令するために動作可能な命令をさらに記憶するための請求項２６記載のプロセッサ可読媒体。
31. 通信チャネルのインパルス応答に関して第一及び第二のチャネル・タップを決定するために、第二のチャネル・タップより早い第一のチャネル・タップに対応する第一の仮定に関する受信データに対して相関を実行するために、第二のチャネル・タップより遅い第一のチャネル・タップに対応する第二の仮定に関する受信データに対して相関を実行するために、そして第一及び第二の仮定に関する相関結果に基づいて第一のチャネル・タップが第二のチャネル・タップより早いか、遅いかどうかを決定するために構成された少なくとも一つのプロセッサ、及び
    少なくとも一つのプロセッサに接続されたメモリを具備する装置。
32. 各仮定について、少なくとも一つのプロセッサは第一のチャネル・タップのガード区間の一部、第二のチャネル・タップのガード区間の一部、または双方を被包するため仮定に関する相関窓を決定するために、そして相関窓に基づいて仮定に関する相関を行うために構成される、請求項３１記載の装置。
33. 少なくとも一つのプロセッサは正しい仮定に基づいてタイミングを更新し、そして更新されたタイミングに基づいて受信データに対する復調を行うために構成される、請求項３１記載の装置。
34. 最初の到着路（ＦＡＰ）及び最後の到着路（ＬＡＰ）を検出するために、評価のためにＦＡＰ及びＬＡＰに関する仮定を選択するために、選択された仮定に関する受信データに相関を行うために、そして選択された仮定の相関結果に基づいて選択された仮定が正しい仮定であるかどうかを決定するために構成される少なくとも一つのプロセッサ、及び
    少なくとも一つのプロセッサに接続されたメモリを具備する装置。
35. 少なくとも一つのプロセッサは以前に評価された仮定に関する経緯情報に基づいて仮定を選択するために構成される、請求項３４記載の装置。
36. 少なくとも一つのプロセッサは以前に評価された仮定のタイミングに最も近いタイミングに関連する仮定を選択するために構成される、請求項３４記載の装置。
37. 少なくとも一つのプロセッサは相関結果及び閾値に基づいて選択された仮定が正しい仮定であるかどうかを決定するために構成される、請求項３４記載の装置。
38. 最初の到着路（ＦＡＰ）及び最後の到着路（ＬＡＰ）を検出するための手段、
    評価のためにＦＡＰ及びＬＡＰに関する仮定を選択するための手段、
    選択された仮定に関する受信データに相関を行うための手段、及び
    選択された仮定の相関結果に基づいて選択された仮定が正しい仮定であるかどうかを決定するための手段を具備する装置。
39. 仮定を選択するための手段は以前に評価された仮定に関する経緯情報に基づいて仮定を選択するための手段を含む、請求項３８記載の装置。
40. 選択された仮定が正しい仮定であるかどうかを決定するための手段は相関結果及び閾値に基づく正しい仮定であるかどうか決定するための手段を含む、請求項３８記載の装置。

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