JP2012531767A - パイロットによるタイムオフセット推測装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パイロットによるタイムオフセット推測装置及びその方法を提供する。
【解決手段】該装置は、各サブキャリアにおいて、受信した周波数領域復調参照シンボルとローカルの周波数領域復調参照シンボルに基づいて、ターゲットユーザのパイロットビット周波数領域チャネル推測値を取得するパイロットビットチャネル推測ブロックと、各ターゲットユーザについて、それぞれ、各サブキャリア上のパイロットビットチャネル推測値を用いてタイムオフセットを推測するタイムオフセット推測ブロックと、を備える。本発明は受信したパイロットシーケンスに基づいて多ユーザのタイムオフセットを推測することによって、タイムオフセットの補償及びタイムオフセットの報告にさらに正確な測定量を提供し、受信機機能に対するタイムオフセットの影響を低減することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、移動通信分野に関し、特に移動通信分野における直交周波数分割多重（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ，ＯＦＤＭ）システムのパイロットによるタイムオフセット推測装置及びその方法に関する。

ＬＴＥプロジェクトは、最近３ＧＰＰにより開始している最大の新たとなる研究プロジェクトであり、３Ｇのエアーアクセス技術を改善し、強化している。３Ｇに比べ、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ、長期的進化）は技術的優位に置かれ、その優位としては、ユーザデータレイトが高く、パケット方式で伝送を行い、システムの遅延が低下され、システムの容量及びカバー領域が改善され、経営コストが低下される等に反映される。

ＬＴＥのダウンリンクはＯＦＤＭ技術を用い、ＯＦＤＭはスペクトルの利用率が高く、マルチパス干渉を防止する等の特徴を有し、ＯＦＤＭシステムは無線チャネルによる影響を有効に抵減することができる。通常、ＯＦＤＭシステムに複数のアンテナが設置され、各アンテナに複数のパイロットの位置がある。ＬＴＥのアップリンク伝送は、サイクリックプレフィックス付きのシングルキャリア周波数分割マルチアクセスシステム（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ， ＳＣ−ＦＤＭＡ）を利用し、アップリンクに用いられているサイクリックプレフィックス付きのＳＣ−ＦＤＭＡ伝送において、ＤＦＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ，離散フーリエ変換）を経て周波数領域信号を得て、ゼロシンボルを挿入し、スペクトルシフトを行い、シフト後の信号が再びＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ，逆フーリエ変換）を経るため（その故に、ＳＣ−ＦＤＭＡシステムはＤＦＴ-Ｓ-ＯＦＤＭ（フーリエ変換に基づいて拡張される直交周波数分割多重）システムとも呼ばれる）、送信端末のピーク対平均電力比を低下することができる。

シンボルタイミングのオフセットによって周波数領域の位相が回転し、周波数領域シンボルに応じて位相を累算することがある。時間領域のタイミングオフセットは、遅延スプレッドに対するＯＦＤＭの感度を増加し、それによってシステムが許容する遅延スプレッドがその設定値未満になってしまう。このような悪い影響をできるだけ減少するため、タイムオフセットをできるだけ減少する必要がある。従って、タイムオフセットを推測してタイムオフセットを補正しなければならない。

プロトコル３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１３における「Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ(Ｅ−ＵＴＲＡ)；Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ」にはタイムアライメント（ＴＡ）に関する内容が記載されている。基地局は、アップリンク受信信号に応じ、ＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ、ユーザ機器）のアップリンクの同期タイムオフセット値を測定し、該タイムアライメント量（ＴＡ）をＵＥに送信し、ＵＥは受信した値に基づいて自分の送信時間を調節し、アップリンク同期を実現するため、タイムオフセットの推測はＬＴＥシステムにおける不可欠な部分となる。

シンボルタイミングオフセットとサブキャリア位相とは対応関係を持ち、タイミングが変化するに伴ってサブキャリア上のシンボル位相は対応して変化する。サンプリング値間隔のタイミングオフセットが周波数領域における隣り合う二つのサブキャリアの間で生じる位相オフセットは、

である。

その中、Ｎはシステムがサンプリングした周波数に対応するＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ，高速フーリエ変換）ポイント数である。位相オフセットは、キャリア距離に応じて線的に累算し増加され、ある程度に達すると位相回転が発生する。

既存のタイムオフセット推測技術は雑音に敏感であって、信号対雑音比が低い条件では良好のタイムオフセット推測機能を提供できず、受信機機能に対するタイムオフセットの影響を低減することができなかった。

前記の課題に鑑み、受信機機能に対するタイムオフセットの影響を低下するため、簡単で実現し易く、タイムオフセット推測を有効に行うことができる装置を提供する必要がある。本発明は、前記課題を解決できるＯＦＤＭシステムにおけるパイロットによるタイムオフセット推測装置及び方法を提供することを目的とする。

本発明は、各サブキャリアにおいて、受信した周波数領域復調参照シンボルとローカルの周波数領域復調参照シンボルに基づく算出によりターゲットユーザのパイロットビット周波数領域チャネル推測値を取得するパイロットビットチャネル推測ブロックと、各ターゲットユーザについて、それぞれ、各サブキャリア上のパイロットビット周波数領域チャネル推測値の位相差を用いてタイムオフセットを推測するタイムオフセット推測ブロックと、を備える直交周波数分割多重システムのパイロットによるタイムオフセット推測装置を提供することを目的としている。

また、本発明は、受信した周波数領域復調参照シンボルとローカルの周波数領域復調参照シンボルに基づく算出によりターゲットユーザのパイロットビット周波数領域チャネル推測値を取得するステップと、各ターゲットユーザについて、それぞれ、各サブキャリア上のパイロットビット周波数領域チャネル推測値の位相差を用いてタイムオフセットを推測するステップと、を含む直交周波数分割多重システムのパイロットによるタイムオフセット推測方法を提供することを目的としている。

前記パイロットによるタイムオフセット推測装置によると、受信したパイロットシーケンスに基づいて多ユーザのタイムオフセット推測を行って、タイムオフセットの補償及びタイムオフセットの報告にさらに正確な測定量を提供し、受信機機能に対するタイムオフセットの影響を低減することができる。

本発明のパイロットによるタイムオフセット推測方法によると、基地局と端末との間の相対的なタイムオフセットを有効に推測することができ、また時間領域での多ユーザ分離及び雑音除去の方法を利用しているため、単一ユーザのタイムオフセット推測が可能であると共に、複数のＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ、多入力多出力技術）ユーザのタイムオフセット推測も可能であって、ある程度の耐雑音性を備え、信号対雑音比が低い状況でも正確な推測値を得る事ができる。

本発明の他の特徴及びメリットは明細書にて記述し、明細書からさらに明確になる、又は本発明を実施することによって把握できる。本発明の目的及び他のメリットは、明細書、特許請求の範囲、図面に特別に指摘された構造によって実現することができる。
ここで説明する図面は本発明を理解させるためのものであり、本発明の一部を構成し、本発明における実施例と共に本発明を解釈するためのものであり、本発明を不当に限定するものではない。

図１は、ＳＣ−ＦＤＭＡシステムパイロット信号（ＰＵＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ、物理アップリンク共用チャネル）チャネル復調参照信号）の位置を示す図である。 図２は、本発明の一実施例に係わるタイムオフセット推測装置を示す図である。 図３は、本発明のもう一つの実施例に係わるタイムオフセット推測装置を示す図である。 図４は、本発明の一実施例に係わるタイムオフセット推測方法を示すフローチャートである。 図５は、本発明のもう一つの実施例に係わるタイムオフセット推測方法を示すフローチャートである。

機能の説明
受信機機能に対するタイムオフセットの影響を低減するため、本発明の実施例によると、各サブキャリアにおいて、受信した周波数領域復調参照シンボルとローカルの周波数領域復調参照シンボルに基づく算出によりターゲットユーザのパイロットビット周波数領域チャネル推測値を取得するパイロットビットチャネル推測ブロックと、各ターゲットユーザについて、それぞれ、各サブキャリア上の前記パイロットのチャネル推測値の位相差を用いてタイムオフセットを推測するタイムオフセット推測ブロックと、を備えるパイロットによるタイムオフセット推測装置を提供する。

ここで、互いに矛盾しない限り、本発明における実施例及び実施例に記載の特徴を組み合わせることができる。以下、図面を参照しつつ、実施例に合わせ本発明を詳しく説明する。以下に説明する好適な実施例は本発明を説明及び解釈するためのものであり、本発明を制限するものではないことは言うまでもない。

装置実施例
本発明の実施例によると、図２に示すように、各サブキャリアにおいて、受信した周波数領域復調参照シンボルとローカルの周波数領域復調参照シンボルに基づく算出によりターゲットユーザのパイロットビット周波数領域チャネル推測値を取得するパイロットビットチャネル推測ブロックＡと、各ターゲットユーザについて、それぞれ、各サブキャリア上のパイロットビットチャネル推測値の位相差を用いてタイムオフセットを推測するタイムオフセット推測ブロックＤと、を備えるパイロットによるタイムオフセット推測装置を提供する。

本実施例において、タイムオフセット推測ブロックＤは、以下の式に従って各パイロットの位置、各受信アンテナ上のタイムオフセット推測値ｔ_{０,slot_i,kda,(m)}を算出する：

その中、ｍはターゲットユーザであり、ｓｌｏｔ＿ｉはタイムスロットであり、ｋａはアンテナであり、Ｍは周波数領域チャネル推測値の長さであり、ＮはＦＦＴポイント数であり、「ａｎｇｌｅ（ ）」は角度を求める関数であり、「ｃｏｎｊ（ ）」は共役を求める関数であり、Ｈ_{ｋ，ｓｌｏｔ＿ｉ，ｋａ，（ｍ）}は第ｋ番目のサブキャリアの周波数領域チャネル推測値であり、Ｈ_{ｋ＋ｓ，ｓｌｏｔ＿ｉ，ｋａ，（ｍ）}は第ｋ＋ｓ番目のサブキャリアの周波数領域チャネル推測値であり、Ｓはキャリア間隔要素で整数を取り、Ｍ−Ｓ未満である。セルに通常のサイクリックプレフィックスが配置された場合、Ｓは６となり、セルに拡張されたサイクリックプレフィックスが配置された場合、Ｓは２となるようになっている。

関連技術において、タイムオフセットの推測は雑音に敏感であって、信号対雑音比が低い状況では良好のタイムオフセット推測機能を提供することができない。しかし、本実施例によると、受信したパイロットシーケンスに基づいて多ユーザのタイムオフセット推測を行って、タイムオフセットの補償及びタイムオフセットの報告のためにさらに正確な測定量を提供し、受信機機能に対するタイムオフセットの影響を低減することができる。

本発明の他の実施例によると、図３に示すように、パイロットビットチャネル推測ブロックＡと、パイロットチャネル推測の多ユーザ間の分離及び時間領域での雑音除去ブロックＢと、時間領域チャネル推測値を周波数領域に変換するブロックＣと、タイムオフセット推測ブロックＤと、を備える直交周波数分割多重システムのタイムオフセット推測装置を提供する。各ブロックは直列接続されている。

その中、パイロットビットチャネル推測ブロックＡは、各サブキャリアにおいて、受信した周波数領域復調参照シンボル及びローカル周波数領域復調参照シンボルに基づいて算出し、ターゲットユーザのパイロットビット周波数領域チャネル推測値を得る。パイロットチャネル推測の多ユーザ間の分離及び時間領域での雑音除去ブロックＢは、パイロットチャネル推測に多ユーザ間の分離及び時間領域での雑音除去を行う。時間領域チャネル推測値を周波数領域に変換するブロックＣは、雑音除去後の時間領域チャネル推測値を周波数領域に変換する。タイムオフセット推測ブロックＤは、サブキャリア位相差を用い、それぞれ、各パイロットの位置、各受信アンテナ上のタイムオフセット推測値を算出し、複数のパイロット位置、受信アンテナ上のタイムオフセット推測値の平均値を求める。

パイロットチャネル推測の多ユーザ間の分離及び時間領域での雑音除去ブロックＢは、パイロットビットチャネル推測ブロックによって取得されたパイロットビット周波数領域チャネル推測値を時間領域に変換して時間領域チャネル推測値を得る時間領域チャネル推測値取得ブロックと、ターゲットユーザの有効チャネルインパルス応答ウィンドウ長さを算出しユーザを分離するインパルス応答ウィンドウ長さ取得ブロックと、取得した時間領域チャネル推測値とターゲットユーザの有効チャネルインパルス応答ウィンドウから、各アンテナのターゲットユーザの有効チャネルインパルス応答ウィンドウ外の雑音をフィルタリングする雑音フィルタリングサブブロックと、をさらに備えることができる。

本実施例において、インパルス応答ウィンドウ取得サブブロックにおいて、以下の式に従ってターゲットユーザの有効チャネルインパルス応答ウィンドウ長さＬｗを算出する：

ここで、有効チャネルインパルス応答ウィンドウ長さＬ_ｗは、前ウィンドウ長さと後ウィンドウ長さを含み、前ウィンドウ長さがＬ_ｆｏｒｅ＝λ_ｆＬ_ｃであり、後ウィンドウ長さがＬ_ｐｏｓｔ＝λ_ｐＬ_ｃであると、Ｌ_ｗ＝Ｌ_ｆｏｒｅ＋Ｌ_ｐｏｓｔとなり、Ｍは周波数領域チャネル推測値の長さであり、λ_ｆとλ_ｐはウィンドウ幅調整要素であり、

は切り下げ整数を求める関数であり、ｌ_ｃｐはサイクリックプレフィックスの長さであり、Ｌ_cは算出したＣＰに対応するウィンドウ長さパラメータである。

本実施例において、時間領域での多ユーザ間の分離及び雑音除去の方法を利用しているため、単一ユーザにタイムオフセット推測を行うことが可能であれば、複数のＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Iｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ，多入力多出力技術）のユーザにタイムオフセット推測も行うことも可能であって、ある程度の耐雑音性を有し、信号対雑音比が低い状況でも正確な推測値を得ることができる。

方法実施例
本発明のもう一つの態様によると、図４に示すようなパイロットによるタイムオフセット推測方法を提供する。当該方法は、ステップＳ１００とステップＳ４００とを含む。

各サブキャリアにおいて、受信した周波数領域復調参照シンボルとローカル周波数領域復調参照シンボルに基づく算出によりターゲットユーザのパイロットビット周波数領域チャネル推測値を取得する（ステップＳ１００）。
各ターゲットユーザについて、それぞれ、各サブキャリア上の前記パイロットビット周波数領域チャネル推測値の位相差を用いてタイムオフセット推測を行う（ステップＳ４００）。

Ｓ４００は、ステップＳ４０１〜ステップＳ４０２を含む。
ユーザｍの周波数領域チャネル推測値を取得した場合、ターゲットユーザｍについて、各サブキャリア上の周波数領域チャネル推測値の位相差を用いてタイムオフセット推測を行う（ステップＳ４０１）。下式に従って各パイロットの位置、各受信アンテナ上のタイムオフセット値をそれぞれ算出し、

であり、
ここで、Ｍは周波数領域チャネル推測値の長さであり、ＮはＦＦＴポイント数（２０Ｍ->２０４８）であり、「ａｎｇｌｅ（ ）」は角度を求める関数（単位は弧度である）であり、「ｃｏｎｊ（ ）」は共役を求める関数であり、Ｈ_{ｋ，ｓｌｏｔ＿ｉ，ｋａ，（ｍ）}は第ｋ番目サブキャリアの周波数領域チャネル推測値であり、Ｈ_{ｋ＋Ｓ，ｓｌｏｔ＿ｉ，ｋａ，（ｍ）}は第ｋ＋ｓ番目サブキャリアの周波数領域チャネル推測値であり、Ｓはキャリア間隔要素であり、整数値をとり、Ｍ−Ｓ未満であり、セルにｎorｍａl ＣＰ（通常のサイクリックプレフィックス）が配置された場合、Ｓの値が６となり、セルにＥｘｔｅｎｄｅｄ ＣＰ（拡張されたサイクリックプレフィックス）が配置された場合、Ｓの値が２となり、推測して得たタイムオフセット値ｔ_{０，ｓｌｏｔ＿ｉ，ｋａ，（ｍ）}の単位はＴ_Ｓである。
複数のパイロット位置、受信アンテナ上のタイムオフセット推測値の平均値を求める（ステップＳ４０２）。ここで、二つのパイロットに対し下式に従ってそれぞれ算出したｔ_０の平均値を求め、その後受信アンテナの平均値を求めて現在のサブフレームのタイムオフセット推測値

を得て、但し、

であり、推測して得た

を用いてタイムオフセット補償を行う、またはＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ，媒体アクセス制御）層に報告することによって、ＭＡＣがタイムを調節するようにＵＥに通知する。

本実施例によると、受信したパイロットシーケンスに基づいて多ユーザのタイムオフセット推測を行い、タイムオフセットの補償及びタイムオフセットの報告のためにさらに正確な測定量を提供できるため、受信機機能に対するタイムオフセットの影響を低減することができる。

以下、図５に合わせ、本発明の他の実施例を詳しく説明する。ここで、以下に記載の好適な実施例は本発明を説明及び解釈するものであり、本発明がこれらに限定されないことは言うまでもない。

図５に示す本発明の他の実施例に係わるパイロットによるタイムオフセット推測方法は、ステップＳ１００とステップＳ２００とを含む。
受信した周波数領域復調参照シンボルとローカル周波数領域復調参照シンボルに基づいてターゲットユーザのパイロットビット周波数領域チャネル推測値を得る（ステップＳ１００）。その中、タイムスロットｓｌｏｔ＿ｉとアンテナｋａにおいて、周波数領域の受信シーケンスはＹ_{ｋ，ｓｌｏｔ＿ｉ，ｋａ}であり、ローカル周波数領域でのパイロット位置はＸ_ｋであると、チャネル推測Ｈ_{ｋ，ｓｌｏｔ＿ｉ，ｋａ}は下式の通り、

であって、
パイロットチャネル推測に多ユーザ間の分離及び時間領域での雑音除去を行う（ステップＳ２００）。

ステップＳ２００は、さらに、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０３を含む。
周波数領域チャネル推測に逆フーリエ変換（IＤＦＴ）を行って時間領域に変換する(ステップＳ２０１）。

ターゲットユーザの有効チャネルインパルス応答ウィンドウ長さＬ_ｗを算出する（ステップＳ２０２）。ここで、

であり、
その中、

は下方向に整数を取る関数であり、ｌ_ｃｐはサイクリックプレフィックスであり、Ｌ_cは算出して得たＣＰ（サイクリックプレフィックス）に対応するウィンドウ長さパラメータであり、Ｍは周波数領域チャネル推測値の長さである。
有効チャネルインパルス応答ウィンドウ長さＬ_ｗは、前ウィンドウ長さと後ウィンドウ長さを含み、前ウィンドウ長さがＬ_ｆｏｒｅ＝λ_ｆＬ_ｃであり、後ウィンドウ長さがＬ_ｐｏｓｔ＝λ_ｐＬ_ｃであり、λ_ｆとλ_ｐはウィンドウ幅調節要素であり、シミュレーションまたはテストによって得ることができ、
Ｌ_ｗ＝Ｌ_ｆｏｒｅ＋Ｌ_ｐｏｓｔである。
ユーザ数がＫ＿Ｕｓｅｒであり、時間領域シーケンスｈ（ｎ）に複数のユーザのチャネル推測が存在し、ユーザｍを対象とすると、該ユーザのマザーコード（mother code）に対するサイクリックシフト数

からの左右ウィンドウの（Ｌ_ｆｏｒｅ＋Ｌ_ｐｏｓｔ）個のサンプリングポイントはユーザｍの有効チャネルインパルス応答ウィンドウであり、α_（ｍ）は第ｍ番目のユーザのサイクリックシフト（Ｃｙｃｌｉｃ Ｓｈｉｆｔ）である。
各アンテナのウィンドウ外の雑音をフィルタリングする（ステップＳ２０３）。ここで、

である。

ステップＳ２００の後、さらに、ステップＳ３００と、ステップ４００と、を含む。
雑音除去後の時間領域チャネル推測値を周波数領域に変換する（ステップ３００）。

であり、１≦ｍ≦Ｋ＿Ｕｓｅｒである。
各ターゲットユーザについて、それぞれ、各サブキャリア上のパイロットビット周波数領域チャネル推測値の位相差を用いてタイムオフセット推測を行う（ステップＳ４００）。

その中、ステップＳ４００は、さらに、ステップＳ４０１とステップ４０２を含む。
ターゲットユーザｍに対し、各サブキャリア上のチャネル推測値に基づいてタイムオフセット推測を行い、各パイロット位置、各受信アンテナ上のタイムオフセット値をそれぞれ算出し（ステップＳ４０１）、

であり、
その中、Ｍは周波数領域チャネル推測値の長さであり、ＮはＦＦＴポイント数（２０Ｍ->２０４８）であり、「ａｎｇｌｅ（ ）」は角度を求める関数（単位は弧度である）であり、「ｃｏｎｊ（ ）」は共役を求める関数であり、Ｈ_{ｋ，ｓｌｏｔ＿ｉ，ｋａ，（ｍ）}は第ｋ番目サブキャリアの周波数領域チャネル推測値であり、Ｈ_{ｋ＋Ｓ，ｓｌｏｔ＿ｉ，ｋａ，（ｍ）}は第ｋ＋ｓ番目サブキャリアの周波数領域チャネル推測値であり、Ｓはキャリア間隔要素であり、整数をとり、Ｍ−Ｓ未満であって、セルにｎｏｒｍａｌ ＣＰ（通常のサイクリックプレフィックス）が配置された場合、Ｓの値が６をとるように、セルにＥｘｔｅｎｄｅｄ ＣＰ（拡張されたサイクリックプレフィックス）が配置された場合、Ｓの値が２をとるようになる。

複数のパイロット位置、アンテナ上のタイムオフセット推測値の平均値を求める（ステップＳ４０２）。二つのパイロットのそれぞれ算出したｔ_０の平均値を求め、その後、受信アンテナの平均値を求め、現在のサブフレームのタイムオフセット推測値

を求める。但し、

である。

タイムオフセット推測値ｔ_{０，ｓｌｏｔ＿ｉ，ｋａ，（ｍ）}を推測して得る。

の単位はＴｓ（１Ｔｓ=１/３０７２０ｍｓ）である。推測して得た

を用いてタイムオフセット補償を行い、または同期コマンドワードを生成してＭＡＣ層に送信することによって、ＭＡＣ層によりタイム調節をＵＥに通知しアップリンク同期を実現する。

総じて言えば、本発明の前記実施例によると、取得したパイロットビット周波数領域チャネル推測値にタイムオフセット推測を行って、受信機機能に対するタイムオフセットの影響を低減している。また、本発明のタイムオフセット推測方法によると、基地局と端末との間の相対的なタイムオフセットを有効に推測することができ、時間領域での多ユーザ間の分離及び雑音除去を行う方法であるため、単一ユーザのタイムオフセット推測を行うことが可能であると共に、複数のＭＩＭＯユーザにもタイムオフセットを行うことができ、ある程度の耐雑音性を備え、信号対雑音比が低い状況で正確な推測値を得る事ができる。

本発明はＯＦＤＭシステムに適用し、信号処理、通信などの技術を身につけたエンジニアであれば本願に開示された装置に基づいて補正、置換、改良などを行うことができ、またそのような補正は全て本発明の保護範囲に属される。

Claims (14)

1. 各サブキャリアにおいて、受信した周波数領域復調参照シンボルとローカルの周波数領域復調参照シンボルに基づく算出によりターゲットユーザのパイロットビット周波数領域チャネル推測値を取得するパイロットビットチャネル推測ブロックと、
   各ターゲットユーザについて、それぞれ、各サブキャリア上の前記パイロットビット周波数領域チャネル推測値の位相差を用いてタイムオフセットを推測するタイムオフセット推測ブロックと、を備えることを特徴とするパイロットによるタイムオフセット推測装置。
2. 前記タイムオフセット推測ブロックは、取得した前記パイロットビット周波数領域チャネル推測値の位相差に基づいて各パイロットの位置、各受信アンテナ上のタイムオフセット推測値をそれぞれ算出することを特徴とする請求項１に記載のパイロットによるタイムオフセット推測装置。
3. 前記タイムオフセット推測ブロックは、算出により得た複数のパイロット位置、受信アンテナ上のタイムオフセット推測値の平均値を求めることを特徴とする請求項２に記載のパイロットによるタイムオフセット推測装置。
4. 前記タイムオフセット推測ブロックは、下式に従って第ｋａアンテナの第ｍユーザの第ｋ番目サブキャリアのタイムスロットがｓｌｏｔ＿ｉであるタイムオフセット推測値ｔ_{０，ｓｌｏｔ＿ｉ，ｋａ，（ｍ）}を算出することを特徴とする請求項３に記載のパイロットによるタイムオフセット推測装置であって、
   

   

   
   （ここで、Ｍは周波数領域チャネル推測値の長さであり、ＮはＦＦＴポイント数であり、Ｓはキャリア間隔要素で整数を取り、Ｍ−Ｓ未満であって、セルに通常のサイクリックプレフィックスが配置された場合、Ｓが第１値を取るように、セルに拡張されたサイクリックプレフィックスが配置された場合、Ｓが第２値を取るようになり、「ａｎｇｌｅ（ ）」は角度を求める関数であり、「ｃｏｎｊ（ ）」は共役を求める関数であり、Ｈ_{ｋ，ｓｌｏｔ＿ｉ，ｋａ，（ｍ）}は第ｋａアンテナの第ｍユーザの第ｋ番目サブキャリアのタイムスロットがｓｌｏｔ＿ｉである周波数領域チャネル推測値であり、Ｈ_{ｋ＋Ｓ，ｓｌｏｔ＿ｉ，ｋａ，（ｍ）}は第ｋａアンテナの第ｍユーザの第ｋ＋ｓ番目サブキャリアのタイムスロットがｓｌｏｔ＿ｉである周波数領域チャネル推測値である）である装置。
5. パイロットチャネル推測に多ユーザ間の分離及び時間領域での雑音除去を行うパイロットチャネル推測の多ユーザ間の分離及び時間領域での雑音除去ブロックと、
   前記時間領域での雑音除去ブロックにより雑音除去して得た雑音除去後の時間領域チャネル推測値を周波数領域に変換するブロックと、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至４の中のいずれかに記載のパイロットによるタイムオフセット推測装置。
6. 前記パイロットチャネル推測の多ユーザ間の分離及び時間領域での雑音除去ブロックが、
   前記パイロットビットチャネル推測ブロックによって取得されたパイロットビット周波数領域チャネル推測値を時間領域に変換することにより時間領域チャネル推測値を取得する時間領域チャネル推測値取得サブブロックと、
   ターゲットユーザの有効チャネルインパルス応答ウィンドウ長さを算出し、ユーザを分離するインパルス応答ウィンドウ長さ取得サブブロックと、
   取得した時間領域チャネル推測値とターゲットユーザの有効チャネルインパルス応答ウィンドウを用いて、各アンテナのターゲットユーザの有効チャネルインパルス応答ウィンドウ外の雑音をフィルタリングする雑音フィルタリングサブブロックと、をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載のパイロットによるタイムオフセット推測装置。
7. 前記インパルス応答ウィンドウ長さ取得ブロックにおいて、下式に従ってターゲットユーザの有効チャネルインパルス応答ウィンドウ長さＬ_ｗを算出することを特徴とする請求項５に記載のパイロットによるタイムオフセット推測装置であって、
   

   

   
   （ここで、有効チャネルインパルス応答ウィンドウ長さＬ_ｗは前ウィンドウ長さと後ウィンドウ長さとを含み、前ウィンドウ長さがＬ_ｆｏｒｅ＝λ_ｆＬ_ｃであり、後ウィンドウ長さがＬ_ｐｏｓｔ＝λ_ｐＬ_ｃであると、Ｌ_ｗ＝Ｌ_ｆｏｒｅ＋Ｌ_ｐｏｓｔであって、Ｍは周波数領域チャネル推測値の長さであり、λ_ｆとλ_ｐはウィンドウ幅調節要素であり、
   

   

   
   は切り下げ整数を求める関数であり、ｌ_ｃｐはサイクリックプレフィックスの長さであり、Ｌ_cは算出により得たＣＰに対応するウィンドウ長さパラメータである）である装置。
8. 各サブキャリアにおいて、受信した周波数領域復調参照シンボルとローカルの周波数領域復調参照シンボルに基づく算出によりターゲットユーザのパイロットビット周波数領域チャネル推測値を取得するステップと、
   各ターゲットユーザについて、それぞれ、各サブキャリア上の前記パイロットビット周波数領域チャネル推測値の位相差を用いてタイムオフセットを推測するステップと、を含むことを特徴とするパイロットによるタイムオフセット推測方法。
9. 前記各ターゲットユーザについて、それぞれ、各サブキャリア上の前記パイロットビット周波数領域チャネル推測値の位相差に基づいてタイムオフセット推測を行うステップが、
   サブキャリア位相差を用いて、それぞれ、各パイロットの位置、各受信アンテナ上のタイムオフセット推測値を算出するステップを含むことを特徴とする請求項８に記載のパイロットによるタイムオフセット推測方法。
10. 前記各ターゲットユーザについて、それぞれ、各サブキャリア上の前記パイロットビット周波数領域チャネル推測値の位相差に基づいてタイムオフセット推測を行うステップが、
    算出により得た複数のパイロットの位置、受信アンテナ上のタイムオフセット推測値の平均値を求めるステップを含むことを特徴とする請求項９に記載のパイロットによるタイムオフセット推測方法。
11. 各ターゲットユーザについて、それぞれ、各サブキャリア上の前記パイロットビット周波数領域チャネル推測値の位相差に基づいてタイムオフセット推測を行う前、
    パイロットチャネル推測に多ユーザ間の分離及び時間領域での雑音除去を行うステップと、
    前記時間領域での雑音除去ブロックにより雑音除去して得た時間領域チャネル推測値を周波数領域に変換するステップと、
    をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載のパイロットによるタイムオフセット推測方法。
12. 前記パイロットチャネル推測に多ユーザ間の分離及び時間領域での雑音除去を行うステップは、
    前記パイロットビットチャネル推測ブロックにより取得したパイロットビット周波数領域チャネル推測値を時間領域に変換し、時間領域チャネル推測値を得るステップと、
    ターゲットユーザの有効チャネルインパルス応答ウィンドウ長さを算出し、ユーザを分離するステップと、
    取得した時間領域チャネル推測値とターゲットユーザの有効チャネルインパルス応答ウィンドウにより、各受信アンテナのターゲットユーザの有効チャネルインパルス応答ウィンドウ外の雑音をフィルタリングするステップと、
    を含むことを特徴とする請求項１１に記載のパイロットによるタイムオフセット推測方法。
13. 下式に従って第ｋａアンテナの第ｍユーザの第ｋ番目サブキャリアのタイムスロットがｓｌｏｔ＿ｉであるタイムオフセット推測値ｔ_{０，ｓｌｏｔ＿ｉ，ｋａ，（ｍ）}を算出することを特徴とする請求項９に記載のパイロットによるタイムオフセット推測方法であって、
    

    

    
    （ここで、Ｍは周波数領域チャネル推測値の長さであり、ＮはＦＦＴポイント数であり、Ｓはキャリア間隔要素で整数を取り、Ｍ−Ｓ未満であって、セルに通常のサイクリックプレフィックスが配置された場合、Ｓが第１値を取るように、セルに拡張されたサイクリックプレフィックスが配置された場合、Ｓが第２値を取るようになり、「ａｎｇｌｅ（ ）」は角度を求める関数であり、「ｃｏｎｊ（ ）」は共役を求める関数であり、Ｈ_{ｋ，ｓｌｏｔ＿ｉ，ｋａ，（ｍ）}は第ｋａアンテナの第ｍユーザの第ｋ番目サブキャリアのタイムスロットがｓｌｏｔ＿ｉである周波数領域チャネル推測値であり、Ｈ_{ｋ＋Ｓ，ｓｌｏｔ＿ｉ，ｋａ，（ｍ）}は第ｋａアンテナの第ｍユーザの第ｋ＋ｓ番目サブキャリアのタイムスロットがｓｌｏｔ＿ｉである周波数領域チャネル推測値である）である方法。
14. 下式に従ってターゲットユーザの有効チャネルインパルス応答ウィンドウ長さＬｗを算出することを特徴とする請求項１１に記載のパイロットによるタイムオフセット推測方法であって、
    

    

    
    （ここで、有効チャネルインパルス応答ウィンドウ長さＬ_ｗは前ウィンドウ長さと後ウィンドウ長さとを含み、前ウィンドウ長さがＬ_ｆｏｒｅ＝λ_ｆＬ_ｃであり、後ウィンドウ長さがＬ_ｐｏｓｔ＝λ_ｐＬ_ｃであると、Ｌ_ｗ＝Ｌ_ｆｏｒｅ＋Ｌ_ｐｏｓｔであって、
    Ｍは周波数領域チャネル推測値の長さであり、λ_ｆとλ_ｐはウィンドウ幅調節要素であり、
    

    

    
    は切り下げ整数を求める関数であり、ｌ_ｃｐはサイクリックプレフィックスの長さであり、Ｌ_cは算出により得たＣＰに対応するウィンドウ長さパラメータである）である方法。

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