JP2010516143A

JP2010516143A - 無線通信方法及び無線通信ネットワーク

Info

Publication number: JP2010516143A
Application number: JP2009545280A
Authority: JP
Inventors: ゴーシュ，モニシャ
Original assignee: Koninklijke Philips NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2007-01-15
Filing date: 2008-01-14
Publication date: 2010-05-13
Also published as: JP2014014154A; CN101584176A; KR20090099067A; JP5718998B2; CN101584176B; EP2122954A2; WO2008087579A2; US20100027473A1; US8576774B2; KR101514630B1; WO2008087579A3

Abstract

無線システム及び方法は媒体アクセス制御(MAC)レイヤを使用することを含み、直交周波数分割多重システムにおいて、ピーク対平均電力比の低いバイナリプリアンブルシーケンスを生成する。

Description

本願は、西暦2007年1月15日付で出願された米国仮出願番号第60/884,937号に関連し、その出願による優先的利益を享受する。

無線通信技術が大幅に進歩したことで、無線媒体は有線手段に対する現実の代替物になってきた。このため、データ及び音声の通信において無線接続を利用する機会は増え続けている。これらに使用される装置は、移動電話機、無線ネットワーク(例えば、無線ローカルエリアネットワーク(WLAN))における携帯式コンピュータ、無線ネットワークにおける固定コンピュータ、ポータブルハンドセット等を含むが、これらに限定されない。

無線アプリケーションは進歩し続けており、通信スペクトルの利用を競っている多くの装置、ネットワーク及びシステムも進歩し続けている。既に知られているように、通信スペクトルには、割り当て済みの又はライセンスされている部分だけでなく、ライセンスされていない部分もある。未だライセンスされていないスペクトルバンド(例えば、工業、科学及び医療(ISM)のための無線バンド)には、自由にアクセスしてよいので、これらのバンド(帯域)は多くのユーザにより使用される傾向がある。これに対して、ライセンスされている帯域の内僅かな部分しか使用されていないことを、最近の研究結果は示している。すなわち、ライセンスされていない帯域の多くは混雑しているが、ライセンスされている帯域の比較的大部分は未使用のままである。このことは、規制機関(例えば、米国の連邦通信委員会(FCC))が、現在の通信バンド割当やその利用性を評価することにつながる。

通信帯域の再割当の選択肢の1つは、通信スペクトルに動的にアクセスするように形成された無線ネットワークを利用することである。例えば、ダイナミックスペクトルアクセス(DSA: Dynamic Spectrum Access)無線ネットワークが、通信スペクトルの割り当て済みの(ライセンスされている)部分で使用されてもよい。例えば、DSA無線ネットワークは、テレビジョンの送信及び受信に一般的に割り当てられているスペクトルの中で使用されるかもしれない。したがって、ある部分の通信帯域は、さらに有効利用できる。

或る通信帯域をライセンスされていないユーザ(セカンダリユーザ、又は二次ユーザ)の利用に割り当てる際、スペクトルを管理することで、その帯域について優先的なアクセス権を有するライセンスユーザ(プライマリユーザ、一次ユーザ又はインカンベントユーザ(incumbent user))に、制限のないアクセスを保証する必要がある。

例えば、インカンベントユーザがチャネルを使用し始めると、セカンダリユーザは比較的短期間の間そのチャネルを手放すことを、規制機関(例えば、FCC)は要求する。したがって、媒体アクセス制御(MAC)レイヤ及び物理(PHY)レイヤの標準仕様は、その必要なスペクトル管理に対する規定を包んでいる必要がある。

DSA無線ネットワークのMACレイヤは、時間と共に変化する制限チャネル/バンドの占有状態を制御する。多くの直交周波数ドメインシステム(例えば、IEEE802.11a/g/n、802.16及び802.22の標準仕様で規定されているプロトコルに従うシステム)は、バイナリプリアンブルシーケンスを使って、初期の捕捉、同期確保及びチャネル推定を行う。これらの信号に対する重要な条件の1つは、ピーク対平均電力比(PAPR: peak-to-average-power ratio)である。通常、これらのシーケンスはコンピュータサーチにより決定され、標準仕様は、使用されるシーケンスを明示的に指定する。

したがって、DSA無線ネットワークのチャネルアクセスを制御する方法であって、制限された周波数チャネル及び周波数帯域で機能する方法が必要とされている。

大きなFFTサイズを使用するOFDMシステムの場合(例えば、FFTサイズが2048以上の場合)、任意的なプリアンブルシーケンスは、標準仕様の中でも実現の際にも煩雑である。シフトレジスタを使用する方法は、双方をかなり簡潔にするかもしれない(しかし、そのような試みは未だなされていない)。さらに、1つより多くのプリアンブルシーケンスを指定することがしばしば必要になり、それらは：初期捕捉用の短いプリアンブル、及びチャネル推定用の長いプリアンブルである。不都合なことに、既存のOFDMシステムは、周波数領域に[0 p₁ p₂ ... p_L 0 0 ... 0 p_L+1 p_L+2 ... p_2L]という形式のプリアンブルシーケンスを必要とし、この場合における最初の「0」はDCのゼロを表し、以後L個のプリアンブルシンボルが続き、帯域の末端に対するP個のゼロが続き、再びL個のプリアンブルシンボルが続く。FFTサイズは、N=2L＋P＋1 である。したがって、長さNのシフトレジスタシーケンスを直接的に使用することはできず、良好な相関特性やPAPR特性を得ることも困難である。

したがって、任意的な長さ及び低いPAPRのバイナリプリアンブルシーケンスを生成及び使用する更に一般的な方法が望まれている。

一実施例によれば、無線通信ネットワークにおける無線通信方法が使用される。無線通信方法は、バースト検出、同期及びチャネル推定を受信機で行うためのショートトレーニングシーケンス及びロングトレーニングシーケンスを生成するステップを有し、前記ショートトレーニングシーケンスは、i番目の指定サブキャリア(iは整数)に第1のゼロでないシンボルを有し、j番目の指定サブキャリア(jは整数)に第2のゼロでないシンボルを有し、時間領域において、複数の直交周波数分割多重(OFDM)シンボル各々の中で、Nサンプルのベクトルが2回反復されている(Nは整数)。

別の実施例によれば、シーケンス生成器を有する無線局を含む無線通信ネットワークが使用される。前記シーケンス生成器は、バースト検出、同期及びチャネル推定を受信機で行うためのショートトレーニングシーケンス及びロングトレーニングシーケンスを生成し、前記ショートトレーニングシーケンスは、i番目の指定サブキャリア(iは整数)に第1のゼロでないシンボルを有し、j番目の指定サブキャリア(jは整数)に第2のゼロでないシンボルを有し、時間領域において、複数の直交周波数分割多重(OFDM)シンボル各々の中で、Nサンプルのベクトルが2回反復されている(Nは整数)。

一実施例による無線通信システムの概略図。一実施例に関する概念的な説明図。一実施例によるスーパーフレームプリアンブルの概念図。一実施例によるCBPパケットの概念図。一実施例によるスーパーフレームプリアンブルの概念図。 CBPプリアンブルにおける非ゼロサブキャリアの位置と、CBPデータシンボルにおけるデータサブキャリア及びパイロットの位置とを示す、一実施例による概念図。一実施例によるCBPデータエンコーダ及びマッパの概略ブロック図。一実施例によるPAPR対シーケンス番号の関係を示す図。一実施例による相互相関対シーケンス番号の関係(時間領域)を示す図。一実施例による自己相関対シーケンス番号の関係(周波数領域)を示す図。一実施例による相互相関対シーケンス番号の関係(周波数領域)を示す図。

本発明は、添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことで最良に理解されるであろう。図中、様々な特徴要素は必ずしも寸法を描いているわけではないことに留意を要する。すなわち、説明の簡明化を図るため、寸法は適宜増減されているかもしれない。

本願で使用されているように、「制限された周波数チャネル」、「制限されたチャネル」又は「制限チャネル」という用語は、プライマリユーザが使用するように割り当てられている周波数チャネルを意味する。制限チャネルは或る通信スペクトルの部分であり、その通信スペクトルの部分は、FCCのような規制機関により許可された(ライセンスされた)ものである、又は或るユーザにより優先的にアクセスされる。例えば、合衆国のテレビジョンチャネルは、ライセンスされている周波数チャネルである。しかしながら、無線マイクロフォンのような或る装置は、その無線マイクロフォンがテレビジョンスペクトルを利用するように明示的にライセンスされていなかったとしても、他のユーザより高い優先度と共にネットワークにアクセスしてよい。したがって、制限されたチャネルとなるライセンスされていないチャネルは、制限されたチャネルとして考察される。さらに、いわゆる免許不要(licensed-exempt)チャネルは、或るユーザに優先的なアクセス権を与え、これも制限されたチャネルである。本願で使用されるように、「ある」及び「或る」という用語は1つ以上を意味し、「複数の」という用語は2つ以上を意味する。

以下の詳細な説明では、非限定的な説明を意図して、具体的詳細を開示する実施例が説明され、本願の教示内容の充分な理解を図る。しかしながら、本開示による恩恵を受けた当業者が、開示された具体的詳細の内容から逸脱せずに、他の実施例をもたらすことは明らかであろう。さらに、装置、方法、システム及びプロトコル等の周知の説明は、実施例の説明を曖昧にしないように省略されている。しかしながら、当業者の想定範囲内にあるそのような装置、方法、システム及びプロトコルは、本願実施例と共に使用されてよい。そして、図中、同様な参照番号は同様な特徴を指す。

本願で説明される実施例において、ネットワークは、セントラル化されたアーキテクチャの無線ネットワークでもよいし、又はセントラル化されていないアーキテクチャの無線ネットワークでもよいことに、留意を要する。例えば、ネットワークはDSA媒体アクセス(MAC)レイヤの下で機能するものでもよく、例えば、IEEE802.22に従って規定されたものでもよいし、IEEE802.16、IEEE802.11又はIEEE802.15に従って規定されてものでもよい。さらに、ネットワークは、セルラネットワーク、無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)、無線パーソナルエリアネットワーク(WPAN)又は地域無線ネットワーク(WRAN)等でもよい。本願実施例は、固定の1点対多点の地域無線ネットワークの媒体アクセス制御レイヤ(MAC)及び物理レイヤ(PHY)の観点から説明され、そのネットワークは、54MHz及び862MHz間のVHF/UHFのTVブロードキャストバンドで動作する。再び、これらは単なる例示に過ぎないこと、及び他のシステム応用例も想定されていることに留意を要する。

図1は、一実施例による無線ネットワーク100の概略図である。具体的な実施例では、無線ネットワーク100はセントラル化されたネットワークである。しかしながら、本願の教示内容は、分散型の無線ネットワークにも一般化されてよい。無線ネットワーク100はアクセスポイント(AP)101を含み、アクセスポイントは基地局(BS)とも言及される。無線ネットワーク100は、複数の無線局(STA)102をさらに有し、無線局は、無線装置や加入者宅内装置(CPE)等でもよい。ネットワークはリピータ(中継器)103を含んでもよい。

説明上、無線ネットワーク100は上述の様々なタイプのネットワークの何れかでもよい。さらに、STA102は、コンピュータ、移動電話機、パーソナルディジタルアシスタント(PDA)、又は他の同様な装置(一般にそのようなネットワークで動作する装置)でもよい。一実施例では、少なくとも1つのSTA102は固定局である。STA102は或る周波数帯域の制限された周波数チャネルで機能するように形成されることが想定されており、その周波数帯域ではインカンベントユーザの保護を要する。このように、BS101及びSTA102はセカンダリ装置であり、ネットワーク100はセカンダリネットワークである。しばしば、簡明化のため、制限された周波数チャネル及び制限されたチャネルは、「チャネル」と言及されてもよい。

いくつかのSTA102しか示されていないが、これは単に説明の簡明化のためであることに留意を要する。当然に、他の多くのSTA102が使用されてもよい。そして、それらのSTA102は必ずしも同じであるとは限らないことに留意を要する。すなわち、選択されたプロトコルに従って機能するように構築された多くの様々なタイプのSTAが、ネットワーク100内で使用されてよい。

一実施例によるMACレイヤに関する方法及び装置は、チャネルの利用法及び品質が時間と共に変化する動的な環境で使用されてもよい(例えば、その環境ではTVバンド用に設定された新たな無線技術が使用される。)。一実施例によるセカンダリSTAのネットワークは、有利なことに、動的な方法でチャネルの利用性(情報)を取得し、及び有利なことに、他のセカンダリSTAに、インカンベント装置によるチャネルの占有(情報)又は将来的な占有(情報)を通知する。本願で詳細に説明されるように、実施例によるDSA-MACレイヤに関する方法及び装置は、チャネルアクセス命令をセカンダリSTA102に与える。有利なことに、チャネルアクセス命令は、インカンベント装置による制限チャネル/帯域の自由な利用を促し、かつセカンダリSTAによる制限チャネル/バンドへのアクセスを促す。

図2は、一実施例によるシフトレジスタ手段の概念図である。説明の便宜上、シフトレジスタ200は、ソフトウエアによりSTA102の受信機内で実現される。バースト検出、同期及びチャネル推定をWRAN受信機において行うため、2種類の周波数領域シーケンスが規定される。第1のシーケンスは、ショートトレーニング(ST)シーケンスと言及される。このシーケンスは、非ゼロのシンボルを4サブキャリア毎に挿入することで形成される。ショートトレーニングシーケンス及びロングトレーニングシーケンス双方に関し、単一のTVバンドの中心周波数にDCサブキャリアが対応付けられる(マッピングされる)。利用可能な帯域全てにおいて、スーパーフレームプリアンブルが送信され/反復される。これは、時間領域において、各OFDMシンボルにおいて512サンプルベクトルを4回反復したものになる。第2シーケンスは、ロングトレーニング(LT)シーケンスと言及される。このシーケンスは、非ゼロのシンボルを2サブキャリア毎に挿入することで形成される。これは、時間領域において、各OFDMシンボルにおいて1024サンプルベクトルを2回反復したものになる。

ST及びLTシーケンスは、スーパーフレーム、フレーム及びCBPプリアンブルを本願で説明されるように形成するのに使用される。シーケンスは、バイナリ(+1,-1)シンボルを周波数領域で使用し、特定の方法でM個のシーケンスから生成され、低いピーク対平均電力比(PAPR)を保証する。スーパーフレームの持続時間(期間)は比較的長く、その結果、チャネル応答がスーパーフレームの期間内で変化するかもしれない。さらに、スーパーフレームプリアンブルはバンド毎に送信されるが、フレームは複数のバンドにわたって送信可能である。したがって、スーパーフレームプリアンブルを使って導出されたチャネル推定値は、フレームについては正確でないかもしれない。さらに、緻密な周波数オフセット計算値を再初期化するため、チャネル推定シーケンスがSTA102により使用されてもよい。したがって、フレームプリアンブルでロングトレーニングシーケンスを送信することは必須である。

ショートトレーニングを生成する場合、周期が511の周期的なシーケンスP^ST _REFが、ある生成多項式(X⁹＋X⁸＋X⁶＋X⁵＋X³＋X²＋1)の擬似雑音(PN)シーケンス生成器を用いて生成される。PNシーケンス生成器は、1 1111 1111の値に初期化される。(BPSKマッピングを用いた場合)結果のP^ST _REFは、次のようになる。

次に、P^ST _S＝P^ST _REF(S：S＋510)が規定され、第1シフト値S₁＝488及び第2シフト値S₂＝277と共にP^ST ₄₈₈及びP^ST ₂₇₇がそれぞれ形成される。これらのシーケンスの最初の210シンボルは、次のようになる。

シーケンスP^ST ₄₈₈(0：209)及びP^ST ₂₇₇(0：209)は、16進フォーマットの以下のシーケンスの最初の210ビットである。

2048の長さの周波数領域STシーケンスは、以下の数式を用いて、上記の2つのシーケンスから形成される。

結果のSTシーケンスは次のようになる。

上記のシーケンスにIFFTを施すと、時間領域において、512サンプルベクトルを4回反復したものが生成される。このベクトルの或る複製部分(レプリカ)が、ガードインターバル(GI)で送信される。因子√(N_T/420)は信号エネルギを規格化するために使用されており、N_Tは使用されているサブキャリア数を表す。

ロングトレーニングを生成する場合、周期が1023の周期的なシーケンスP^LT _REFが、ある生成多項式(X¹⁰＋X⁹＋X⁷＋X⁵＋X⁴＋X²＋1)の擬似雑音(PN)シーケンス生成器を用いて生成される。PNシーケンス生成器は、11 1111 1111の値に初期化される。(BPSKマッピングを用いた場合)結果のP^LT _REFは、次のようになる。

次に、P^LT _S＝P^LT _REF(S：S＋419)が規定され、S₁＝536及びS₂＝115と共にP^LT ₅₃₆及びP^LT ₁₁₅がそれぞれ形成される。これらのシーケンスの最初の420シンボルは、次のようになる。

2048個の要素の周波数領域LTシーケンスは、以下の数式を用いて、上記の2つのシーケンスから形成される。

結果のLTシーケンスは次のようになる。

P_LTにIFFTを施すと、時間領域において、1024サンプルベクトルを2回反復したものになる。

上述したように、トレーニングシーケンスは、生成多項式、初期シーケンス及び2つのシフト値S₁,S₂によって特定される。以下の表1は、上記と同じ生成器及び初期値と共に、114個のLTシーケンスのシフト値S₁及びS₂を列挙している。これらのシーケンス全てが、低いPAPR及び低い相互相関値を有する。

(表1)

一実施例では、周波数及び時間の同期をとるために、スーパーフレームプリアンブルが受信機で使用される。受信機は、スーパーフレーム制御ヘッダ(SCH)をデコードしなければならないので、受信機はチャネル応答を決定しておく必要がある。したがって、スーパーフレームプリアンブルは、チャネル推定フィールドも含む。

図3には、スーパーフレームプリアンブルのフォーマットが示されている。スーパーフレームプリアンブルは、2つのOFDMシンボルの期間にわたり、ショートトレーニングシーケンスを5つ反復したものと、ロングトレーニングシーケンスを2つ反復したものとで構成される。ガードインターバルは、ロングトレーニングシーケンスでのみ使用されている。スーパーフレームプリアンブルのガードインターバル長は、T_GI＝(1/4)T_FFT として与えられる。STシーケンス及びLTシーケンスは、上述したようにして生成される。LTシーケンスのシフト値S₁及びS₂はシーケンス番号により決定され、シーケンス番号は基地局ID及びセルIDから導出される。スーパーフレームプリアンブルの持続時間は、T_{superframe preamble}＝746.666ms である(6MHzのTVチャネルを想定している)。

ショートトレーニングシーケンス及びロングトレーニングシーケンス双方に関し、1つのTVバンドの中心周波数に、DCサブキャリアが対応付けられる。スーパーフレームプリアンブルは、利用可能なバンド(帯域)の全てにおいて送信/反復される。

図4には、フレームプリアンブルのフォーマットが示されている。フレームプリアンブルは、SCHにより指定されるT_GIを使用する。シングルチャネルの動作の場合、スーパーフレーム中の第1フレームは、プリアンブルを含んではならない。スーパーフレームプリアンブルで使用されるシーケンスは、フレームプリアンブルでも使用すべきである。

スーパーフレームの期間は比較的長く、その結果、チャネル応答がスーパーフレームの期間内で変化するかもしれない。さらに、スーパーフレームプリアンブルはバンド毎に送信されるが、フレームは複数のバンドにわたって送信可能である。したがって、スーパーフレームプリアンブルを使って導出されたチャネル推定値は、フレームについては正確でないかもしれない。さらに、緻密な周波数オフセット計算値を再初期化するため、チャネル推定シーケンスがCPEにより使用されてもよい。したがって、フレームプリアンブルでロングトレーニングシーケンスを送信することは必須である。

CBPプリアンブルは、1つのOFDMシンボルで形成される。STシーケンスは、S₁＝233及びS₂＝22と共に上述したように生成される。これらのシフトは、スーパーフレームプリアンブルとの相互相関が低いプリアンブルを生成する。なぜなら、CBPプリアンブルは、スーパーフレームプリアンブルと異なるべきだからである。シーケンスP^ST ₂₃₃(0：209)及びP^ST ₂₂(0：209)は、16進フォーマットの以下のシーケンスの最初の210ビットである。

スーパーフレーム制御ヘッダは、チャネル数、フレーム数、チャネル番号等のような情報を含む。SCHの長さも可変なので(最小値は19バイトであり、最大値は42バイトである)、IEsの変数も含まれる。

スーパーフレーム制御ヘッダは、順方向誤り訂正に関連して本願で説明される方法/モジュールを用いてエンコード(符号化)される。SCHは、基本的なデータレートモードを用いて送信される。15ビット乱数発生器の初期シーケンスは、全て1に設定される(すなわち、1111 1111 1111 111)。SCHは、BSに関連する総てのCPEにより(すなわち、そのBSの領域内の総てのCPEにより)デコードされる必要がある。

スーパーフレーム制御ヘッダは、総てのサブチャネルで送信される。スーパーフレーム制御ヘッダは、BSの領域内の総てのCPEによりデコードされる必要があるので、SCHは総てのバンドで反復されなければならない。

SCHの42バイトは、レート1/2の畳み込み符号器によりエンコードされ、インターリーブの後、QPSKコンステレーションを利用してマッピングされ、その結果336個のシンボルになる。SCHの堅牢性(ロバスト性)を向上させため、及び利用可能なサブキャリアのさらなる有効利用を図るため、因子4の拡散(拡散率が4の拡散)がマッパの出力に適用される。

ここで、D_iはi番目のQPSKシンボルを表し、S_kはk番目のデータサブキャリアにおけるシンボルを表す。SCHに関するサブキャリア割当法を用いると、S₀はサブキャリア(1,2)にマッピングされ、S₁はサブキャリア(1,3)にマッピングされる、等々である。

上記の拡散処理は1344個のシンボルをもたらし、これらは28個のサブキャリアを占める(サブチャネルの定義に関するサブキャリア割当選択法を参照。)。これは、帯域の端部(バンドエッジ)各々の2つのサブチャネルを解放し、これらはガードサブチャネルとして定義される。バンドエッジにおける余分なガードサブキャリアは、CPEがSCHを良好にデコードできるようにする。チャネル結合(channel bonding)の場合、形成された2K個のIFFTベクトルが反復され、4K及び6K長のIFFTベクトルを生成する。SCHの場合、T_FFTに対するT_GIの比率は、1/4である。

SCHは28個のサブキャリアのみを使用する。サブキャリア割当SubCarrier(n,k)は次式により規定される。

ここで、
n はサブチャネルのインデックスであり、
k はサブキャリアのインデックスである。

各サブチャネルの中で、6個のパイロットサブキャリアが特定されている。パイロットサブキャリアは、SCHシンボルに使用されるサブキャリアにわたって均一に分散している。第1から始まって9サブキャリア毎にパイロットサブキャリアが指定されている。SCHにおけるパイロットのサブキャリアインデックスは、次のとおりである：
{-756, -747, -738,... -18, -9, 9, 18,... 738, 747, 756}
サブチャネル中の残りのサブキャリアは、データサブキャリアとして指定される。

図5には、CBPパケットのフォーマットが示されている。CBPパケットは、プリアンブル部及びデータ部から構成される。CBPプリアンブルは、1つのOFDMシンボルの期間にわたり、上述したようにして生成される。CBPデータ部は、1つ又は2つのOFDMシンボルの期間にわたってよい。第1シンボル中の長さフィールドは、第2シンボルの存否を受信機が判断できるようにする。

CBPプリアンブルは、ショートトレーニングシーケンスを4回反復したもので形成される。受信機は、このフィールド中の最初の2つのショートトレーニングシーケンスを使って同期捕捉及びAGC設定を行い、次の2つのショートトレーニングシーケンスを使って周波数オフセット推定を行うことができる。CBPデータシンボルは、データ及びパイロットサブキャリアで形成される。1680個の使用されるサブキャリアの内、426個のサブキャリアはパイロットサブキャリアとして指定され、残りの1254個のサブキャリアはデータサブキャリアとして指定される。

CBPプリアンブルにおけるゼロでないサブキャリアの位置と、CBPデータシンボルにおけるパイロット及びデータサブキャリアの位置は、以下に示されており、これは図6に概念的に示されている。

図7は、CBPデータエンコーダ及びマッパの概略ブロック図を示す。CBPペイロードは、符号化(エンコード)及びマッピングの前に、418ビットのブロックに分割される。418ビットのブロック各々は、先ず、レート1/2の畳み込み符号器によりエンコードされる。エンコードされたビットは、QPSKコンステレーションによりマッピングされ、418シンボルになる。これらのQPSKシンボル各々が3つのサブキャリアで伝送され、さらなる周波数ダイバーシチ効果をもたらす。以下の数式による拡散の機能が説明される。

ここで、D_iはi番目のQPSKシンボルを表し、S_kはk番目のデータサブキャリアにおけるシンボルを表す。1254個の拡散されたシンボルは、それらの上述の対応する場所に挿入される。その結果、シンボルS₀は周波数範囲(周波数ビン)3に挿入され、シンボルS₁は周波数範囲4に挿入され、シンボルS₂は周波数範囲5に挿入され、シンボルS₃は周波数範囲7に挿入される、等々である。そして、426個のパイロットシンボルが、それらの上述の指定された周波数ビン(bin)に挿入される。結果のベクトルは、IFFTモジュールにより時間領域の信号に変換される。

標準的な受信機は、パイロットシンボルとプリアンブルシンボルとを組み合わせ、補間を行い、チャネル推定値を導出することができる。これらのチャネル推定値を用いて、CBPデータシンボルを等化することができる。受信機は、データシンボルを逆拡散するため、最大比合成(MRC: Maximum Ratio Combining)を使用することもできる。ビタビ(Viterbi)アルゴリズムを使用するデコードが好ましい。

802.16や802.22のようなアプリケーションの場合、プリアンブルシーケンスの群が必要になる。なぜなら、各セルの基地局が、その群中のシーケンスの1つを身元(識別情報)として使用するからである。低いPAPR特性を有することに加えて、時間及び周波数の双方向におけるシーケンス群の自己相関特性及び相互相関特性により、どのシーケンスが受信されているかを受信機が簡易な相関計算法で判別できるようにする必要がある。各シーケンスのペアの自己相関及び相互相関の特性をメトリックに組み込み、あるシーケンスが上記のシーケンス群に追加されるべきか否かを決めることで、そのようなシーケンス群を構築するのに上記の方法を使用することができる。各シーケンスは、同じ生成器から導出され、2つのシフトパラメータにより識別(区別)される。

図8ないし11は、表1で説明されたシフト値と共に、114個のシーケンスを含むシーケンス群の特性が示されている。図8は群中の各シーケンスのPAPRを示す。群中の任意の2シーケンス間の時間領域における最大相互相関が、総ての可能な時間遅延について、約-12dBであることを図9は示し、この値は、ロバストなシーケンス判別を可能にする程度に充分低い。図10は、群中の各シーケンスについての周波数領域のサイクリックな自己相関特性を、総ての可能な遅延について示している。再び、ゼロ以外の遅延について、シーケンスは非常に低い相関値を有し、周波数領域の同期を可能にする。図11は、11の周波数ラグに関する周波数領域における最大のサイクリックな相互相関を、任意の2つのシーケンスについて示す。

本開示に関して説明されたいくつかの方法及び装置は、ハードウエアやソフトウエアで実現可能なことに留意を要する。さらに、様々な方法及びパラメータは、単なる一例であり、非限定的なものである。本開示に関し、添付の特許請求の範囲の目的の範囲内において、当業者は、自身の技術及びその技術を実行あらしめるのに必要な機器を特定し、本願の教示内容を実現することができる。

Claims

無線通信ネットワークにおける無線通信方法であって、
バースト検出、同期及びチャネル推定を受信機で行うためのショートトレーニングシーケンス及びロングトレーニングシーケンスを生成するステップを有し、
前記ショートトレーニングシーケンスは、i番目の指定サブキャリア(iは整数)に第1のゼロでないシンボルを有し、j番目の指定サブキャリア(jは整数)に第2のゼロでないシンボルを有し、時間領域において、複数の直交周波数分割多重(OFDM)シンボル各々の中で、Nサンプルのベクトルが2回反復されている(Nは整数)、無線通信方法。
前記シーケンスが、X¹⁰＋X⁹＋X⁷＋X⁵＋X⁴＋X²＋1 にしたがって生成された擬似雑音(PN)シーケンスである、請求項1記載の無線通信方法。
前記ショート及びロングトレーニングシーケンスは、シフト値S1及びS2の分だけそれぞれシフトされたものである、請求項1記載の無線通信方法。
i＝2である、請求項1記載の無線通信方法。
j＝4である、請求項1記載の無線通信方法。
前記第1のゼロでないシンボルは、i個のサブキャリア毎に設定され、前記第2のゼロでないシンボルは、j個のサブキャリア毎に設定される、請求項1記載の無線通信方法。
N＝1024である、請求項1記載の無線通信方法。
ショート及びロングトレーニングシーケンスの群を生成するステップをさらに有し、生成されたシーケンスは、基地局のIDを与える、請求項1記載の無線通信方法。
シーケンス生成器を有する無線局を含む無線通信ネットワークであって、
前記シーケンス生成器は、バースト検出、同期及びチャネル推定を受信機で行うためのショートトレーニングシーケンス及びロングトレーニングシーケンスを生成し、
前記ショートトレーニングシーケンスは、i番目の指定サブキャリア(iは整数)に第1のゼロでないシンボルを有し、j番目の指定サブキャリア(jは整数)に第2のゼロでないシンボルを有し、時間領域において、複数の直交周波数分割多重(OFDM)シンボル各々の中で、Nサンプルのベクトルが2回反復されている(Nは整数)、無線通信ネットワーク。
前記シーケンスが、X¹⁰＋X⁹＋X⁷＋X⁵＋X⁴＋X²＋1 にしたがって生成された擬似雑音(PN)シーケンスである、請求項9記載の無線通信ネットワーク。
前記ショート及びロングトレーニングシーケンスは、シフト値S1及びS2の分だけそれぞれシフトされたものである、請求項9記載の無線通信ネットワーク。
i＝2である、請求項9記載の無線通信ネットワーク。
j＝4である、請求項9記載の無線通信ネットワーク。
前記第1のゼロでないシンボルは、i個のサブキャリア毎に設定され、前記第2のゼロでないシンボルは、j個のサブキャリア毎に設定される、請求項9記載の無線通信ネットワーク。
N＝1024である、請求項9記載の無線通信ネットワーク。
前記シーケンス生成器は、ショート及びロングトレーニングシーケンスの群を生成し、生成されたシーケンスは、基地局のIDを与える、請求項9記載の無線通信ネットワーク。