JP2010502113A - 新旧ワイヤレス通信デバイスが共存するアンブルシーケンス - Google Patents

Abstract

実施形態は、ミクストノードワイヤレス通信ネットワーク用の新しいタイプのアンブルシーケンスを、第１のノードの既存のアンブルシーケンスに基づき前記第１のノードに見えない第１のアンブルシーケンスを生成し、前記第１のアンブルシーケンスに基づき、前記第１のアンブルシーケンスとの相互相関が低いないしゼロの第２のアンブルシーケンスを生成することにより生成する。第１と第２のアンブルシーケンスは通信リンクフレームで交互にブロードキャストできる。

Description

ここに説明する実施形態はワイヤレス通信デバイス／ネットワークのアンブルシーケンスまたは同期シンボルに関する。

ワイヤレスネットワークにおいて、ネットワーク識別、ワイヤレス通信デバイスのネットワークとの時間的及び周波数同期、及び／またはチャネル推定にプリアンブルをよく用いる。ワイヤレスセルラーネットワークでは、プリアンブルはワイヤレス通信デバイスが知っているシンボルである。ワイヤレスネットワークインフラストラクチャデバイス（例えば、セルラーネットワークの基地局）等の第１のデバイスは、すべてのフレームの一定の位置で（フレームの始めであることが多く、その場合はプリアンブルと呼ばれる）定期的に、デバイスに周知のアンブルシーケンスをブロードキャスト（送信）する。０第２のワイヤレス通信デバイスは、近くにいる第１のデバイスを見つけ、ワイヤレスネットワークと時間同期及び周波数同期をとるためプリアンブルを探す。

新しいタイプのワイヤレス通信デバイスの場合、ワイヤレス通信システムに新しいアンブルシーケンスの導入を要する場合がある。新しいデバイスのための新しいアンブルシーケンスの導入が必要になる理由は、システム設計の限界による場合がある。新しいデバイスは、従来のプリアンブル以外のシーケンスを受信する必要があるような場合である。新旧のデバイスは同じネットワークで共存できるが、従来デバイスは古いプリアンブルのみを認識するように設計されている。新しいデバイスが認識できるように設計した新しいアンブルシーケンスが、従来のデバイスに混乱を引き起こさないようにすることが重要である。
［関連出願との相互参照］
本発明は、Chenxi Zhu、Wei-Peng Chen及びJonathan Agreが２００６年８月１８日に出願した米国仮出願第６０／８２２，８６１号（「ワイヤレスネットワークの管理」）と、２００６年８月１８日に出願した米国仮出願第６０／８２２，７９１号と、２００７年７月３１日に出願した米国出願第１１／８３０，９２９号とに関連し、これらの優先権を主張するものである。これらの出願はここにすべて参照援用する。

ここに説明する実施形態の一態様は、新しいワイヤレス通信デバイスとレガシーワイヤレス通信デバイスとが共存する、ワイヤレスで通信されるデータフレームに対して一定または既知の位置でブロードキャストまたは送信される、例えばプリアンブル、ミッドアンブル、ポストアンブル、またはこれらの任意の組み合わせであるワイヤレス通信アンブルシーケンスまたは同期シンボル（以下、アンブルシーケンスまたは単にアンブルと呼ぶ）を提供する。

一実施形態の一態様では、ワイヤレスネットワークは、レガシーアンブルと新しいアンブルを両方ブロードキャスト（送信）し、レガシーワイヤレス通信デバイスと新しいワイヤレス通信デバイスをサポートする。レガシーすなわち既存のワイヤレス通信デバイスは、新しいワイヤレス通信デバイスに対してワイヤレス送信された新しいアンブルにより混乱したり、これを認識したり、またはこれにロックしたりするべきではない。

一実施形態の一態様では、ミクストワイヤレス通信ノード（mixed wireless communication nodes）ワイヤレス通信ネットワークのための新しいタイプのアンブルシーケンスを構成する。新しいアンブルシーケンスは一部のノードには見えるが、他のノードには見えない。一実施形態の一態様では、ワイヤレス通信ネットワークは、新しいワイヤレス通信デバイスのみに認識可能であり、レガシーワイヤレス通信デバイスには認識できない、例えばプリアンブル、ミッドアンブル、ポストアンブル、またはその他の特殊なワイヤレス通信同期シンボルなどの新しいワイヤレスブロードキャストまたは送信されるアンブルシーケンスを生成するので、レガシーワイヤレス通信デバイスは新しいシンボルにより混乱しない。

実施形態は、第１のアンブルシーケンスを有するワイヤレスネットワークにおいて、第１のアンブルシーケンスとの相関が低い第２のアンブルシーケンスを周波数領域で生成し、第２のアンブルシーケンスに基づき、第２のアンブルシーケンスとの相関が低い第３のアンブルシーケンスを生成することにより、アンブルシーケンスを生成する。

これらの態様と利点は、以下に明らかになるその他の態様と利点とともに、本出願の一部である添付図面を参照して、以下に十分に説明し請求するように、構成と動作の詳細にある。図面にわたって同じ参照数字は同じ構成要素を指す。

モバイルマルチホップリレーベースセル（ＭＭＲセル）を示す図である。 一実施形態による新しいワイヤレスデバイスアンブルの生成を示すフローチャートである。 一実施形態によるＭＭＲセルのデータフレームを示す図である。 一実施形態によるアンブルシーケンス生成装置を示す機能ブロック図である。 一実施形態による図３の装置における処理レイヤ（ソフトウェア及び／またはコンピューティングハードウェア）を示す機能図である。

実施形態は、第１のノードの既存のアンブルシーケンスに基づき、第１のノードには見えない第１のアンブルシーケンスを生成し、第１のアンブルシーケンスに基づき、それとゼロまたは低相互相関の第２のアンブルシーケンスを生成することにより、ミクストノード（with mixed nodes）ワイヤレス通信ネットワークのための新しいタイプのアンブルシーケンスを生成するものである。第１と第２のアンブルシーケンスは通信リンクフレームで交互にブロードキャストされる。

実施形態は、物理レイヤで直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を用いる任意のワイヤレス通信ネットワークに適用（include）できる。実施形態は、例えば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）、直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）、周波数分割多重（ＦＤＭ）、及び／または周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）などの周波数分割多重（ＦＤＤ）システムに基づく様々なネットワークアクセス仕様を物理レイヤにおいて規定している、例えば、（ＷｉＭＡＸネットワークとしても知られる）ＩＥＥＥ８０２．１６標準などのブロードバンドワイヤレスアクセス標準にも適用できるが、これに限定はされない。

例えば、ＷｉＭＡＸワイヤレスセルラーネットワークなどのワイヤレス通信セルラーネットワークでは、ラジオリレーの使用は、基地局（ＢＳ）と移動局／加入者局（ＭＳ／ＳＳ）（以下ＭＳと呼ぶ）の間の長い低品質のワイヤレス通信リンクを１つまたは複数の中継局（ＲＳ）を介して複数の短い高品質のリンクで置き換えることにより、ユーザの信号品質を上げる効果的な方法であり得る。中継局は、有線のバックホール（backhaul）を必要とせず、完全機能のＢＳより機能的には劣ることが多いので、展開や運営が従来のＢＳより低コストで行える。中継局によりＢＳのサービスを拡張して、中継局がなければユーザがサービスを受けられない穴をカバーし、ＢＳの有効セルサイズを拡大することができる。中継局を用いてキャリア対干渉雑音比（ＣＩＮＲ）やユーザのサービス品質（ＱｏＳ）を改善し、セル容量を増やすこともできる。

中継方法は、例えばＩＥＥＥ８０２．１６ｊリレーワーキンググループのものを含むＩＥＥＥ８０２．１６標準による。ＩＥＥＥ８０２．１６ｊ標準では、中継局は、ＢＳとはＭＳであるかのように通信し、カバレッジエリア（ＲＳマイクロセルと呼ぶ）のＭＳとはＢＳであるかのように通信する。ＢＳとそれと関連するすべてのＲＳのサービスカバレッジエリア全体を、モバイルマルチホップリレーベースセル（ＭＭＲセルまたはＭＭＲネットワーク）と呼ぶ。

一実施形態の一態様により、新旧のワイヤレス通信デバイスが共存するワイヤレス通信ネットワークでは、新しいアンブルシーケンスを生成することができる。一実施例は、中継局（ＲＳ）が新しいタイプのワイヤレス通信デバイスとして導入され、新しいアンブルシーケンスを介して基地局（ＢＳ）及び／またはその他のＲＳとワイヤレス通信同期を必要とし、一方移動局（例えば、ワイヤレス電話、ワイヤレスパーソナルデジタルアシスタント、ワイヤレスメディアプレーヤ）などのレガシーすなわち既存のワイヤレス通信デバイスがその新しいＲＳに対する新しいアンブルシーケンスにより混乱せず、それを不必要に認識しない、ＷｉＭＡＸモバイルマルチホップリレーネットワーク（ＭＭＲセル）の新しいアンブルシーケンスを生成するものである。

一実施形態の一態様によると、ワイヤレス通信アンブルシーケンスまたは同期シンボル（以下、アンブルシーケンス、または簡単にアンブルと呼ぶ）は、識別（例えば、ネットワーク識別、ワイヤレスデバイス識別など）、時間及び／または周波数同期、推定（例えば、チャネル推定）、較正などを含むワイヤレス通信デバイス／システムによる任意のタイプのワイヤレス通信同期のためにワイヤレス通信ネットワークで使用する、任意のワイヤレス送信される信号、変調された２進ビットのシーケンス（例えば、０と１、一般的には−１と＋１に変換される）、パルス、またはこれらの任意の組み合わせである。

実施形態は、ＦＤＤ及び／またはＴＤＤを用い、ミクストノード（with mixed nodes）ワイヤレス通信ネットワークであって、第１のノードが第１のアンブルシーケンスを要し、他の第２のノードが第２のアンブルシーケンスを要し、第１のアンブルシーケンスは第２のノードには見えず、かかる第１と第２のアンブルシーケンスの任意の組み合わせは上記のミクストノード（mixed nodes）のうちのノードには見える及び／または見えないワイヤレス通信ネットワークに適用できる。一実施例において、図１は、ＢＳ１０２と２つの中継局（ＲＳ１とＲＳ２）１０４ａ、１０４ｂを含むＭＭＲセルのトポロジーを示す図である。ＢＳ１０２は、ＭＳ_ＢＳ中のＭＳ_１−６１０６ａ−ｆに直接サービスしている（ＭＳ_１１０６ａとＭＳ_２１０６ｂ）。２つの中継局（ＲＳ_１１０４ａ、ＲＳ_２１０４ｂ）がＢＳ１０２のカバレッジを拡大するために使用され、ＭＳ_ＲＳ１中のＭＳ_３−６１０６ｃ−ｆ（ＭＳ_３１０６ｃ、ＭＳ_４１０６ｄ）とＭＳ_ＲＳ２（ＭＳ_５１０６ｅ、ＭＳ_６１０６ｆ）にサービスする。ＭＭＲセル１００はＢＳ１０２とすべてのＲＳ１０４のカバレッジエリアを含む。

物理レイヤにおけるＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡワイヤレスネットワークアクセスを用いたＭＭＲセル１００のアンブルシーケンスに基づく、新しいワイヤレス通信デバイス（例えば、ＲＳ１０４）とレガシーなワイヤレス通信デバイス（例えば、ＭＳ１０６）が共存した実施形態を説明する。図１において、ＯＦＤＭシステムまたはＯＦＤＭＡシステムを一例として用いて、例えばＲＳ１０４などの新しいワイヤレス通信デバイスが導入されたときに、例えば、古いプリアンブル（レガシープリアンブルと呼ぶ）などの古く既存のアンブルシーケンスＰが、２進位相シフトキーイング（ＢＰＳＫ）、直交位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ）、位相シフトキーイング（ＰＳＫ）、ＱＰＳＫ、または直交振幅変調（ＱＡＭ）、またはこれらの任意の組み合わせなどの既知の変調シーケンスとともにＯＦＤＭシンボルとしてＢＳにより送信される。レガシープリアンブルはレガシーワイヤレスデバイスであるＭＳ１０６が認識可能である。周波数領域におけるＯＦＤＭ信号の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）サイズがＮ_ＦＦＴであり、実際に使用されるサブキャリアの数がＮ_ＵＳＥＤであるとすると、レガシープリアンブルシンボルはサブキャリアでのみ表すことができ：

ベクトルＰの成分ｐ_ｉは、変調方式のコンステレーションに対応する（から選択された）複素数である。例えば、ＢＰＳＫ変調の場合ｐ_ｉ∈｛−１，１｝であり、ＱＰＳＫ変調の場合ｐ_ｉ∈｛−１，ｉ，１，−ｉ｝である（ただし、適宜位相回転した場合）。ベクトルＰが異なれば対応するアンブルシーケンスも異なり得る。式（１）では、ｉは使用するＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡのサブキャリア番号のインデックスである。ＱはアンブルシーケンスＰの時間ドメイン信号であり、Ｔ＝１／Δｆ（すなわち、ガード時間付与前のアンブルシーケンスの時間）である。Δｆは、ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡシステムにおける隣接する２つのサブキャリアのＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡスペーシングである。シーケンスＰのｉ番目の要素を用いて物理的サブキャリアｋ（ｉ）を変調すると仮定すると、１≦ｋ（ｉ）≦Ｎ_ＦＦＴであり、Ｐの時間領域信号の複素ベースバンド信号は次式となる：

アンブルシーケンスＰは、ＢＳ１０２、ＲＳ１０４（例えば、新しいＲＳデバイス）、及び／またはＭＳ１０６などのレガシーデバイスと新しいデバイスの両方により認識される。一実施形態の一態様によると、レガシーアンブルシーケンスは、低ピーク対平均パワー比率（ＰＡＰＲ）及び／または低相互相関などを考慮して選択される。ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡベースのシステムでは、デバイス（レガシータイプでも新しいタイプでも）は受信信号ｒ（ｔ）とｒ（ｔ＋Ｔ_ｆ）の相互相関を比較することにより、アンブルシーケンスの位置を見つける。ここで、Ｔ_ｆは送信したプリアンブルシーケンスの繰り返し期間（プリアンブルのフレーム長が毎フレームで送信される）であり、相関ピークの発見は式（３）で表すことができる：

一実施形態の一態様では、相互相関によりアンブルシーケンスを見つける（locate）ということは、デバイス（例えば、ＭＳ１０６、ＲＳ１０４）が、毎フレームほぼ同一のアンブルシーケンスが毎フレーム一定のまたは分かっている場所に現れることを認識することをいう。デバイスは、同じサイズの時間ウィンドウ（時間ウィンドウの長さはアンブルシーケンスの長さである）だが時間的に異なる（例えば、隣接するダウンリンク／アップリンク通信フレーム）ワイヤレス信号サンプルを集めて、複素共役サンプルをかけて相互相関をとる。一実施形態の一態様によると、サンプルフレームは隣接するフレームに限定されず、隣接する任意数のフレームにわたって平均することもできる。換言すると、サンプルはフレーム期間離れた時間から収集され、デバイスは、アンブルが相関ウィンドウに入って、強い相関ピークを検知するまで、その時間ウィンドウを調節またはゆっくりシフトする。このプロセスは、アンブルシーケンスが定期的に繰り返されるということを利用するものである。どのアンブルシーケンスが規定されたすべてのシーケンスから送信されたか決定するには、さらに別の信号処理が必要である。換言すると、フレーム間の強い相関ピークは、ほぼ同一なことにより、受信したアンブルシーケンスを示すかも知れないが、デバイスは、例えばそのデバイスがコンピュータ読み取り可能媒体に記憶した既知のアンブルシーケンスに対してさらに信号処理をするまで、そのデバイスが分かっているアンブルシーケンスのうちどのアンブルシーケンスが送信されたのか区別することができない。アンブルシーケンス相互相関は、（場合によっては）アップリンクまたはダウンリンクのフレーム通信中にどのワイヤレス通信デバイスによって行うこともできる。このように、新しいアンブルシーケンスを導入すると、既存のデバイスは上記の方式を用いることにより、その新しいアンブルシーケンスにロックされ、さらに新しいアンブルシーケンスを識別する処理を行うが、その新しいアンブルシーケンスが認識できないまたは必要ないことを判断するので、ネットワークと同期する時間が必要以上に長くなる。

一実施例をＭＭＲセル１００に基づき説明したが、実施形態はかかる較正に限定されず、ネットワーク識別や同期にアンブルを用いるどのワイヤレス通信ネットワークにも当てはまる。一実施例では、第１のデバイスはロックしないが、他のデバイスはロックできる複数のアンブルシーケンスを、ネットワークの時間基準や周波数基準を確立する任意のワイヤレス通信デバイスにより構成してブロードキャストできる。例えば、第１のデバイスがその時間ウィンドウを第１のアンブルシーケンスを含む受信信号サンプルと合わせた（align）時、第１のデバイス（first set of device）が第１のアンブルシーケンスを検知できる場合、第１のデバイスは第２のアンブルシーケンスで強い相互相関を検知せず、一実施形態では、相互相関がほぼゼロ（その範囲でゼロの場合を含む）になり、そのため第２のアンブルシーケンスは第１のデバイスを透過する。しかし、第２のデバイス（second set of devices）を、第１のアンブルシーケンス、第２のアンブルシーケンス、またはこれらの組み合わせを見つけ、検知するようにプログラムすることができる。

ワイヤレス通信システムでは、例えば、ＭＭＲセル１００のＲＳ１０４などのように、同じネットワークのレガシーなプリアンブルと共存しつつ、ワイヤレス通信ネットワークに導入された新しいデバイスに対して新しいプリアンブルを生成して、新しいデバイスと時間及び周波数の同期をとる必要がある。一実施形態の一態様では、ＭＭＲセル１００において、ＲＳのために新しいアンブルシーケンス（データフレーム中のＲＳ同期アンブル）を構成する。このアンブルシーケンスは、ＢＳ１０２やマスターＲＳ１０４により送信され、スレーブＲＳ１０４を含むＲＳ１０４により認識され（すなわち、マスターＲＳから他のＲＳへのリンクがある）、既存すなわちレガシーなデバイスであるＭＳ１０６には透過的である。ＭＳ１０６などのレガシーデバイスは、レガシーなプリアンブルとだけ同期するように設計され、ＲＳ１０４をターゲットとした新しいプリアンブルにより混乱すべきではない。一実施形態の一態様では、レガシーアンブルシーケンス、新しいアンブルシーケンス、またはこれらの任意の組み合わせを様々なワイヤレス通信デバイスでブロードキャストすることができる。例えば、（場合によっては）新旧のアンブルシーケンスをＢＳ１０２またはその他のデバイスがブロードキャストすることができる。一実施形態の一態様では、以下に説明するように、新しいプリアンブルなどの新しいアンブルを、新しいプリアンブルはレガシーデバイスには見えず、新しいデバイスにのみ見えるように生成する。

図２は、一実施形態による新しいワイヤレスデバイスアンブルの生成を示すフローチャートである。動作２０２において、第１のレガシーアンブルシーケンスＰとの相互相関が低い、長さＮ_ＵＳＥＤの第２のアンブルシーケンスＰ’を既知の方法により見つける。

Ｐ’と（以下に説明する）Ｐ”を生成するとき、アンブル信号のピーク対平均パワー比率（ＰＡＰＲ）などの他の要求を考えてもよい。Ｐ’とＰ”は前記他の要求も満たす必要がある。シーケンスＰ’の長さＮはアプリケーション基準による。Ｐ’の時間領域信号はＱ’である。ＰとＰ’との相互相関は、同じ長さの２つのランダムノイズシーケンスの相互相関と同等である。

動作２０４において、第２のアンブルシーケンスＰ’の１つまたは複数の成分の極性を反転（フリップ、変更）することにより、例えば、第２のアンブルシーケンスＰ’の成分の極性をフリップすることにより、例えば、次式のように、第２のアンブルシーケンスＰ’の複数のビットを交互にフリップすることにより、第３のアンブルシーケンスＰ”を生成または構成する：

ｐ_ｉ’の極性をフリップすることは、その符号を判定することである。例えば、動作２０４において、式（７）では、アンブルシーケンスＰ’の交互のビットの極性をフリップしてＰ”を生成する。例えば、動作２０４において、ビットの極性を一つおきにフリップすることができる。第２のアンブルシーケンスＰ’のビットの極性を交互に変更する場合、第３のアンブルシーケンスＰ”は第２のアンブルシーケンスＰ’との相互相関が非常に低いかゼロである。Ｐ’とＰ”との相互相関は、

他の実施形態では、動作２０４において、各ビットに独立かつ一様分布のランダム変数をかけることにより、例えば、等確立で生成した離散値｛−１，＋１｝をかけることにより、Ｐ”を構成する。例えば、Ｐ”は式（８）により生成できる。ここで、ｌ_ｉは、確率０．５で値｛−１，＋１｝を取る一様独立分布（Identical Independent Distribution）離散ランダム変数である。

式（９）は、等確率で生成されたランダム変数に基づき式（８）を用いると、信号Ｐ’とＰ”の相互相関が非常に低く、またはゼロになることを示している。Ｐ’とＰ”の相互相関が低いか確認する必要がある。Ｐ”の時間領域信号はＱ”である。式（８）を用いてシーケンスＰ”を生成する場合、

動作２０６において、Ｐ”のＰとの相互相関も低いか、及びＰ’とＰ”がその他の要求（例えば、ＰＡＰＲが閾値より低いか）を満たすか、確認する。一実施形態の一態様では、動作２０６は任意的でよい。Ｐ’のＰ”との相互相関は低く、Ｐ’とＰ”の相互相関は低いからである。動作２０６の要求のどれかが満たされない場合、動作２０２でＰとの相互相関が低い他のアンブルシーケンスＰ’を見つけて、動作２０２−２０６を繰り返しても良い。一実施形態の一態様では、動作２０６において、Ｐ’をＰ”の要求がすべて満たされれば、動作２０８において、例えばＢＳなどのワイヤレスデバイスは第２と第３のアンブルシーケンスＰ’、Ｐ”をペアとして、交互のフレームで、または同期プロセスに必要なその他の時間（periods）に送信できる。例えば、ワイヤレスデバイスは、例えばダウンリンク通信（または、場合によってはアップリンク通信）において、ワイヤレス通信ネットワークの偶数番フレームでＰ’を送信し、奇数番フレームでＰ”を送信する。Ｐ’とＰ”の相互相関は非常に低いかゼロなので、レガシーデバイス（ＭＳ１０６）は、隣接フレームの信号間の相互相関を調べて（すなわち、レガシーデバイスが、受信した信号サンプルｒ（ｔ）とｒ（ｔ＋Ｔ）の相互相関を取り）アンブルシーケンスを探しても、相関のピークは見つからず、Ｐ’とＰ”を検知しないからである。

図２Ｂは、一実施形態によるＭＭＲセルのデータフレームを示す図である。図２Ｂでは、動作２０８において、ダウンリンク通信リンクデータフレーム（ダウンリンク／アップリンクサブフレーム）２２０において、ポストアンブル（postambles）としてアンブルシーケンスＰ’とＰ”を交互のフレームで送信する。本実施形態は図２Ｂには限定されず、Ｐ’とＰ”はプリアンブルでも、ミッドアンブル（midambles）でも、ポストアンブルでもよく、様々なワイヤレス通信デバイスにより送信、認識され、一方その他の、レガシーなＭＳ１０６などのワイヤレス通信デバイスに見えない
動作２１０において、新しいデバイスがＢＳと同期する方法の一例として、受信信号ｒ（ｔ）のｒ（ｔ＋２Ｔ_ｆ）との相互相関を取り相関ピークをアロケーションする（allocate）方法がある：

新しいデバイスはさらに信号処理をしてアンブルペア（Ｐ’，Ｐ”）を特定することができる。例えば、図２Ｂでは、このように望ましい新しいデバイス（この実施例ではＲＳ１０４）は、新しいポストアンブルＰ’とＰ”を認識して、これらと同期を取ることができる。しかし、レガシーデバイス（例えばＭＳ１０６）は、式（３）のプロセスでサーチして、レガシーまたは既存のプリアンブルＰにロックするまでサーチを続けても、新しいポストアンブルＰ’とＰ”は認識せず、ロックしない。動作２０において、新しいデバイスが第２または第３のアンブルシーケンスの位置を見つけるには、２フレーム離れた信号サンプルの相互相関をとればよい。

レガシーデバイスは、この新しいアンブルペアのことを知らないので、式（３）によりレガシーなプリアンブルを見つけることができる。換言すると、レガシーデバイスは、信号ｒ（ｔ）である受信したアンブルシーケンスＰ’またはＰ”の既知のプリアンブルＰとの相互相関を計算したとき、強い相関ピークは見つけない。ＰとＰ’（またはＰ”）の相互相関は低いからである。レガシーデバイスは、信号ｒ（ｔ）とｒ（ｔ＋Ｔ）の自己相関を計算した場合、時間ウィンドウがプリアンブルＰ’とＰ”を含むとき、相関ピークは見つけない。Ｐ’とＰ”の相互相関はゼロか小さいからである。どちらにしても、レガシーデバイスは新しいプリアンブルを検知せず、混乱することはない。本実施形態の利益としては、例えば、新しいタイプのデバイスを導入しても、レガシーデバイスに提供するサービスが悪くならないことである。
一実施形態の一態様では、新しいデバイスはレガシーアンブルと新しいアンブルの両方を検知でき、レガシーデバイスはレガシープリアンブルのみを検知できる。例えば、レガシーデバイスはレガシープリアンブルのみと同期し、新しいデバイスは新しいプリアンブルまたはレガシープリアンブルのいずれかと選択的に同期する。上記の実施形態ではプリアンブルを一例として用いたが、実施形態はかかる構成には限定されず、一実施形態の一態様では、例えばミッドアンブル（midamble）などの他の特殊な周期的シンボルを構成して、デバイス同期とチャネル推定に用いてもよい。

ここに説明する実施形態の一態様は、新しいワイヤレス通信デバイスとレガシーワイヤレス通信デバイスとが共存する、ワイヤレスで通信されるデータフレームに対して一定または既知の位置でブロードキャストまたは送信される、例えばプリアンブル、ミッドアンブル、ポストアンブル、またはこれらの任意の組み合わせであるワイヤレス通信アンブルシーケンスまたは同期シンボル（以下、アンブルシーケンスまたは単にアンブルと呼ぶ）を提供する。

図３は、一実施形態によるアンブルシーケンス生成装置を示す機能ブロック図である。図３において、本装置は、アンブルシーケンスをワイヤレスでブロードキャストする、例えば基地局１０２として機能または動作するコンピューティングデバイスである。一般的に、装置３００はユーザインターフェースを表示するディスプレイ３０２を含む。コントローラ３０４（例えば、ＣＰＵ）は、装置の動作を制御する命令（例えば、コンピュータプログラムやソフトウェア）を実行する。一般的に、メモリ３０６は、コントローラ３０４が実行する命令を記憶する。一実施形態の一態様では、本装置は、例えば物理的コンピュータ読み取り可能記録媒体（例えば、ハードディスクドライブ、メモリ）や、有線または無線のキャリア波信号を介して通信するソフトウェア及び／またはコンピューティングハードウェアで実施された有線または無線の通信ネットワークユニットなどのコンピュータ読み取り可能媒体３１０と通信できる。一実施形態の一態様では、装置３０２は、例えばＭＭＲセル１００などの目標ワイヤレス通信ネットワークとワイヤレス通信できる。ディスプレイ３０２、ＣＰＵ３０４、メモリ３０４、及びコンピュータ読み取り可能媒体３１０はデータバス３０８で通信できる。

図４は、一実施形態による図３の装置における処理レイヤ（ソフトウェア及び／またはコンピューティングハードウェア）を示す機能図である。図４において、処理レイヤはネットワークレイヤ４０２、メディアアクセスコントロール（ＭＡＣ）レイヤ４０４、及び物理レイヤ４０６を有する。図４の処理レイヤは論理レイヤであり、実施形態はこの実施例の処理レイヤには限定されず、他の処理レイヤの構成であってもよい。一実施形態の一態様では、ネットワークレイヤ４０２はコントローラ３０４が実行するソフトウェアである。ＭＡＣ４０４と物理レイヤ４０６は、例えばワイヤレス通信ネットワーク３１０などのソフトウェア及び／またはコンピューティングハードウェアである。レガシーワイヤレス通信デバイスと新しいワイヤレス通信デバイスが共存するアンブルシーケンスを生成する実施形態は、（例えば、コンピュータ読み取り可能記録媒体（例えば、コンパクトディスク、ＤＶＤ、メモリなど）や通信媒体（例えば、キャリア波、電磁的信号など）などの既知のコンピュータ読み取り可能媒体３１０に記憶またはエンコードされた）ソフトウェア及び／またはコンピューティングハードウェアである。レガシーデバイスと新しいデバイスが共存するアンブルシーケンスＰ’とＰ”を生成する実施形態は、例えばＢＳ１０２やＲＳ１０４などの目標ワイヤレスネットワークノード中の、共存アンブルシーケンスＰ’とＰ”を送受信（サーチ）する、物理レイヤ４０６を有するＭＡＣレイヤ４０４に含まれる。図４では、一般的に、ネットワークレイヤ４０３は、例えばＭＭＲセル１００などの目標ワイヤレスネットワーク以外のプライベートネットワークやパブリックネットワーク（例えば、インターネット）への有線または無線の通信アクセスを提供する。ネットワークレイヤ４０３は、例えば、ＢＳ１０２の構成／パラメータ設置などの管理機能のために使用でき、ソフトウェアの場合は実施形態のダウンロード、ＢＳ１０２が知っているアンブルシーケンスＰのダウンロード、及び／または生成した新しいアンブルシーケンスＰ’及びＰ”のダウンロードを含む。

一実施形態の一態様では、ミクストノードワイヤレス通信ネットワークのための新しいタイプのアンブルシーケンスを構成する。一実施形態の一態様では、新しいアンブルシーケンスは一部のノードには見えるが、他のノードには見えない。一実施形態の一態様では、新しいアンブルシーケンスは２つ以上のアンブルシーケンスを含む。換言すると、ワイヤレス通信デバイスは、２つ以上の離れたフレームで相互相関を取ることにより、新しいアンブルシーケンスを検出する。一実施形態による新しいアンブルシーケンスは、ペアになったアンブルシーケンスを含む新しいアンブルシーケンスであって、第１のノードの既存のアンブルシーケンスに基づき前記第１のノードに見えない第１のアンブルシーケンスを生成し、前記第１のアンブルシーケンスに基づき、前記第１のアンブルシーケンスとの相互相関が低いまたはゼロである第２のアンブルシーケンスを生成し、第１と第２のアンブルシーケンスを通信リンクフレームで交互にブロードキャストすることにより提供される。アンブルシーケンスＰ’とＰ”がペアである場合、デバイスは離れた２つのフレームに基づき相互相関を取り、交互に並んだＰ’、Ｐ”、Ｐ’、Ｐ”を含む受信信号のＰ’とＰ”のペアを認識することができる。一実施形態の一態様では、動作２０２−２０６は、例えば、新しいワイヤレス通信デバイスの導入などの必要に応じて行うことができ、その後、アプリケーションによるワイヤレス通信を実行するために動作２０８−２１０を行うことができる。しかし、実施形態はかかる構成には限定されず、動作２０２−２０６をアプリケーションの基準に応じて動的に（リアルタイムに）行っても良い。

実施形態の多数の特徴と利点が詳細な説明から明らかであり、添付した特許請求の範囲はその真の精神と範囲に含まれる実施形態のかかる特徴と利点をカバーするものである。さらに、当業者には多数の修正や変更が容易に行えるので、発明の実施形態を例示して説明した構成や動作そのものに限定することは望ましくなく、適切な修正や等価物はすべて本発明の範囲に含まれる。

Claims (21)

1. 第１のアンブルシーケンスを有するワイヤレス通信ネットワークにおけるアンブルシーケンスの生成方法であって、
   前記第１のアンブルシーケンスとの相互相関が低い第２のアンブルシーケンスを周波数領域で生成する段階と、
   前記第２のアンブルシーケンスとの相互相関が非常に低いないしゼロの第３のアンブルシーケンスを前記第２のアンブルシーケンスに基づいて生成する段階と、
   前記ワイヤレス通信ネットワークの交互のフレームで前記第２と第２のアンブルシーケンスを送信する段階とを含む方法。
2. 前記第３のアンブルシーケンスを生成する段階は、前記第２のアンブルシーケンスの１つまたは複数の成分の符号をフリップする段階を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記第２のアンブルシーケンスの成分の符号をフリップする段階は、前記第２のアンブルシーケンスの交互の成分の符号をフリップする段階、またはランダム変数に従って前記第２のアンブルシーケンスの成分の符号をフリップする段階、またはこれらの組み合わせを含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記第２のアンブルシーケンスの成分の符号を、等確率で独立に発生した｛−１，＋１｝の離散ランダムシーケンスによりランダムに変更する、請求項３に記載の方法。
5. 前記第３のアンブルシーケンスの前記第１のアンブルシーケンスとの相互相関が低いか確認する段階をさらに含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記ワイヤレスネットワークは、基地局、中継局、及び移動局を含むＷｉＭＡＸモバイルマルチホップリレーベースネットワークであり、
   前記第１のアンブルシーケンスは前記基地局により送信され、前記中継局と前記移動局により認識され、
   前記第２と第３のアンブルシーケンスは前記基地局により送信され、前記中継局のみによって認識される、請求項１に記載の方法。
7. 前記交互のフレームに対応する２フレーム離れた受信信号サンプルの相互相関を取ることにより前記第２と第３のアンブルシーケンスを検知する段階をさらに含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記第１、第２、及び第３のアンブルシーケンスは、直交周波数分割多重ワイヤレス通信システムに基づく、請求項７に記載の方法。
9. ミクストノードワイヤレス通信ネットワーク用の新しいタイプのアンブルシーケンスの生成方法であって、
   第１のノードの既存のアンブルシーケンスに基づき前記第１のノードに見えない第１のアンブルシーケンスを生成する段階と、
   前記第１のアンブルシーケンスに基づき、前記第１のアンブルシーケンスとの相互相関が低いないしゼロの第２のアンブルシーケンスを生成する段階と、
   前記第１と第２のアンブルシーケンスを交互の通信リンクフレームで、またはネットワーク同期に必要なその他の時間にブロードキャストする段階とを含む方法。
10. 前記第２のアンブルシーケンスを生成する段階は、前記第１のアンブルシーケンスの１つまたは複数の成分の符号をフリップする段階を含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記第１のアンブルシーケンスの成分の符号をフリップする段階は、前記第１のアンブルシーケンスの交互の成分の符号をフリップする段階、またはランダム変数に従って前記第１のアンブルシーケンスの成分の符号をフリップする段階、またはこれらの組み合わせを含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記ワイヤレス通信ネットワークは直交周波数分割多重でワイヤレス通信し、前記第１のノードは移動局である、請求項９に記載の方法。
13. 前記ワイヤレスネットワークは、基地局、中継局、及び移動局を含むＷｉＭＡＸモバイルマルチホップリレーベースネットワークであり、
    前記既存のアンブルシーケンスは前記基地局により送信され、前記中継局と前記移動局により認識され、
    前記第１と第２のアンブルシーケンスは前記基地局により送信され、前記中継局には見えるが、前記移動局には見えない、請求項１２に記載の方法。
14. ワイヤレス通信の第１のアンブルシーケンスを記憶したコンピュータ読み取り可能記録媒体と、
    前記第１のワイヤレス通信アンブルシーケンスとの相互相関が低い第２のワイヤレス通信アンブルシーケンスを周波数領域で生成し、
    前記第２のアンブルシーケンスに基づき、前記第２のワイヤレス通信アンブルシーケンスとの相関が低い第３のワイヤレス通信アンブルシーケンスを生成し、
    交互のフレームで前記第２と第３のワイヤレスアンブルシーケンスを送信するコントローラとを有する装置。
15. 前記第３のアンブルシーケンスを生成する段階は、前記第２のアンブルシーケンスの１つまたは複数の成分の符号をフリップする段階を含む、請求項１４に記載の装置。
16. 前記第２のアンブルシーケンスの成分の符号をフリップする段階は、前記第２のアンブルシーケンスの交互の成分の符号をフリップする段階、またはランダム変数に従って前記第２のアンブルシーケンスの成分の符号をフリップする段階、またはこれらの組み合わせを含む、請求項１５に記載の装置。
17. 前記第２のアンブルシーケンスの成分の符号を、等確率で独立に発生した｛−１，＋１｝の離散ランダムシーケンスによりランダムに変更する、請求項１６に記載の装置。
18. 前記コントローラは、さらに、前記第３のアンブルシーケンスの前記第１のアンブルシーケンスとの相互相関が低いか確認する、請求項１４に記載の装置。
19. 前記コントローラは、ＷｉＭＡＸモバイルマルチホップリレーベースワイヤレス通信ネットワークにおいて中継局及び／または移動局とワイヤレス通信し、
    前記第１のアンブルシーケンスは前記中継局及び前記移動局により認識され、
    前記第２と第３のアンブルシーケンスは前記基地局により認識され、前記移動局には見えない、請求項１４に記載の装置。
20. 前記第１、第２、及び第３のアンブルシーケンスは、直交周波数分割多重ワイヤレス通信システムに基づく、請求項１９に記載の装置。
21. 他のノードとワイヤレス通信する装置であって、
    前記装置と前記他のワイヤレス通信ノードに見える第１のワイヤレス通信アンブルシーケンスをサーチし、
    ２つの離れたフレームで集めたワイヤレスフレーム信号の相関ピークをサーチすることにより、前記他のワイヤレス通信ノードには見えない第２のワイヤレス通信アンブルシーケンスのペアをサーチするコントローラを有する装置。

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