JP2013258723A - 無線通信システムにおける信号獲得 - Google Patents

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Abstract

【課題】無線通信システムにおいて信号獲得を効率的に行なう技術を提供する。
【解決手段】各基地局はPN1系列で生成されたTDMパイロット1、およびPN2系列で生成されたTDMパイロット2を送信する。各基地局はその基地局を唯一に識別する特定のPN2系列を割り当てられる。端末は信号の存在を検出するためにTDMパイロット1を使用し、基地局を識別しかつ正確なタイミングを得るためにTDMパイロット2を使用する。信号検出のために、端末は受信サンプル上で遅延相関を行い、信号が存在しているか否かを決定する。信号が検出された場合、端末は受信サンプル上でK1の異なった時間オフセットについてPN1系列と直接相関を行い、K2の最強TDMパイロット1インスタンスを識別する。時間同期のため、端末は受信サンプル上でPN2系列と直接相関を行い、TDMパイロット2を検出する。
【選択図】図4

Description

この出願は、その全体を参照することによりここに組み入れられる2004年6月18日に申請された米国仮特許出願シリアルNo.60/580,809に優先権を主張する。
本発明は、一般に通信に係り、より明確に、無線通信システムにおける信号獲得を行なう技術に関する。
通信システムにおいて、基地局はデータを処理(例えば、符号化する、またシンボルマップする)して変調シンボルを得、さらに変調シンボルを処理して変調された信号を生成する。次に基地局は通信チャネルによって変調された信号を送信する。システムはデータがフレームで送信される伝送方式を使用してもよく、各フレームは特定の時間持続を有する。異なるタイプのデータ(例えばトラヒック/パケット・データ、オーバーヘッド/制御データ、パイロットなど)は、各フレームの異なる部分で送られてもよい。
システムの無線端末は、もしあれば、その近辺の近くで送信しているその基地局を知らなくてもよい。更に、端末は与えられた基地局のための各フレームの開始、各フレームが基地局によって送信される時間、または通信チャネルで導入された伝播遅延を知らなくてもよい。端末は、信号獲得を行なってシステムの基地局からの伝送を検出し、かつ各検出された興味のある基地局のタイミングおよび周波数に同期する。信号の獲得処理によって、端末は各検出された基地局のタイミングを確認することができ、その基地局のための相補的な復調を適切に行なうことができる。
基地局は信号獲得を支援するために典型的にシステム資源を費やし、また、端末は獲得を行なうために資源を消費する。信号獲得がデータ伝送に必要とされるオーバーヘッドであるので、基地局と端末の両方によって獲得に使用された資源の量を最小化することが望ましい。
したがって、無線通信システムにおいて信号獲得を効率的に行なう技術が必要である。
無線通信システムにおいて信号獲得を効率的に行なう技術がここに記述される。実施例では、各基地局は2つの時分割多重(TDM)パイロットを送信する。第1のTDMパイロット(または「TDMパイロット1」)は、第1の擬似乱数(PN)系列(または「PNl」系列)で生成されるパイロット-1系列の多数のインスタンスからできている。パイロット-1系列の各インスタンスはパイロット-1系列のコピーかレプリカである。第2のTDMパイロット(または「TDMパイロット2」)は、第2のPN系列(または「PN2」系列)で生成されるパイロット-2系列の少なくとも1つのインスタンスからなる。各基地局は、近隣の基地局中のその基地局を唯一に識別する特定のPN2系列を割り当てられる。信号獲得のための計算を減少するために、システムのための利用可能なPN2系列はM1の組へ配列されてもよい。各組はM2PN2系列を含んでおり、異なるPNl系列に関係している。したがって、M1PNl系列およびM1・M2PN2系列はシステムに利用可能である。
端末はTDMパイロット1を使用し、信号の存在について検出し、タイミングを得て、周波数誤差を推定してもよい。端末はTDMパイロット2を使用し、TDMパイロット2を送信する特定の基地局を識別してもよい。信号検出と時間同期のための2つのTDMパイロットの使用は、信号獲得に必要とされた処理の量を減らすことができる。
信号検出のための実施例において、端末は各サンプル期間の受信サンプル上で遅延相関を行ない、サンプル期間について遅延相関メトリックを計算し、このメトリックを第1の閾値に対して比較し、信号が存在するかどうか判断する。信号が検出された場合、端末は遅延相関中のピークに基づいた粗タイミングを得る。その後、端末は不確実性窓内のK1の異なる時間オフセットに対して受信サンプル上でPNl系列と直接相関を行ない、K2の最も強いTDMパイロット1インスタンスを識別する、ここにK1≧1およびK2≧1である。各PNl系列がM2PN系列と関係付けられる場合、各検出されたTDMパイロット1インスタンスはM2パイロット-2仮定と関係付けられる。各パイロット-2仮定はTDMパイロット2のための特定の時間オフセットおよび特定のPN2系列に対応する。
時間同期のための実施例では、端末は異なるパイロット-2仮定に対して受信サンプル上でPN2系列と直接相関を行ない、TDMパイロット2について検出する。端末は、すべてのM1・M2PN2系列の代わりに、各検出されたTDMパイロット1インスタンスのためのM2PN系列を評価することのみが必要がある。端末は各パイロット-2仮定のための直接相関メトリックを計算し、このメトリックを第2の閾値に対して比較し、TDMパイロット2が存在するかどうか決定する。各検出されたTDMパイロット2インスタンスについて、TDMパイロット2を送信する基地局は、パイロット-2仮定のためのPN2系列に基づいて識別され、基地局のためのタイミングは仮定のための時間オフセットにより与えられる。
発明の種々の態様および実施例はさらに詳細に下に記述される。
本発明の特徴および特質は、同様な参照数字が対応して同定している図面と共にとられるとき、以下に示された詳細な説明からより明白になるだろう。
無線通信システムを示す。 時間領域で生成されるTDMパイロット1と2を示す。 周波数領域で生成されるTDMパイロット1と2を示す。 順方向リンク上の同期パイロット伝送を示す。 順方向リンク上のスタガーされたパイロット伝送を示す。 順方向リンク上の非同期パイロット伝送を示す。 順方向リンク上の時間-変化パイロット伝送を示す。 信号獲得のために端末によって行なわれる処理を示す。 基地局と端末のブロック図を示す。 基地局における送信(TX)パイロット・プロセッサを示す。 端末における同期ユニットを示す。 TDMパイロット1のための遅延相関器を示す。 TDMパイロット1のための直接相関器を示す。
詳細な説明
語「典型的な」は「例、実例または例証として役立つ」ことを意味するためにここに使用される。「典型的な」ものとここに記述されたどんな実施例または設計も、他の実施例または設計よりも好ましいまたは有利であると必ずしも解釈することができない。
ここに記述された信号の獲得技術は、単一搬送波および多重搬送波通信システムのために使用されてもよい。更に、1つ以上のTDMパイロットが信号の獲得を促進するために使用されてもよい。明瞭さのために技術のある態様は、直交周波数分割多重化(OFDM)を利用する多重搬送波・システムにおける特定のTDMパイロット伝送方式のために以下に記述される。OFDMは多数の(NF)直交周波数サブバンドに全体のシステム帯域幅を有効に分割する多重搬送波変調技術である。これらのサブバンドはまた、トーン、副搬送波、ビンおよび周波数チャネルと呼ばれる。OFDMで、各サブバンドはデータで変調される各副搬送波に関係している。
図1は無線通信システム100を示す。システム100は、多くの無線端末120のための通信を支援する多くの基地局110を含んでいる。基地局は端末と通信するために使用された固定局であり、またアクセス・ポイント、ノードBまたは他のある用語で呼ばれてもよい。端末120は、典型的にシステムの全体にわたって分散し、各端末は固定または移動であり得る。端末もまた移動局、ユーザ設備(UE)、無線通信装置または他のある用語で呼ばれてもよい。各端末は任意の与えられた時間に1つ又は複数の基地局と順方向および逆方向リンク上で通信し得る。順方向リンク(またはダウンリンク)は基地局から端末への通信リンクを指し、また、逆方向リンク(またはアップリンク)は端末から基地局への通信リンクを指す。単純性のために図1は単に順方向リンク伝送を示す。
各基地局110はそれぞれ地理的領域に通信可能範囲を提供する。用語「セル」は用語が使用される文脈に依存して、基地局および/またはその通信可能範囲領域を指すことができる。容量を増加させるために、各基地局の通信可能範囲領域は複数の地域(例えば3つの地域)へ分割されてもよい。各地域は対応する基地トランシーバ・サブシステム(BTS)によりサービスされ得る。用語「セクタ」は用語が使用される文脈に依存して、BTSおよび/またはその通信可能範囲領域を指すことができる。セクタ化されたセルについて、そのセルのための基地局は典型的にそのセルのセクタの全部のためのBTSを含んでいる。単純性のために、以下の記述では、用語「基地局」はセルにサービスする固定局、およびセクタにサービスする固定局の両方のために全般的に使用される。したがって、以下の記述で「基地局」は、システムがそれぞれセクタ化されないセルまたはセクタ化されたセルかどうかに依存して、セルまたはセクタのためにあり得る。
図2Aはシステム100における順方向リンクのための典型的なパイロットおよびデータ伝送方式を示す。各基地局は、所定の時間持続をもつ各フレーム210を用いてフレーム中でデータおよびパイロットを送信する。フレームはまたスロットまたは他のある用語で呼ばれてもよい。実施例では、各フレーム210はTDMパイロットのためのフィールド220およびデータのためのフィールド230を含んでいる。一般に、フレームは任意のタイプの伝送のため任意の数のフィールドを含んでもよい。送信間隔はTDMパイロットが一度に送信される時間間隔を指す。一般的に送信間隔は固定された時間持続(例えばフレーム)または可変時間持続かもしれない。
図2Aの中で示される実施例について、フィールド220はTDMパイロット1のためのサブフィールド222およびTDMパイロット2のためのサブフィールド224を含んでいる。TDMパイロット1はT1サンプルの全体長さを持っており、S1に等しいパイロット-1系列を含み、ここに一般的に、S1≧1である。TDMパイロット2はT2サンプルの全体長さを持っており、S2に等しいパイロット-2系列を含み、ここに一般的に、S2≧1である。したがって、TDMパイロット1のために1つまたは複数のパイロット-1系列インスタンスがあり、かつTDMパイロット2のために1つまたは複数のパイロット-2系列インスタンスがあってもよい。TDMパイロット1および2は、時間領域または周波数領域(例えばOFDMで)生成されてもよい。
図2Aはまた、時間領域で生成されるTDMパイロット1と2の実施例を示す。この実施例について、各パイロット-1系列がL1PNチップを持つPNl系列で生成され、ここに、L1>1である。各PNチップは+1または−1の値をとり、1つのサンプル/チップ期間で送信される。TDMパイロット1はS1の完全なパイロット-1系列を含み、S1・L1<T1の場合、C1の長さの部分的なパイロット-1系列を含み、ここに、C1=T1−S1・L1である。TDMパイロット1の全体長さはこのようにT1=S1・L1+C1である。図2Aで示される実施例について、TDMパイロット2は長さT2のPN2系列で生成された1つの完全なパイロット-2系列を含む。一般に、TDMパイロット2は長さL2のPN2系列で生成されたS2の完全なパイロット-2系列を含んでもよく、S2・L2<T2の場合、長さC2の部分的なパイロット-2系列を含み、C2=T2−S2・L2である。TDMパイロット2の全体長さはそのときT2=S2・L2+C2である。
ここに使用されるように、PN系列は任意の方法で生成され、むしろよい相関特性を持っているチップの任意の系列であるかもしれない。例えば、PN系列は、技術で知られているように、生成多項式で生成されてもよい。各基地局(例えば各セクタ)のPN系列はまた無作為化データに使用されるスクランブリングコードかもしれない。この場合、TDMパイロットはスクランブリングコードを全て1または全て0の系列に適用することにより生成されてもよい。
図2BはOFDMを使用して周波数領域で生成されるTDMパイロット1と2の実施例を示す。この実施例について、TDMパイロット1は、L1のサブバンド上で送信されるL1のパイロット・シンボルを含み、サブバンド当たり1つのパイロット・シンボルがTDMパイロット1のために使用される。L1のサブバンドは、NFの合計のサブバンドにわらって一様に分配されS1サブバンドによって均等な間隔で別々にされ、ここに、S1=NF/L1およびS1≧1である。例えばNF=512、L1=256およびS1=2の場合、256のパイロット・シンボルが2つのサブバンドによって別々に間隔を置かれる256のサブバンド上で送信される。他の値もまたNF、L1、およびS1について使用されてもよい。L1のサブバンドのためのL1パイロット・シンボルおよび残りのサブバンドのためのNF−L1の0信号値は、逆の離散的フーリエ変換(IDFT)でNF-点を有する時間領域に変換され、NF時間領域サンプルを含んでいる「変換された」シンボルを生成する。この変換されたシンボルは、S1に等しいパイロット-1系列を持ち、各パイロット-1系列はL1の時間領域サンプルを含んでいる。パイロット-1系列はまた、TDMパイロット1のためのL1パイロット・シンボル上でL1-点IDFTを行なうことにより生成されてもよい。OFDMについて、変換されたシンボルのCの右端のサンプルは、しばしばコピーされかつ変換されたシンボルの前に追加され、NF+Cサンプルを含んでいるOFDMシンボルを生成する。繰り返された部分はしばしば周期的な接頭辞と呼ばれ、シンボル間干渉(ISI)を阻止する取り組みのために使用される。例えば、NF=512およびC=32の場合、各OFDMシンボルは544のサンプルを含んでいる。異なる数の合計サブバンドおよび周期的な接頭辞長を持った他のOFDMサブバンド構造が使用されてもよい。
PNl系列は、L1パイロット・シンボルをPNl系列のL1チップと掛けることにより、周波数領域で適用されてもよい。PNl系列はまた、各パイロット-1系列のL1時間領域サンプルをPNl系列のL1チップと掛けることにより、時間領域に適用されてもよい。
TDMパイロット2は、TDMパイロット1について上記されるような同様の方法で、周波数領域で生成されてもよい。TDMパイロット2について、L2のパイロット・シンボルは、S2のサブバンドによって平等に別々に間隔を置かれるL2のサブバンド上で送信され、ここに、S2=N/L2およびS2≧1である。PN2系列は時間または周波数領域で適用されてもよい。TDMパイロット1と2が周波数領域で生成される場合、パイロット-1およびパイロット-2系列は、±1の代わりに複素数値を含んでいる。図2Bで示される実施例について、TDMパイロット1および2は各々1つのOFDMシンボル内で送られる。一般に、各TDMパイロットはOFDMシンボルの任意の数を含むことができる。
近隣の基地局はTDMパイロット1のために同じか異なるPNl系列を使用してもよい。一組のM1PNl系列が形成されてもよく、また各基地局はこの組のM1PNl系列のうちの1つを使用してもよい。複雑さを減少するために、M1は小さな正の数に選ばれてもよい。実施例では、近隣の基地局はTDMパイロット2のために異なるPN2系列を使用し、また各基地局のPN2系列は近隣の基地局中にその基地局を唯一に識別するために使用される。
信号獲得のための計算を減少するために、各PNl系列はM2PN2系列の異なる組に関係しているかもしれない。M1・M2の異なるPN2系列の複合の組はそのとき利用可能である。PN2系列に関連したPNl系列が基地局に割り当てられるのと同様に、各基地局はPN2系列のうちの1つを複合の組に割り当てられてもよい。このように各基地局は近隣の基地局によって使用されるPNlおよびPN2系列対とは異なる一対のPNlとPN2系列を使用する。M1とM2は複雑さを減少する合理的に小さな値であるように選択されてもよいが、端末が同じPN2系列を備えた2つの基地局を観察しないだろうということを保証するために十分に大きいかもしれない(例えばM1・M2=256)。
端末はTDMパイロット1を使用し、信号の存在について検出し、粗いタイミングを得、周波数誤差を推定してもよい。端末はTDMパイロット2を使用して、TDMパイロット2を送信する特定の基地局を識別し、かつより正確なタイミング(または時間同期)を得てもよい。信号検出と時間同期のための2つの別個のTDMパイロットの使用は、以下に述べられるように、信号獲得に必要とされた処理の量を減らすことができる。各TDMパイロットの持続期間または長さは、検出性能と、そのTDMパイロットのために招かれたオーバーヘッドの量の間のトレードオフに基づいて選択されてもよい。実施例では、TDMパイロット1は256チップ(即ち、S1=2およびL1=256)の長さを各々持っている2つの完全なパイロット-1系列を含み、そしてTDMパイロット2は512または544チップ(即ち、S2=1、および図2Aに関してL2=544、図2Bに関してL2=512)の長さを持っている1つの完全なパイロット-2系列を含む。一般に、TDMパイロット1は、任意の長さであってもよい任意の数のパイロット-1系列を含み、TDMパイロット2はまた、任意の長さであってもよい任意の数のパイロット-2系列を含んでもよい。
図3Aは順方向リンクのための同期パイロット伝送方式を示す。この方式について、システムにおける基地局は同期しており、ほぼ同時にそれらのTDMパイロットを送信する。端末は、伝播遅延および恐らく他の要因の差による基地局間のいくらかのタイミングスキューをもって、ほぼ同時にすべての基地局からTDMパイロットを受信することができる。異なる基地局からのTDMパイロットを同期させることによって、他の基地局によるデータ伝送中の1つの基地局からのTDMパイロットによる干渉は回避され、それはデータ検出性能を改善するかもしれない。更に、TDMパイロットのデータ伝送からの干渉も回避され、それは獲得性能を改善するかもしれない。
図3Bは順方向リンクのためのスタッガーされたパイロット伝送方式を示す。この方式について、システムにおける基地局は同期しているが、TDMパイロットがスタッガーされるように、異なる時間にそれらのTDMパイロットを送信する。基地局はそれらがTDMパイロットを送信する時間により識別されるかもしれない。同じPN系列がすべての基地局のために使用され、信号獲得のための処理は同じPN系列を使用して、すべての基地局で劇的に減少されるかもしれない。この方式のために、各基地局からのパイロット伝送は、近隣の基地局からのデータ伝送からの干渉を観察する。
図3Cは順方向リンクのための非同期パイロット伝送方式を示す。この方式について、システムにおける基地局は非同期であり、また各基地局はそのタイミングに基づいてそのTDMパイロットを送信する。したがって、異なる基地局からのTDMパイロットは、端末に異なる時間に到達する。
図3Aの中で示される同期パイロット伝送方式について、各基地局からのTDMパイロット伝送は、各フレーム中の近隣の基地局からのTDMパイロット伝送からの同じ干渉を観察してもよい。この場合、複数フレームに関するTDMパイロットの平均は、同じ干渉が各フレームにあるので、平均利得を提供しない。干渉はフレームにわたるTDMパイロットを変更することにより変えられてもよい。
図3Dは順方向リンクのための時間-変化パイロット伝送方式を示す。この方式について、各基地局はTDMパイロット1のために一組のMBPNl系列を割り当てられ、ここに、MB>1である。各基地局はMBフレームのMBPNl系列を通して各フレームおよびサイクルのTDMパイロット1のためのPNl系列を使用する。異なる基地局はMBPNl系列の異なる組を割り当てられる。
各基地局のためのMBPNl系列の組は、複数フレームにわたる「長いコード」として見られてもよい。MBPNl系列の各々は長いコードのセグメントと見なされ、長いコードのための異なるシードで生成されてもよい。受信機処理の複雑さを減少するために、同じ長いコードはすべての基地局のために使用されてもよく、また各基地局は長いコードの異なるオフセットを割り当てられてもよい。例えば、基地局iはkiの長いコード・オフセットを割り当てられてもよく、ここに、kiは0ないしMB−1の範囲内にある。基地局iのためのPNl系列は、指定されたフレームで開始し、次にPNlki、PNlki+1、PNlki+2のように与えられる。与えられたPNl系列または長いコード・オフセットの検出は、PNl系列が指定のフレームに関連して検出されるフレームと共に、検出されたPNl系列が属するPNl系列の組を識別することができる。
一般に、システム内のすべての基地局が同期され、それらのTDMパイロットを同時に送信する場合、改善された獲得性能が達成され得る。しかしながら、これは必要条件ではなく、システム内の基地局のすべてまたは部分集合が非同期であってもよい。明瞭さのために、次の記述の多くは基地局が同期であると仮定する。
図2Aおよび2Bは、2つのTDMパイロットの使用、またはTDMパイロット1と2の使用を示す。一般に、TDMパイロットの任意の数が端末による信号の獲得を促進するために使用されてもよい。各TDMパイロットは、PN系列の異なる組に関係しているかもしれない。階層構造がPN系列のために使用されてもよい。例えば、TDMパイロット1はM1の可能なPNl系列(またはPNl系列のM1の可能な組)と関連付けられてもよく、各PNl系列はM2の可能なPN2系列と関連付けられてもよく、各PN2系列はM3の可能なPN3系列と関連付けられてもよいなどである。各PNl系列はシステム内の基地局の大きな数に割り当てられてもよく、各PN2系列は基地局の小さな数に割り当てられてもよいなどである。一般に、各TDMパイロットはPN系列で、またはPN系列なしで生成されてもよい。単純性のために、以下の記述はPN系列の2つの異なる組から選ばれた2つのPN系列で生成された、2つのTDMパイロットの使用を仮定する。
端末は信号検出と時間同期のための異なる処理を行なう。以下に述べられるように、TDMパイロット1および2のための異なるPN系列の使用は、端末がこれらの2つのタスクのための処理を分割することを可能にする。
1.TDMパイロット1のための遅延相関
端末において、各サンプル期間のための受信サンプルは、次のように表現され得る:
Figure 2013258723
ここに、nはサンプル期間のインデックスであり、
s(n)はサンプル期間nにおいて基地局によって送られた時間-領域サンプルであり、
h(n)はサンプルs(n)によって観察された複合チャネル利得であり、
r(n)はサンプル期間nについて端末によって得られた受信サンプルであり、
w(n)はサンプル期間nについての雑音であり、
Figure 2013258723
TDMパイロット1はパイロット-1系列のS1インスタンスからできている周期的信号である。端末は遅延相関を行ない、受信信号の基礎になる周期的信号(例えばTDMパイロット1)の存在について検出する。遅延相関は、次のように表現されてもよい:
Figure 2013258723
ここに、C(n)はサンプル期間nのための遅延相関結果である。
N1は遅延相関の長さまたは持続である。
“*”は複素共役を表す。
遅延相関長(N1)は、TDMパイロット1の端でISI結果を説明するため、TDMパイロット1(T1)の全体長マイナスパイロット-1系列(L1)およびマイナスマージン(Q1)に設定され、即ち、N1=T1−L1−Q1である。2つのパイロット-1系列を含んでいるTDMパイロット1を有する図2Aおよび2Bに示される実施例については、遅延相関長N1はパイロット-1系列長に設定され、即ち、N1=L1である。
式(2)は、パイロット-1系列長であるL1サンプル期間により別々に間隔を置かれる2つの受信サンプルr(n−i)とr(n−i−L1)との間の相関を計算する。c(n−i)=r*(n−i)・r(n−i−L1)であるこの相関は、チャネル利得推定を要求することなく、通信チャネルの影響を削除する。N1の相関は受信サンプルのN1の異なる対のために計算される。式(2)は次にN1の相関結果をc(n)ないしc(n−N1+1)蓄積し、複素数値である遅延相関結果C(n)を得る。
遅延相関メトリックは、遅延相関結果の2乗された大きさとして以下のように定義されてもよい:
S(n)=|C(n)|2 式(3)
ここで|x|2はxの2乗された大きさを表示する。
以下の条件が真の場合、端末はTDMパイロット1の存在を宣言してもよい:
S(n)>λ・|Erx|2 式(4)
ここに、Erxは受信サンプルのエネルギーであり、λは閾値である。エネルギーErxは、遅延相関に使用された受信サンプルに基づいて計算され、一時的にローカルエネルギーを示す。式(4)は正規化された比較を行ない、正規化は、それが存在する場合、TDMパイロット1のための受信サンプルのエネルギーに基づく。閾値λは、TDMパイロット1のための検出確率と誤警報の確率の間のトレードオフで選択されてもよい。検出確率は、それが存在する場合にTDMパイロット1の存在を正確に示す可能性である。誤警報の確率は、それが存在しない場合にTDMパイロット1の存在を不正確に示す可能性である。高い検出確率および低い誤警報の確率が望ましい。一般に、より高い閾値は検出確率と誤警報の確率の両方を減少する。
式(4)はTDMパイロット1を検出するためにエネルギーに基づいた閾値の使用を示す。他の閾値方式も、TDMパイロット検出に使用されてもよい。例えば、自動利得制御(AGC)メカニズムが受信サンプルのエネルギーを自動的に正規化する場合、絶対閾値がTDMパイロット検出に使用されてもよい。
端末が多数の(R)アンテナを装備している場合、遅延相関結果Cj(n)は、式(2)の中で示されるような各アンテナjについて計算されてもよい。すべてのアンテナのための遅延相関結果は首尾一貫して以下のように組み合わせられてもよい:
Figure 2013258723
端末は、式(2)で示されるように、受信サンプル系列{r(n−i)}および遅延された受信サンプル系列{r(n−i−L1)}に基づいた各サンプル期間nについてN1-点遅延相関C(n)を計算する。S1=2の場合、遅延相関の大きさは、サンプル期間nに対してプロットされた時、三角形を持っている。遅延相関結果はサンプル期間npでピーク値を持っている。遅延相関が2つのパイロット-1系列の持続期間に及ぶ場合、このピークが生じる。上述されるように雑音の無い状態で遅延相関が行なわれる場合、サンプル期間npはTDMパイロット1のための第2のパイロット-1系列の終わりに「接近」している。ピーク位置の不正確はTDMパイロット1の端におけるISI効果による。信号が他のすべてのサンプル期間の遅延相関持続期間の部分にわたってだけに周期的であるので、遅延相関結果の大きさはサンプル期間npの両側で徐々に減少する。
式(4)で示されたように、遅延相関メトリックS(n)が任意のサンプル期間において予め定めたれた閾値を越える場合、端末はTDMパイロット1の存在を宣言する。このサンプル期間が三角形の左または先端に生じる。端末は遅延相関結果にピークを検出するために遅延相関(例えば、次のL1サンプル期間について)を行ない続ける。TDMパイロット1が検出されたなら、遅延相関ピークの位置が粗い時間推定として使用される。(1)遅延相関結果が徐々のピークを持ち、ピークの位置が雑音の存在において不正確であるかもしれないので、(2)TDMパイロット1の端でISIが遅延相関結果に低下をもたらすので、この時間推定はあまり正確ではないかもしれない。
他の実施例では、フレームの各サンプル期間について遅延相関メトリックを得るために、遅延相関は全フレームにわたって行なわれる。そのとき、フレームの最大遅延相関メトリックは検出されたTDMパイロット1の位置および粗い時間推定として提供される。この実施例は、閾値を使用することなくTDMパイロット1の検出を行ない、さらに、例えば近隣の基地局および/または検出されている基地局により各フレームのデータ部分を横切って連続的に送信される、周波数分割多重化(FDM)パイロットからの干渉による誤りのピーク検出を減少させるかもしれない。他の方式(それらはより精巧な検出ロジックを使用するかもしれない)もまた、TDMパイロット1の存在を検出するため、および遅延相関ピークの位置を決定するために使用されてもよい。
遅延相関は、根本的な周期的信号の存在について検出するために本質的に使用される。したがって、遅延相関はマルチパス低下に対して免疫があるが、依然としてマルチパスダイバーシティを捕らえる。これは周期的信号がマルチパスのある状態で周期的なままであるからである。更に、多数の基地局が周期的信号を同時に送信する場合、端末での合成信号もまた周期的である。図3Aに示されるような同期パイロット伝送に関して、TDMパイロット1は本質的に(遅延相関のための)干渉を観察せず、主として熱雑音によって影響される。その結果、TDMパイロット1のための信号対雑音比(SNR)または搬送波対干渉比(C/I)は、他の伝送についてのSNRより高いかもしれない。TDMパイロット1のためのより高いSNRは、端末がより短いTDMパイロット1持続でよい検出性能を達成することを可能にし、それはオーバーヘッドを減少する。
端末は遅延相関結果C(n)に基づいた粗い周波数誤差推定を得てもよい。端末で周波数ダウンコンバートのために使用される無線周波数(RF)発振器の周波数が、受信信号の中心周波数からオフセットされる場合、受信サンプルは時間領域に位相ランプを持っており、次のように表現されてもよい:
r(n)=y(n)・ej2π・Δf・Tc・n+w(n) 式(6)
ここに、Δfは周波数オフセット/誤差、Tcは1つのチップ周期である。式(6)は端末でRF発振器の周波数誤差Δfによって引き起こされた位相ランプej2π・Δf・Tc・nだけ式(1)と異なる。
式(6)の受信サンプルのための表現が式(2)で遅延相関に使用される場合、遅延相関結果の位相は(雑音を仮定せずに)次のように表現されてもよい:
2π・Δf・L1・Tc=arg{C(n)} 式(7)
ここに、arg{x}はxのアーギュメントであり、それは、xの実数部に関するxの虚数部のアークタンジェントである。周波数誤差Δfは遅延相関結果の位相を2π・L1・Tcで割ることにより以下のように得られる:
Δf=arg{C(n)}/2π・L1・Tc 式(8)
式(8)の中の周波数誤差推定は、遅延相関結果の位相が−πないしπ、または2π・Δf・L1・Tc∈(−π,π)の範囲であるなら、有効である。あまりにも大きい周波数誤差は遅延相関によって検出することができない。したがって、周波数誤差は最大の許容範囲未満で維持されるべきである。例えば、|Δf|は、中心周波数が2.1GHzである場合、9.75kHzまたは4.65パーツ・パー・ミリオン(ppm)未満であるべきである。保守的な設計については、周波数誤差はいっそう小さな範囲、例えば、|Δf|<2.5ppmに抑制されてもよい。より大きな周波数誤差はパイロット-1系列の長さを減少することにより許容されかつ検出されるかもしれない。しかしながら、より短いパイロット-1系列はまた信号検出性能を下げる。
周波数誤差Δfは様々な方法で修正されてもよい。例えば、端末のRF発振器の周波数は位相同期ループ(PLL)によって調節され、周波数誤差を修正する。他の例として、受信サンプルが以下のようにディジタル的に循環されてもよい:
r’(n)=r(n)・e−j2π・Δf・Tc・n 式(9)
ここで、r’(n)は周波数を訂正されたサンプルである。端末はまた、同じRF発振器から生成されるかもしれないサンプリングに使用された時計の周波数誤差を説明するために、周波数を訂正されたサンプルの再サンプリングを行なってもよい。
2.TDMパイロット1のための直接相関
遅延相関のピークはTDMパイロット1の近似の位置を与える。TDMパイロット1の実際の位置は、遅延相関ピークの位置npに中心を置く不確実性窓(Wuとして表示される)内に入る。典型的なシステムのためのコンピュータシミュレーションは、単一基地局が送信している場合に、ピーク位置npの±35サンプル期間以内にあるTDMパイロット1の高い尤度があることを示す。多数の基地局が同期方式で送信している場合、不確実性窓はこれらの基地局によって送信された信号の到着時間の間の遅れ、即ち遅延に依存する。この遅れは基地局の間の距離に依存する。例として、5キロメータ(km)の距離は、およそ80のサンプル期間の遅れに対応し、不確実性窓は略±80サンプル期間である。一般に、不確実性窓は、システム帯域幅、TDMパイロット1の持続、TDMパイロット1のための受信SNR、TDMパイロット1を送信する基地局の数、異なる基地局に関する時間遅れなどのような様々な要因に依存する。
端末は不確実性窓内のTDMパイロット1の強いインスタンスを検出するための直接相関を行なってもよい。不確実性窓内の各時間オフセットのために、端末は、TDMパイロット1のために使用されかもしれないM1の可能なPNl系列の各々について直接相関を行なってもよい。代わりに、端末は、端末のための候補の組の中で基地局によって使用された各PNl系列について直接相関を行なってもよい。この候補の組は、端末が通信中の基地局によって識別された基地局(例えばセクタ)、端末が低レート探索によってそれ自体識別した基地局などを含んでいてもよい。どんな場合も各パイロット-1仮定は、(1)基地局からのTDMパイロット1が存在し得るところの特定の時間オフセット、および(2)TDMパイロット1のために使用されてもよい特定のPNl系列に対応する。
パイロット-1仮定(n,m)のためのTDMパイロット1についての直接相関は、nの時間オフセットおよびpm(i)のPNl系列を用いて、次のように表現され得る:
Figure 2013258723
ここに、nはパイロット-1仮定(n,m)のための時間オフセットであり、それは不確実性窓以内にあり、即ち、n∈Wu;
p'm(i)はパイロット-1仮定(n,m)のための拡張PNl系列のi番目のチップである;
Dm(n)はパイロット-1仮定(n,m)のための直接相関の結果である;
N1dはTDMパイロット1についての直接相関の長さである(例えば、N1d=S1・L1)。
拡張PNl系列p'm(i)は、N1dPNチップを得るために、パイロット-1仮定(n,m)のためのPNl系列pm(i)を必要に応じて何度も繰り返すことにより得られる。例えば、直接相関が2つのパイロット-1インスタンス、すなわちN1d=2・L1に関して行なわれる場合、長さL1のPN系列pm(i)は2度繰り返され、長さ2L1の拡張PNl系列p'm(i) を得る。
推定されるべき各PNl系列のために、端末は、端末におけるサンプル・タイミング誤差による低下を減少するために、不確実性窓内のすべてのチップの半分で直接相関を行なってもよい。例えば、不確実性窓が±80チップである場合、端末は各PNl系列につき320の直接相関を行なってもよく、それはサンプル期間npで不確実性窓の中心から各方角に80サンプル期間の不確実性に対応する。すべてのM1PNl系列が推定される場合、TDMパイロット1のための直接相関の合計数は320・M1である。一般に、すべてのM1PNl系列が推定される場合、端末は、推定される各PNl系列のためのK1の異なる時間オフセットについてM1の直接相関、即ち、K1・M1の直接相関を行なう。
直接相関は受信信号のTDMパイロット1の強いインスタンスを識別するために使用される。TDMパイロット1のための直接相関をすべて行なった後に、端末は最大の直接相関結果をもつK2の最強TDMパイロット1インスタンスを選択する。各検出されたTDMパイロット1インスタンスは、特定の時間オフセットおよび特定のPNl系列と関係付けられ、例えば、k番目に検出されたTDMパイロット1インスタンスは時間オフセットnkおよびPNl系列pk(i)と関係付けられる。端末はさらに、各検出されたTDMパイロット1インスタンスのための直接相関メトリックを正規化された閾値に対して比較し、そのメトリックが閾値未満である場合、インスタンスを廃棄してもよい。どんな場合も、端末が最強の基地局を検出することを試みている場合、K2は最初の獲得に関して小さな値かもしれない。基地局間のハンドオフについて、K2は、より弱い基地局と同様に最強の基地局に属する信号パスの検出のために許可すべきより大きな値かもしれない。コンピュータシミュレーションは、K2=4が最初の獲得に十分かもしれないし、K2=16がハンドオフのための多数の基地局を検出するのに十分かもしれないことを示す。
直接相関はまた周波数領域で行なわれてもよい。周波数領域の直接相関について、NF-点離散的フーリエ変換(DFT)が与えられた時間オフセットnに対してNFの受信サンプルで行なわれ、NFの合計のサブバンドに対するNF周波数領域値を得る。パイロット・シンボルのないサブバンドに対する周波数領域値は0に設定される。そして合成のNF周波数領域値は、推定されているパイロット-1仮定のためのPNl系列を含んでいるNFパイロット・シンボルで掛けられる。NFの合成のシンボルは累積され、時間オフセットnにおけるパイロット-1仮定についての直接相関結果を得る。代わりに、NF点IDFTはNF合成シンボルで行なわれてもよく、異なる時間オフセットに対応するNF時間領域値を得る。どんな場合も、相関結果は上述されるように後処理され、K2の最も強いTDMパイロット1インスタンスを識別する。
3.TDMパイロット2のための直接相関
端末は、PN2系列を用いてTDMパイロット2のための受信サンプルの直接相関を行なうことにより、K2の検出されたTDMパイロット1インスタンスを評価する。各検出されたTDMパイロット1インスタンスについて、端末は、その検出されたTDMパイロット1インスタンスに使用されたPNl系列pk(i)に関連した、M2PN2系列{sl,k(i)}の組を決定する。各検出されたTDMパイロット1インスタンスはM2パイロット-2仮定に関係しているかもしれない。各パイロット-2仮定は、(1)基地局からのTDMパイロット2が存在し得るところの特定の時間オフセット、(2)TDMパイロット2のために使用されてもよい特定のPN2系列に対応する。各パイロット-2仮定については、端末は、TDMパイロット2の存在を検出するその仮定に対するPN2系列を用いてTDMパイロット2のための受信サンプルで直接相関を行なう。
パイロット-2仮定(k,l)に対するTDMパイロット2のための直接相関は、nkの時間オフセットおよびsl,k(i)のPN2系列を用いて次のように表現され得る:
Figure 2013258723
ここに、sl,k(i)はパイロット-2仮定(k,l)に対するPN2系列のi番目のチップである;
r(i−nk)は時間オフセットnkに対するi番目の受信サンプルである;
Gl(nk)はパイロット-2仮定(k,l)に対する直接相関の結果である;
N2はTDMパイロット2のための直接相関の長さである。
直接相関長は、パイロット-2系列の長さ(即ち、N2=L2)またはT2≠L2の場合、TDMパイロット2の長さ(即ち、N2=T2)に設定されてもよい。
TDMパイロット2のための直接相関メトリックは、直接相関結果の2乗された大きさとして以下のように定義されてもよい:
Hl(nk)=|Gl(nk)|2 式(12)
以下の条件が真の場合、端末がTDMパイロット2の存在と宣言してもよい:
Hl(nk)>μ・Erx 式(13)
ここに、Erxは受信サンプルのエネルギーであり、μはTDMパイロット2のための閾値である。エネルギーErxはTDMパイロット2のための直接相関に使用された受信サンプルに基づいて計算され、ローカルエネルギーを示す。閾値μはTDMパイロット2のための検出確率と誤警報の確率の間のトレードオフで選択されてもよい。
端末が多数の(R)アンテナを装備している場合、式(11)で示されるように、直接相関Gl,k(nk)は与えられた仮定(k,l)に対して各アンテナjのために計算されてもよい。すべてのRアンテナのための直接相関結果は以下のように非コヒーレントに結合され得る:
Figure 2013258723
式(14)は、すべてのRアンテナのパス遅延が同じであると仮定するが、Rアンテナのためのチャネル利得の大きさは独立している。合成の直接相関メトリックHtotal,l(nk)は正規化された閾値μ・Erx totalに対して比較されてもよく、ここにErx totalはすべてのRアンテナについての合計エネルギーである。
λとμの閾値はTDMパイロット1および2の検出にそれぞれ使用される。これらの閾値は誤警報の確率と同様に検出確率も決定する。低いλおよびμ閾値は検出確率を増加させるが、誤警報の確率も増加させ、反対が高いλおよびμ閾値に対して真である。与えられた閾値について、検出確率と誤警報の確率は一般に増加するSNRにつれて増加する。λとμの閾値は、(1)遅延相関および直接相関の検出レートがそれぞれ、低いSNRでさえ十分に高い、(2)遅延相関および直接相関の誤警報率がそれぞれ、高いSNRでさえ十分に低いように適切に選択されてもよい。
Pdetの検出確率は(1−Pdet)の誤検出確率に対応する。誤検出は存在しているパイロットを検出していない。TDMパイロット1の次の伝送が受信されるまで、TDMパイロット1の誤検出は獲得時間を拡張する効果がある。TDMパイロット1が周期的(例えば20ミリセカンドごと)に送信されれば、TDMパイロット1の誤検出は問題ではない。
TDMパイロット1のための遅延相関に関する誤警報は、TDMパイロット2のための後の直接相関が悪い仮定としてのこの誤警報を最も捕えがちであり、即ち、この仮定が式(13)の正規化された比較を最も失敗しがちであるので、破局的ではない。遅延相関誤警報の悪影響は、両方のTDMパイロット1および2に対する直接相関のための余分な計算である。遅延相関誤警報の数は、例えば、任意の1フレームについて遅延相関誤警報の確率を与えられた目標に、少なくしておかれるべきである。TDMパイロット2のための直接相関に対する誤警報は、全体のシステムについて増加した誤警報の確率をもたらす。TDMパイロット2の誤警報率は、候補の組の中で基地局によって使用されるPN2系列だけで直接相関を行なうことにより減少され得る。最大の許容範囲を超過する大きな周波数誤差はTDMパイロット1および2の直接相関によって修正も検出もされないので、誤警報と同じ影響をもつ。
TDMパイロット2のための直接相関中に誤警報の出来事から回復するためのメカニズムが使用されてもよい。TDMパイロット2のための直接相関が検出を宣言する場合、周波数および/または時間追跡ループが収束した後、端末は基地局によって送られたデータと制御チャネルを復調することができるであろう。端末は制御チャネルを復号することを試みることにより誤警報をチェックしてもよい。例えば、システムの各基地局は、その通信可能範囲領域内の端末への割り当てと肯定応答を送るために順方向リンク上で制御チャネルを放送してもよい。この制御チャネルは満足なシステムオペレーションのために高い検出確率(例えば99%)をもつように要求され、強い誤り検出符号、例えば、0.516≒1.5×10−5の誤警報確率に相当する、16ビットの巡回冗長検査(CRC)を利用してもよい。TDMパイロット2のための直接相関が検出を宣言する場合、端末はこの制御チャネル上で送られた1つ以上のパケットまたはメッセージを復号することを試みてもよい。復号が失敗する場合、端末は誤警報を宣言し、獲得処理を再開してもよい。
図4は端末によって行なわれる獲得処理400の流れ図を示す。端末はTDMパイロット1の存在を検出するために受信サンプルで遅延相関を行なう(ブロック410)。これは、各サンプル期間について遅延相関を行ない、遅延相関メトリックS(n)を正規化された閾値に対して比較することにより達成され得る。TDMパイロット1が検出されなければ、ブロック412で決定されるように、端末は次のサンプル期間の遅延相関を行なうために410ブロックへ戻る。しかしながら、TDMパイロット1が検出されれば、端末は受信サンプル中の周波数誤差を推定し、周波数誤差について修正する(ブロック414)。
その後、端末はK1の異なる時間オフセットに対してPNl系列を用いて受信サンプルまたは周波数修正サンプルのいずれかで直接相関を行ない、TDMパイロット1のためのK2の最大の直接相関結果をもつK2の最良の検出されたTDMパイロット1インスタンスを識別する(ブロック416)。各検出されたTDMパイロット1インスタンスは、特定の時間オフセットおよび特定のPNl系列と関係付けられる。端末は、特定の時間オフセットおよび特定のPN2系列と関連している各パイロット-2仮定を用いて、各検出されたTDMパイロット1インスタンスのためのM2パイロット-2仮定を評価してもよい。各パイロット-2仮定について、端末は、仮定のためのPN2系列を用いて、受信または周波数修正サンプルで直接相関を行ない、直接相関メトリックHl(nk)を正規化された閾値に対して比較し、TDMパイロット2の存在を検出する(ブロック418)。
TDMパイロット2が検出されなければ、ブロック420で決定されるように、端末はブロック410に戻る。そうでなければ、端末は誤警報をチェックするために制御チャネルを復号することを試みてもよい(ブロック422)。制御チャネルが成功裡に復号される場合、ブロック424で決定されるように、端末は成功した獲得を宣言する(ブロック426)。そうでなければ、端末はブロック410に戻る。
図4で示されるように、獲得処理は段階的に行われ得る。ステージ1はTDMパイロット1のための遅延および直接相関をカバーし、一般に信号検出のために使用される。ステージ1はTDMパイロット1に対する遅延相関のためのサブステージ1、およびTDMパイロット1に対する直接相関のためのサブステージ2を含んでいる。ステージ2は、TDMパイロット2のための直接相関をカバーし、時間同期および基地局同定に使用される。ステージ3は制御チャネルの復号をカバーし、誤警報をチェックするために使用される。信号の獲得はまた、図4で示されるステージとサブステージのすべてより少ない数で行なわれてもよい。例えば、ステージ3は省略されてもよく、サブステージ2は省略されてもよい。
端末が基地局からまだ信号を受信していない場合、端末は最初の獲得(例えば、パワーアップで)を行なう。端末は典型的に最初の獲得のための正確なシステム・タイミングを持っておらず、したがってTDMパイロット1の検出を保証するために、より大きな不確実性窓でTDMパイロット1のための直接相関を行なってもよい。最初の獲得について、端末は単に最も強い基地局について探索することを必要とし、したがって、後の評価のために検出されたTDMパイロット1インスタンスの少数を選択してもよい。
端末はサービスを受けるよりよい(例えば、より強い)基地局の捜索のため、ハンドオフ獲得を行なってもよい。図3Bで示されるスタッガーされたパイロット伝送方式、または図3C示される非同期パイロット伝送方式について、端末が活発な組の1つ以上の基地局と交信している間、端末はバックグラウンドタスクとして遅延相関を行なうことにより、強い基地局を絶えず探索してもよい。遅延相関は探索によって見つかった強い基地局のための粗いタイミングを供給する。図3Aで示される同期パイロット伝送方式について、活発な組の基地局のタイミングは、他の強い基地局の粗いタイミングとして使用されてもよい。どんな場合も、端末は十分に高い受信信号強度を備えたすべての新しい基地局についてTDMパイロット2のための直接相関を行なってもよい。端末が活発な組の基地局からの正確なシステム・タイミングを既に持っているので、端末は遅延相関からの粗い時間推定値を使用する必要がないし、活発な組の基地局のタイミングで中心に置かれた不確実性窓上で直接相関を行なってもよい。端末は活発な組の基地局より強い受信信号強度を持つ他の基地局へハンドオフを始めてもよい。
明瞭さのために、2つのTDMパイロットを持つ特定のパイロット伝送方式が上に記述された。信号獲得が2部-信号検出と時間同期で行なわれるので、2つのTDMパイロットの使用は端末で計算を減少するかもしれない。信号検出のための遅延相関は、以下に述べられるように、各サンプル期間について丁度1を掛けて効率的に行なわれるかもしれない。各直接相関は多くの(N1dまたはN2)掛け算を必要とする。計算する直接相関の数は評価されるべきPN系列の数に依存し、大きいかもしれない(例えば、TDMパイロット1のためのK1・M1の直接相関、およびTDMパイロット2のためのK2・M2の直接相関)。TDMパイロット1との前処理は、TDMパイロット2に必要な処理の量を大幅に減らすことができる。
M1PNl系列はTDMパイロット1のために使用され、M2PN2系列は各PNl系列のTDMパイロット2のために使用されてもよく、それはM1・M2PN2系列の合計を与える。M1とM2の選択は獲得の複雑さおよび誤警報の確率に影響するが、遅延相関および直接相関の(同じ閾値に対する)検出確率にほとんど影響をもたない。例として、K1=320の直接相関が各PNl系列に(例えば、80チップの遅れについて)行なわれ、かつK2=16の直接相関が各PN2系列に(例えば、ハンドオフ獲得のために)行なわれる場合、直接相関の合計数は、K1・M1+K2・M2=320・M1+16・M2である。M1・M2=256のPN2系列がシステムに必要とされる場合、M1=4およびM2=64であるなら計算が最小化され、直接相関の数が2304である。一般に、例えばシステムによって要求されるPN2系列の合計数、不確実性窓サイズ(即ち、K1)、評価するための検出されたTDMパイロット1インスタンスの数(K2)などのような、様々な要因に依存して、M1とM2のために任意の値が選ばれてもよい。候補の組の中で基地局によって使用されるPN系列を用いてパイロットを捜すことにより、複雑さがまた減少され得る。
TDMパイロットはさらにデータを運んでもよい。例えば、TDMパイロット2は、各基地局によって使用されるPN2系列に埋め込まれるかもしれない1ビット以上の情報を送るために使用されてもよい。TDMパイロット2のためのM1・M2PN2系列を持っている代わりに、TDMパイロット2のための2・M1・M2PN2系列を使用することにより、情報の1つのビットが伝えられてもよい。そして各基地局は一対のPN2系列を割り当てられ、「0」の情報ビット値を伝えるためにその対の1つのPN2系列を使用し、「1」の情報ビット値を伝えるためにその対の他のPN2系列を使用してもよい。2倍の可能なPN2系列の数があるので、獲得のために評価する仮定の数は2倍になる。獲得の後、PN2系列は知られていて、関連する情報ビット値は確認することができる。より多くの情報ビットが各基地局のためにPN2系列のより大きな組を使用することにより伝えられてもよい。データ変調がPN2系列に位相因子を掛けることから成る場合、追加の相関は必要ではない。これは相関の大きさでのみ検査され、位相は無視されるからである。
信号の獲得はまた単一のTDMパイロットと行なわれてもよい。例えば、各基地局は、その基地局を唯一に識別するPN系列を使用して、TDMパイロットを送信してもよい。端末はすべての基地局からTDMパイロットを受信し、信号検出のために受信サンプルで遅延相関を行なう。信号が検出される場合、端末は、PN系列の全部および異なる時間オフセットを用いてTDMパイロットのための受信サンプルで直接相関を行なってもよい(即ち、K1・M1・M2の直接相関、それはK1・M1+K2・M2よりはるかに大きいかもしれない)。直接相関結果から、端末はTDMパイロットを送信する各基地局を識別し、そのタイミングを決定することができる。代わりに、端末は、複雑さを減少するために、PN系列の制限された組(例えば、候補の組における基地局について)を用いて、TDMパイロットのための受信サンプルで直接相関を行なってもよい。
TDMパイロットに加えて、OFDMに基づいたシステムにおける各基地局は、FDMパイロットのために指定されたサブバンドである1つ以上のパイロットサブバンド上で、周波数分割多重(FDM)パイロットを送信してもよい。各基地局は、図2Aのデータフィールド230のFDMパイロットを送信し、パイロットサブバンドで送られたパイロット・シンボルで唯一のPN系列を適用してもよい。このPN系列の第1のPNチップはシンボル時期1においてFDMパイロットのために使用されてもよく、第2のPNチップはシンボル時期2においてFDMパイロットのために使用されてもよいなどである。FDMパイロットのために使用されたPN系列は、TDMパイロット2のために使用されたPN2系列と同じかまたは異なるかもしれない。FDMパイロットは、例えば、誤警報率を減少させるために獲得性能を改善するように使用されてもよい。FDMパイロットはまた、システムにおける基地局を唯一に識別するために使用されてもよい。例えば、少数のPN2系列がTDMパイロット2のために使用され、また、FDMパイロットが基地局中のどんなあいまい性も解決するために使用されてもよい。
TDMパイロット1および2のための直接相関は、特定の時間オフセットで受信信号強度を計算する。基地局はそれらの最も強い信号パスに基づいて識別され、ここで各信号パスは特定の時間オフセットに関係している。OFDMに基づいたシステムにおける受信機は、周期的な接頭辞内のすべての信号パスについてエネルギーを捕らえることができる。したがって、基地局は最も強いパスメトリックの代わりに合計のエネルギーメトリックに基づいて選択されてもよい。
同期方式については、図3Aで示されるように、基地局はそれらのTDMパイロット1および2を同時に送信してもよい。代わりに、基地局は、図3Bで示されるように、時間にスタッガーされたそれらのTDMパイロットを送信してもよい。スタッガーされたTDMパイロットのために、端末は異なる時間オフセットで遅延相関ピークを得、最も強い基地局を選択するためにこれらのピークを比較してもよい。
システムにおける基地局のうちのいくつかまたはすべてが非同期であってもよい。この場合、異なる基地局からのTDMパイロットは、互いに同時に到着しなくてもよい。端末は、基地局からのパイロットを捜しかつ獲得するために、上述された信号の獲得を依然として行なうことができる。しかしながら、基地局が非同期である場合、各基地局からのTDMパイロット1は他の基地局からの干渉を観察し、遅延相関のための検出性能は干渉のために下がるかもしれない。TDMパイロット1の持続期間は、干渉を説明し、かつ所望の検出性能(例えば、TDMパイロット1のための所望の検出確率)を達成するために拡張されるかもしれない。
4.システム
図5は、システム100における1つの基地局および1つの端末である、基地局110xおよび端末120xのブロック図を示す。基地局110xでは、TXデータ処理装置510は異なるタイプのデータ(例えば、トラヒック/パケット・データ、およびオーバーヘッド/制御データ)を受信し、受信データを処理し(例えば、符号化する、インタリーブする、またシンボルマップする)、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、パイロットの変調シンボルであり(それは基地局と端末の両方によってアプリオリに知られているデータである)、変調シンボルは、変調方式(例えば、M-PSK、M-QAMなど)に関する信号コンステレーションのポイントのための複素数値である。
OFDM変調器520は適切なサブバンド上にデータシンボルを多重化し、OFDMシンボルを生成するために多重シンボルでOFDM変調を行なう。TXパイロット・プロセッサ530は、時間領域(図5で示されたように)または周波数領域でTDMパイロット1および2を生成する。マルチプレクサ(Mux)532は、TXパイロット・プロセッサ530からのTDMパイロット1および2を受けかつOFDM変調器520からOFDMシンボルと多重化し、送信機ユニット(TMTR)534にサンプルのストリームを供給する。送信機ユニット534は、サンプルストリームをアナログ信号に変換し、アナログ信号をさらに調整し(例えば、増幅する、フィルタにかける、および周波数アップコンバートする)、変調された信号を生成する。その後、基地局110xはシステムで変調された信号をアンテナ536から端末に送信する。
端末の120xでは、他の基地局と同様に基地局110xからの送信された信号は、アンテナ552によって受信され、受信機ユニット(RCVR)554に供給される。受信機ユニット554は受信信号を調整し(例えば、フィルタにかける、増幅する、周波数ダウンコンバートするおよびディジタル化する)、受信サンプルのストリームを生成する。
同期(sync)ユニット580は受信機ユニット554からの受信サンプルを得て、基地局からの信号を検出するため獲得を行ない、各検出された基地局のタイミングを決定する。ユニット580はOFDM復調器560および/または制御装置590にタイミング情報を供給する。
OFDM復調器560は、ユニット580からのタイミング情報に基づいて受信サンプルにOFDM復調を行ない、受信データとパイロットのシンボルを得る。OFDM復調器560はさらに、チャネル推定(例えば、周波数応答推定)により受信データシンボル上で検出(または整合フィルタリング)を行ない、基地局110xによって送られたデータシンボルの推定値である検出されたデータシンボルを得る。OFDM復調器560は受信(RX)データ処理装置570に検出されたデータシンボルを供給する。RXデータ処理装置570は検出されたデータシンボルを処理し(例えば、シンボルデマップし、デインタリーブし、および復号する)、復号データを提供する。RXデータ処理装置570および/または制御装置590は、基地局110xによって送られた異なるタイプのデータを回復するためにタイミング情報を使用してもよい。一般に、OFDM復調器560およびRXデータ処理装置570による処理は、それぞれ基地局110xにおける、OFDM変調器520およびTXデータ処理装置510による処理に相補的である。
制御装置540と590はそれぞれ基地局110xおよび端末の120xの作動を指示する。メモリユニット542および592は、それぞれ制御装置540および590によって使用されるプログラムコードとデータのための記憶装置を提供する。
図6は、基地局110xにおけるTXパイロット・プロセッサ530の実施例のブロック図を示す。この実施例について、TXパイロット・プロセッサ530は時間領域のTDMパイロット1および2を生成する。TXパイロット・プロセッサ530内では、PNl発生器612が基地局110xに割り当てられたPNl系列を生成し、PN2発生器614が基地局110xに割り当てられたPN2系列を生成する。各PN発生器は、例えばPN系列のための生成多項式を実施する、線形のフィードバック・シフト・レジスタ(LFSR)で実施されてもよい。PN発生器612および614は、基地局110xに割り当てられたPNlとPN2系列に対応する固有値で初期化されてもよい。マルチプレクサ616はPN発生器612および614から出力を受け取り、TDM_Ctrl信号によって決定されるように、適切な時間に各PN発生器からの出力を提供する。
上述されるように、TDMパイロットはまた周波数領域で生成されてもよい。この場合に、PN発生器612および614からのPNlおよびPN2系列は、それぞれOFDM変調器520に供給され、TDMパイロットの周波数領域パイロット・シンボルまたは時間領域サンプルと乗算するために使用される。
図7は、端末120xで同期ユニット580の実施例のブロック図を示す。同期ユニット580はTDMパイロット1プロセッサ710およびTDMパイロット2プロセッサ740を含んでいる。TDMパイロット1プロセッサ710内では、遅延相関器720が受信サンプル上で遅延相関を行ない、各サンプル期間について遅延相関結果C(n)を提供する。パイロット/ピーク検出器722は、遅延相関結果に基づいて受信信号内にTDMパイロット1の存在を検出し、信号が検出された場合、遅延相関のピークを決定する。周波数誤差検出器724は、式(8)で示されるように、検出されたピークで遅延相関結果の位相に基づいて受信サンプル中の周波数誤差を推定し、周波数誤差推定値を提供する。周波数誤差訂正ユニット726は受信サンプル上で周波数誤差補正を行ない、周波数を訂正されたサンプルを提供する。直接相関器730は、検出されたピーク位置で中心にされる不確実性窓における異なる時間オフセットについて、周波数を訂正されたサンプル(図7の中で示されたように)または受信サンプル(示されない)上で直接相関を行ない、TDMパイロット1のための直接相関結果を提供する。ピーク検出器732は不確実性窓内のTDMパイロット1のK2の最強いインスタンスを検出する。
TDMパイロット2プロセッサ740内では、直接相関器750は、ピーク検出器732からのK2の最強検出TDMパイロット1インスタンスにより決定された、異なるパイロット-2仮定のための受信されたまたは周波数訂正されたサンプルに対して直接相関を行ない、これらのパイロット-2仮定のための直接相関結果を提供する。パイロット検出器752は、式(13)で示される正規化された比較を行なうことによりTDMパイロット2の存在を検出する。パイロット検出器752は検出器出力として各検出された基地局のタイミングと同様に同一性も提供する。
図8Aは、TDMパイロット1のための遅延相関器720の実施例のブロック図を示す。遅延相関器720内では、シフトレジスタ812(長さL1)は各サンプル期間nについて受信サンプルr(n)を受け取りかつ格納し、L1サンプル期間により遅延された遅延受信サンプルr(n−L1)を提供する。サンプル・バッファがまたシフトレジスタ812の代わりに使用されてもよい。ユニット816はまた受信サンプルr(n)を得て、複合-共役受信サンプルr*(n)を提供する。各サンプル期間nについて、乗算器814はシフトレジスタ812からの遅延受信サンプルr(n−L1)をユニット816からの複合-共役受信サンプルr*(n)と掛けて、シフトレジスタ822(長さN1)および合計器824へ相関結果c(n)=r*(n)・r(n−L1)を提供する。各サンプル期間nについて、シフトレジスタ822は算器814からの相関結果c(n)を受け取りかつ格納し、N1サンプル期間により遅延された相関結果c(n−N1)を提供する。各サンプル期間nについて、合計器824はレジスタ826の出力C(n−1)と乗算器814からの結果c(n)とを受け取りかつ合計し、さらにシフトレジスタ822からの遅延結果C(n−N1)を引算し、レジスタ826にその出力C(n)を提供する。合計器824およびレジスタ826は、式(2)の合計演算を行なう累算器を形成する。シフトレジスタ822および合計器824はまた、N1の最も最近の相関結果c(n)ないしc(n−N1+1)のランニングまたはスライディング合計を行なうように構成される。これは乗算器814から最も最近の相関結果c(n)を合計し、シフトレジスタ822によって提供されるN1のサンプル期間以前から相関結果c(n−N1)を引くことにより達成される。
図8Bは、TDMパイロット1のための直接相関器730の実施例のブロック図を示す。直接相関器730内では、バッファ842が受信サンプルを格納する。TDMパイロット1のための遅延相関のピークが検出された場合、窓発生器832は不確実性窓を決定し、パイロット-1仮定の各々を評価するために制御を提供する。発生器832は各パイロット-1仮定のための時間オフセットおよびPNl系列を提供する。バッファ842は、指示された時間オフセットに基づいた各パイロット-1仮定のためのサンプルの(共役の)適切な系列を供給する。PN発生器834は指示された時間オフセットで適切なPNl系列を生成する。乗算器844はバッファ842からのサンプルにPN発生器834からのPNl系列を掛ける。各パイロット-1仮定について、累算器846は乗算器844からのN1dの結果を蓄積し、その仮定のための直接相関結果を供給する。
TDMパイロット2のための直接相関器750は、次の違いがあるとはいえ、TDMパイロット1のための直接相関器730と同様の方法で実施されてもよい。発生器832は、不確実性窓内のK1の時間オフセットの代わりに、ピーク検出器732からのK2の検出されたTDMパイロット-1インスタンスを評価するために制御を生成する。PN発生器834はPNl系列の代わりに適切なPN2系列を生成する。累算器846はN1dサンプルの代わりにN2サンプルに関する蓄積を行なう。
ここに説明された信号獲得技術は、種々の手段で実施されるかもしれない。例えば、これらの技術はハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせで実施されるかもしれない。ハードウェアの実施において、TDMパイロットを生成し送信するために使用される処理ユニットは、1つ以上の特定用途向集積回路(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)、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、ここに説明された機能を実行するように設計された他の電子ユニット、またはそれらの組み合わせで実施されるかもしれない。獲得を行うために用いられる処理ユニットは、また1つ以上のASIC、DSPなどで実施されるかもしれない。
ソフトウェア実施において、信号獲得技術は、ここに説明された機能を実行するモジュール(例えば、手順、機能その他)で実施されるかもしれない。ソフトウェアコードは、メモリユニット(例えば、図5のメモリユニット542または592)に格納されるかもしれないし、またプロセッサ(例えば、制御装置540または590)によって実行されるかもしれない。メモリユニットは、プロセッサ内、またはプロセッサの外部で実施されるかもしれない。その場合に、それは技術で知られているように、様々な手段によってプロセッサに通信的に結合される。
ここに使用されるように、OFDMはまた複数ユーザがOFDMチャネルを共有する直交周波数分割多元接続(OFDMA)アーキテクチャを含んでいてもよい。
ヘディングは、参考のために、およびあるセクションを見つけることの援助のためにここに含まれている。これらのヘディングは、そこに記述された概念の範囲を制限するようには意図されない。また、これらの概念は全明細書を通して他のセクションに適用可能性を持っているかもしれない。
開示実施例のこれまでの説明は、どのような当業者も本発明を製造しまたは使用することを可能にするように提供されている。これらの実施例への種々の変更は当業者に容易に明らかになるだろう。また、ここに定義した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かもしれない。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せず、ここに開示した原理および新規な機能に矛盾しない最も広い範囲と一致すべきである。
開示実施例のこれまでの説明は、どのような当業者も本発明を製造しまたは使用することを可能にするように提供されている。これらの実施例への種々の変更は当業者に容易に明らかになるだろう。また、ここに定義した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かもしれない。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せず、ここに開示した原理および新規な機能に矛盾しない最も広い範囲と一致すべきである。
以下に本件出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]通信システムにおいてパイロットを送信する方法であって、
送信エンティティを唯一に識別するために使用される擬似乱数(PN)系列を得ることと、
第1の時分割多重(TDM)パイロットを生成することと、
PN系列を用いて第2のTDMパイロットを生成することと、
各送信間隔の第1の部分において第1のTDMパイロットを送信することと、
各送信間隔の第2の部分において第2のTDMパイロットを送信することとを含む方法。
[2]第1のTDMパイロットを生成することが、
パイロット系列を生成することと、
パイロット系列の多数のインスタンスを用いて第1のTDMパイロットを生成することとを含む[1]の方法。
[3]第2のTDMパイロットを生成することが、
PN系列を用いてパイロット系列を生成することと、
パイロット系列の少なくとも1つのインスタンスを用いて第2のTDMパイロットを生成することとを含む[1]の方法。
[4]第1のTDMパイロットを生成することが、第1の組の周波数サブバンドに対して第1の組のパイロット・シンボルを用いて周波数領域における第1のTDMパイロットを生成することを含み、第2のTDMパイロットを生成することが、第2の組の周波数サブバンドに対して第2の組のパイロット・シンボルを用いて周波数領域における第2のTDMパイロットを生成することを含む[1]の方法。
[5]PN系列を得ることが、
第2のTDMパイロットのための可能なPN系列の組の中からPN系列を識別することを含む[1]の方法。
[6]第2のTDMパイロットを送信することが、各送信間隔の第1の部分の後に、第2の部分において第2のTDMパイロットを送信することを含む[1]の方法。
[7]通信システムにおいてパイロットを送信する方法であって、
第1の擬似乱数(PN)系列を用いて第1の時分割多重(TDM)パイロットを生成することと、
第2のPN系列を用いて第2のTDMパイロットの生成することと、
各送信間隔の第1の部分において第1のTDMパイロットを送信することと、
各送信間隔の第2の部分において第2のTDMパイロットを送信することとを含む方法。
[8]第1のTDMパイロットを生成することが、時間領域において第1のPN系列を用いて第1のTDMパイロットを生成することを含み、第2のTDMパイロットを生成することが、時間領域において第2のPN系列を用いて第2のTDMパイロットを生成することを含む[7]の方法。
[9]第1のTDMパイロットを生成することが、第1の組の周波数サブバンドに対して第1の組のパイロット・シンボルを用いて周波数領域において第1のTDMパイロットを生成することを含み、第2のTDMパイロットを生成することが、第2の組の周波数サブバンドに対して第2の組のパイロット・シンボルを用いて周波数領域において第2のTDMパイロットを生成することを含む[7]の方法。
[10]第1のTDMパイロットを生成することが、
第1のPN系列を用いて第1のパイロット系列を生成することと、
第1のパイロット系列の複数のインスタンスを用いて第1のTDMパイロットを生成することとを含む[7]の方法。
[11]第1のパイロット系列を生成することが、第1のPN系列を用いて、第1のPN系列の長さと等しい長さを有する第1のパイロット系列を生成することを含む[10]の方法。
[12]第1のTDMパイロットを生成することが、複数の送信間隔の各々に対して異なる第1のPN系列を用いて第1のTDMパイロットを生成することを含む[7]の方法。
[13]第1のTDMパイロットを生成することが、
第1のPN系列の組の中から第1のPN系列を識別し、第1のPN系列が複数の可能なコード・オフセットの中から選択されたコード・オフセットに対応し、
第1のPN系列を用いて第1のTDMパイロットを生成することを含む[7]の方法。
[14]第2のTDMパイロットを生成することが、
第2のPN系列を用いて第2パイロット系列を生成し、
第2のパイロット系列の少なくとも1つのインスタンスを用いて第2のTDMパイロットを生成することを含む[10]の方法。
[15]第2のパイロット系列を生成することが、第2のPN系列を用いて、第2のPN系列の長さと等しい長さを持った第2のパイロット系列を生成することを含む[14]の方法。
[16]第2のパイロット系列を生成することが、第2のPN系列を用いて、第1のパイロット系列より長い長さを持った第2のパイロット系列を生成することを含む[14]の方法。
[17]第3のPN系列を用いて第3のTDMパイロットを生成することと、
各送信間隔の第3の部分において第3のTDMパイロットを送信することとをさらに含む[7]の方法。
[18]周波数分割多重(FDM)パイロットを生成することと、
各送信間隔の第3の部分においてFDMパイロットを送信することとをさらに含む[7]の方法。
[19]第2のPN系列を用いて周波数分割多重(FDM)パイロットを生成することと、
各送信間隔の第3の部分においてFDMパイロットを送信することとをさらに含む[7]の方法。
[20]第3のPN系列を用いて周波数分割多重(FDM)パイロットを生成することと、
各送信間隔の第3の部分においてFDMパイロットを送信することとをさらに含む[7]の方法。
[21]M1の可能な第1のPN系列の組の中から第1のPN系列を識別することと、
第1のPN系列に関連したM2の可能な第2のPN系列の組の中から第2のPN系列を識別することとをさらに含み、M1は1以上であり、M2は1より大きい[7]の方法。
[22]第1と第2のTDMパイロットを送信する基地局に割り当てられた第2のPN系列を識別し、システムにおける近隣の基地局は異なる第2のPN系列を割り当てられることをさらに含む[7]の方法。
[23]第2のTDMパイロットを生成することは、基地局に割り当てられた複数の第2のPN系列の中から第2のPN系列を選択し、複数の第2のPN系列の各々が異なるデータ値に対応することを含む[7]の方法。
[24]通信システムにおいてパイロットを送信する方法であって、
各TDMパイロットにつき1つのPN系列づつ、複数の擬似乱数(PN)系列を用いて複数の時分割多重(TDM)パイロットを生成することと、
TDMパイロット送信を用いて各送信間隔の複数の時間間隔で複数のTDMパイロットを送信することとを含む方法。
[25]TDMパイロットに対して利用可能な一組のPN系列の中から複数のTDMパイロットの各々のためのPN系列を識別することをさらに含む[24]の方法。
[26]第1のTDMパイロットに対して利用可能な一組のPN系列の中から第1のTDMパイロットのための第1のPN系列を識別することと、
複数のTDMパイロットの中の各残りのTDMパイロットのために、
先の時間間隔中に送信された他のTDMパイロットのために使用されたPN系列に関連したPN系列の部分集合を決定することと、
PN系列の部分集合の中から残りのTDMパイロットのためのPN系列を識別することとをさらに含む[24]の方法。
[27]第1の擬似乱数(PN)系列を用いて第1の時分割多重(TDM)パイロットを生成し、かつ第2のPN系列を用いて第2のTDMパイロットを生成するように作動するプロセッサと、
各送信間隔の第1の部分において第1のTDMパイロットを多重化し、かつ各送信間隔の第2の部分において第2のTDMパイロットを多重化するように作動するマルチプレクサとを含む通信システムにおける装置。
[28]プロセッサが、第1のPN系列を用いて第1のパイロット系列を生成し、第1のパイロット系列の複数のインスタンスを用いて第1のTDMパイロットを生成し、第2のPN系列を用いて第2パイロット系列を生成し、第2のパイロット系列の少なくとも1つのインスタンスを用いて第2のTDMパイロットを生成するように作動する[27]の装置。
[29]プロセッサが、M1の可能な第1のPN系列の組の中から第1のPN系列を識別し、第1のPN系列に関連したM2の可能な第2のPN系列の組の中から第2のPN系列を識別するように作動し、M1が1以上であり、M2が1より大きい[27]の装置。
[30]少なくとも1つの他の基地局からの第1と第2のTDMパイロットを用いて、時間的に整列された第1と第2のTDMパイロット送信するように作動する送信機ユニットをさらに含む[27]の装置。
[31]少なくとも1つの他の基地局からの第1と第2のTDMパイロットに関して、非同期に第1と第2のTDMパイロットを送信するように作動する送信機ユニットをさらに含む[27]の装置。
[32]少なくとも1つの他の基地局からの第1と第2のTDMパイロットに関して、時間的にスタッガーされた第1と第2のTDMパイロットを送信するように作動する送信機ユニットをさらに含む[27]の装置。
[33]各基地局のための第1と第2のTDMパイロットが基地局に割り当てられた時間間隔中に送信される[32]の装置。
[34]システムにおける近隣の基地局が同じ第1のPN系列および同じ第2のPN系列を使用する[32]の装置。
[35]システムにおける近隣の基地局が異なる第2のPN系列を割り当てられる[27]の装置。
[36]通信システムが直交周波数分割多重化(OFDM)を利用する[27]の装置。
[37]第1の擬似乱数(PN)系列を用いて第1の時分割多重(TDM)パイロットを生成する手段と、
第2のPN系列を用いて第2のTDMパイロットを生成する手段と、
各送信間隔の第1の部分において第1のTDMパイロットを送信する手段と、
各送信間隔の第2の部分において第2のTDMパイロットを送信する手段とを含む通信システムにおける装置。
[38]第1のTDMパイロットを生成する手段が、第1のPN系列を用いて第1のパイロット系列を生成する手段、および第1のパイロット系列の複数のインスタンスを用いて第1のTDMパイロットを生成する手段を含み、
第2のTDMパイロットを生成する手段が、第2のPN系列を用いて第2パイロット系列を生成する手段、および第2のパイロット系列の少なくとも1つのインスタンスを用いて第2のTDMパイロットを生成する手段を含む[37]の装置。
[39]システムにおける近隣の基地局が異なる第2のPN系列を割り当てられる[37]の装置。
[40]通信システムにおいて獲得を行なう方法であって、
受信サンプル上で第1の相関を行なって、第1のパイロット系列の複数のインスタンスを含む第1の時分割多重(TDM)パイロットを検出し、
第1のTDMパイロットが検出されれば、受信サンプル上で第2の相関を行なって、第2パイロット系列の少なくとも1つのインスタンスを含む第2のTDMパイロットを検出することを含む方法。
[41]受信サンプル上で第1の相関を行なうことが、第1の擬似乱数(PN)系列を用いて受信サンプル上で第1の相関を行なうことを含み、受信サンプル上で第2の相関を行なうことが、第2のPN系列を用いて受信サンプル上で第2の相関を行なうことを含む[40]の方法。
[42]第1の相関を行なうことが、受信サンプルと遅延された受信サンプルとの間の遅延相関を行なうことを含む[40]の方法。
[43]第1の相関を行なうことが、各サンプル期間について、
受信サンプルと遅延された受信サンプルとの間の遅延相関を行ない、
遅延相関メトリックを計算し、
閾値に対して遅延相関メトリックを比較し、
遅延相関メトリックが閾値を越える場合、第1のTDMパイロットの検出を宣言することを含む[40]の方法。
[44]第1のTDMパイロットが検出されれば、異なるサンプル期間について遅延相関結果のピークを検出し、かつ第1のTDMパイロットの推定位置としてピークの位置を提供することをさらに含む[43]の方法。
[45]複数の送信間隔について第1の相関からの相関結果を平均することをさらに含む[40]の方法。
[46]受信サンプルに基づいた適応性のある閾値を引き出すことと、
適応性のある閾値に基づいた第1のTDMパイロットを検出することとをさらに含む[40]の方法。
[47]固定閾値に基づいた第1のTDMパイロットを検出することをさらに含む[40]の方法。
[48]各送信間隔の第1の相関によって提供される最も高い相関結果に基づいた第1のTDMパイロットを検出することをさらに含む[40]の方法。
[49]第2の相関を行なうことが、少なくとも1つの仮定された第2のPN系列を用いて受信サンプル上で直接相関を行うことを含む[41]の方法。
[50]第2の相関を行なうことが、
少なくとも1つの仮定について受信サンプル上で直接相関を行い、各仮定は第2のTDMパイロットのための特定の時間オフセットおよび仮定された第2のPN系列に対応しており、
少なくとも1つの仮定の各々について直接相関メトリックを計算し、
各仮定の直接相関メトリックを閾値に対して比較し、
少なくとも1つの仮定のうちの任意の1つの直接相関メトリックが閾値を越える場合、第2のTDMパイロットの検出を宣言することを含む[41]の方法。
[51]第1のTDMパイロットが検出された場合、受信サンプル上で第3の相関を行ない、第1のパイロット系列の少なくとも1つのインスタンスを識別することをさらに含む[41]の方法。
[52]受信サンプル上で第3の相関を行なうことが、第1のTDMパイロットを生成するために使用される第1の擬似乱数(PN)を用いて、時間領域における受信サンプル上で第3の相関を行なうことを含む[51]の方法。
[53]受信サンプル上で第3の相関を行なうことが、第1のTDMパイロットを生成するために使用される第1の擬似乱数(PN)を用いて、周波数領域における受信サンプル上で第3の相関を行なうことを含む[51]の方法。
[54]第3の相関を行なうことが、
複数の時間オフセットについて、受信サンプルおよび少なくとも1つの仮定された第1のPN系列間で直接相関を行い、
複数の時間オフセットおよび少なくとも1つの第1のPN系列のために得られたKの最大直接相関結果を識別し、ここにKは1またはそれより大きい整数であり、
Kの最大直接相関結果に対応する第1のパイロット系列の検出されたインスタンスを提供し、第1のパイロット系列の各検出されたインスタンスは、特定の時間オフセットおよび特定の第1のPN系列と関連している[51]の方法。
[55]第2のTDMパイロットを検出するために、第2の相関に使用された擬似乱数(PN)系列に基づいた第1と第2のTDMパイロットの送信機を識別することをさらに含む[40]の方法。
[56]第1と第2のTDMパイロットが検出される時間間隔に基づいた第1と第2のTDMパイロットの送信機を識別することをさらに含む[40]の方法。
[57]第1のTDMパイロットが検出されれば、受信サンプル上で第3の相関を行ない、複数の周波数サブバンド上で送られた周波数分割多重(FDM)パイロットを検出することをさらに含む[40]の方法。
[58]第1の相関の結果に基づいて受信サンプル中の周波数誤差を推定し、
推定された周波数誤差を修正することをさらに含む[40]の方法。
[59]第2のTDMパイロットが検出された場合、第2のTDMパイロットの検出を確認する制御チャネルを復号することをさらに含む[40]の方法。
[60]第2の相関に使用された擬似乱数(PN)系列に関連したデータ値を識別することをさらに含む[40]の方法。
[61]通信システムにおける装置であって、
受信サンプル上で第1の相関を行ない、第1のパイロット系列の複数のインスタンスを含む第1の時分割多重(TDM)パイロットを検出するように作動する第1の相関器と、
第1のTDMパイロットが検出された場合、受信サンプル上で第2の相関を行ない、第2パイロット系列の少なくとも1つのインスタンスを含む第2のTDMパイロットを検出するように作動する第2の相関器とを含む装置。
[62]第1の相関器が第1の擬似乱数(PN)系列を用いて受信サンプル上で第1の相関を行なうように作動し、第2の相関器が第2のPN系列を用いて受信サンプル上で第2の相関を行なうように作動する[61]の装置。
[63]第1のTDMパイロットが検出された場合、第3の相関器が受信サンプル上で第3の相関を行ない、第1のパイロット系列の少なくとも1つのインスタンスを識別するように作動することをさらに含む[61]の装置。
[64]通信システムにおける装置であって、
受信サンプル上で第1の相関を行ない、第1のパイロット系列の複数のインスタンスを含む第1の時分割多重(TDM)パイロットを検出する手段と、
第1のTDMパイロットが検出された場合、受信サンプル上で第2の相関を行ない、第2パイロット系列の少なくとも1つのインスタンスを含む第2のTDMパイロットを検出する手段とを含む装置。
[65]受信サンプル上で第1の相関を行なう手段が第1の擬似乱数(PN)系列を用いて受信サンプル上で第1の相関を行なう手段を含み、受信サンプル上で第2の相関を行なう手段が第2のPN系列を用いて受信サンプル上で第2の相関を行なう手段を含む[64]の装置。
[66]第1のTDMパイロットが検出されれば、受信サンプル上で第3の相関を行ない、第1のパイロット系列の少なくとも1つのインスタンスを識別する手段をさらに含む[64]の装置。

Claims (66)

  1. 通信システムにおいてパイロットを送信する方法であって、
    送信エンティティを唯一に識別するために使用される擬似乱数(PN)系列を得ることと、
    第1の時分割多重(TDM)パイロットを生成することと、
    PN系列を用いて第2のTDMパイロットを生成することと、
    各送信間隔の第1の部分において第1のTDMパイロットを送信することと、
    各送信間隔の第2の部分において第2のTDMパイロットを送信することとを含む方法。
  2. 第1のTDMパイロットを生成することが、
    パイロット系列を生成することと、
    パイロット系列の多数のインスタンスを用いて第1のTDMパイロットを生成することとを含む請求項1の方法。
  3. 第2のTDMパイロットを生成することが、
    PN系列を用いてパイロット系列を生成することと、
    パイロット系列の少なくとも1つのインスタンスを用いて第2のTDMパイロットを生成することとを含む請求項1の方法。
  4. 第1のTDMパイロットを生成することが、第1の組の周波数サブバンドに対して第1の組のパイロット・シンボルを用いて周波数領域における第1のTDMパイロットを生成することを含み、第2のTDMパイロットを生成することが、第2の組の周波数サブバンドに対して第2の組のパイロット・シンボルを用いて周波数領域における第2のTDMパイロットを生成することを含む請求項1の方法。
  5. PN系列を得ることが、
    第2のTDMパイロットのための可能なPN系列の組の中からPN系列を識別することを含む請求項1の方法。
  6. 第2のTDMパイロットを送信することが、各送信間隔の第1の部分の後に、第2の部分において第2のTDMパイロットを送信することを含む請求項1の方法。
  7. 通信システムにおいてパイロットを送信する方法であって、
    第1の擬似乱数(PN)系列を用いて第1の時分割多重(TDM)パイロットを生成することと、
    第2のPN系列を用いて第2のTDMパイロットの生成することと、
    各送信間隔の第1の部分において第1のTDMパイロットを送信することと、
    各送信間隔の第2の部分において第2のTDMパイロットを送信することとを含む方法。
  8. 第1のTDMパイロットを生成することが、時間領域において第1のPN系列を用いて第1のTDMパイロットを生成することを含み、第2のTDMパイロットを生成することが、時間領域において第2のPN系列を用いて第2のTDMパイロットを生成することを含む請求項7の方法。
  9. 第1のTDMパイロットを生成することが、第1の組の周波数サブバンドに対して第1の組のパイロット・シンボルを用いて周波数領域において第1のTDMパイロットを生成することを含み、第2のTDMパイロットを生成することが、第2の組の周波数サブバンドに対して第2の組のパイロット・シンボルを用いて周波数領域において第2のTDMパイロットを生成することを含む請求項7の方法。
  10. 第1のTDMパイロットを生成することが、
    第1のPN系列を用いて第1のパイロット系列を生成することと、
    第1のパイロット系列の複数のインスタンスを用いて第1のTDMパイロットを生成することとを含む請求項7の方法。
  11. 第1のパイロット系列を生成することが、第1のPN系列を用いて、第1のPN系列の長さと等しい長さを有する第1のパイロット系列を生成することを含む請求項10の方法。
  12. 第1のTDMパイロットを生成することが、複数の送信間隔の各々に対して異なる第1のPN系列を用いて第1のTDMパイロットを生成することを含む請求項7の方法。
  13. 第1のTDMパイロットを生成することが、
    第1のPN系列の組の中から第1のPN系列を識別し、第1のPN系列が複数の可能なコード・オフセットの中から選択されたコード・オフセットに対応し、
    第1のPN系列を用いて第1のTDMパイロットを生成することを含む請求項7の方法。
  14. 第2のTDMパイロットを生成することが、
    第2のPN系列を用いて第2パイロット系列を生成し、
    第2のパイロット系列の少なくとも1つのインスタンスを用いて第2のTDMパイロットを生成することを含む請求項10の方法。
  15. 第2のパイロット系列を生成することが、第2のPN系列を用いて、第2のPN系列の長さと等しい長さを持った第2のパイロット系列を生成することを含む請求項14の方法。
  16. 第2のパイロット系列を生成することが、第2のPN系列を用いて、第1のパイロット系列より長い長さを持った第2のパイロット系列を生成することを含む請求項14の方法。
  17. 第3のPN系列を用いて第3のTDMパイロットを生成することと、
    各送信間隔の第3の部分において第3のTDMパイロットを送信することとをさらに含む請求項7の方法。
  18. 周波数分割多重(FDM)パイロットを生成することと、
    各送信間隔の第3の部分においてFDMパイロットを送信することとをさらに含む請求項7の方法。
  19. 第2のPN系列を用いて周波数分割多重(FDM)パイロットを生成することと、
    各送信間隔の第3の部分においてFDMパイロットを送信することとをさらに含む請求項7の方法。
  20. 第3のPN系列を用いて周波数分割多重(FDM)パイロットを生成することと、
    各送信間隔の第3の部分においてFDMパイロットを送信することとをさらに含む請求項7の方法。
  21. M1の可能な第1のPN系列の組の中から第1のPN系列を識別することと、
    第1のPN系列に関連したM2の可能な第2のPN系列の組の中から第2のPN系列を識別することとをさらに含み、M1は1以上であり、M2は1より大きい請求項7の方法。
  22. 第1と第2のTDMパイロットを送信する基地局に割り当てられた第2のPN系列を識別し、システムにおける近隣の基地局は異なる第2のPN系列を割り当てられることをさらに含む請求項7の方法。
  23. 第2のTDMパイロットを生成することは、基地局に割り当てられた複数の第2のPN系列の中から第2のPN系列を選択し、複数の第2のPN系列の各々が異なるデータ値に対応することを含む請求項7の方法。
  24. 通信システムにおいてパイロットを送信する方法であって、
    各TDMパイロットにつき1つのPN系列づつ、複数の擬似乱数(PN)系列を用いて複数の時分割多重(TDM)パイロットを生成することと、
    TDMパイロット送信を用いて各送信間隔の複数の時間間隔で複数のTDMパイロットを送信することとを含む方法。
  25. TDMパイロットに対して利用可能な一組のPN系列の中から複数のTDMパイロットの各々のためのPN系列を識別することをさらに含む請求項24の方法。
  26. 第1のTDMパイロットに対して利用可能な一組のPN系列の中から第1のTDMパイロットのための第1のPN系列を識別することと、
    複数のTDMパイロットの中の各残りのTDMパイロットのために、
    先の時間間隔中に送信された他のTDMパイロットのために使用されたPN系列に関連したPN系列の部分集合を決定することと、
    PN系列の部分集合の中から残りのTDMパイロットのためのPN系列を識別することとをさらに含む請求項24の方法。
  27. 第1の擬似乱数(PN)系列を用いて第1の時分割多重(TDM)パイロットを生成し、かつ第2のPN系列を用いて第2のTDMパイロットを生成するように作動するプロセッサと、
    各送信間隔の第1の部分において第1のTDMパイロットを多重化し、かつ各送信間隔の第2の部分において第2のTDMパイロットを多重化するように作動するマルチプレクサとを含む通信システムにおける装置。
  28. プロセッサが、第1のPN系列を用いて第1のパイロット系列を生成し、第1のパイロット系列の複数のインスタンスを用いて第1のTDMパイロットを生成し、第2のPN系列を用いて第2パイロット系列を生成し、第2のパイロット系列の少なくとも1つのインスタンスを用いて第2のTDMパイロットを生成するように作動する請求項27の装置。
  29. プロセッサが、M1の可能な第1のPN系列の組の中から第1のPN系列を識別し、第1のPN系列に関連したM2の可能な第2のPN系列の組の中から第2のPN系列を識別するように作動し、M1が1以上であり、M2が1より大きい請求項27の装置。
  30. 少なくとも1つの他の基地局からの第1と第2のTDMパイロットを用いて、時間的に整列された第1と第2のTDMパイロット送信するように作動する送信機ユニットをさらに含む請求項27の装置。
  31. 少なくとも1つの他の基地局からの第1と第2のTDMパイロットに関して、非同期に第1と第2のTDMパイロットを送信するように作動する送信機ユニットをさらに含む請求項27の装置。
  32. 少なくとも1つの他の基地局からの第1と第2のTDMパイロットに関して、時間的にスタッガーされた第1と第2のTDMパイロットを送信するように作動する送信機ユニットをさらに含む請求項27の装置。
  33. 各基地局のための第1と第2のTDMパイロットが基地局に割り当てられた時間間隔中に送信される請求項32の装置。
  34. システムにおける近隣の基地局が同じ第1のPN系列および同じ第2のPN系列を使用する請求項32の装置。
  35. システムにおける近隣の基地局が異なる第2のPN系列を割り当てられる請求項27の装置。
  36. 通信システムが直交周波数分割多重化(OFDM)を利用する請求項27の装置。
  37. 第1の擬似乱数(PN)系列を用いて第1の時分割多重(TDM)パイロットを生成する手段と、
    第2のPN系列を用いて第2のTDMパイロットを生成する手段と、
    各送信間隔の第1の部分において第1のTDMパイロットを送信する手段と、
    各送信間隔の第2の部分において第2のTDMパイロットを送信する手段とを含む通信システムにおける装置。
  38. 第1のTDMパイロットを生成する手段が、第1のPN系列を用いて第1のパイロット系列を生成する手段、および第1のパイロット系列の複数のインスタンスを用いて第1のTDMパイロットを生成する手段を含み、
    第2のTDMパイロットを生成する手段が、第2のPN系列を用いて第2パイロット系列を生成する手段、および第2のパイロット系列の少なくとも1つのインスタンスを用いて第2のTDMパイロットを生成する手段を含む請求項37の装置。
  39. システムにおける近隣の基地局が異なる第2のPN系列を割り当てられる請求項37の装置。
  40. 通信システムにおいて獲得を行なう方法であって、
    受信サンプル上で第1の相関を行なって、第1のパイロット系列の複数のインスタンスを含む第1の時分割多重(TDM)パイロットを検出し、
    第1のTDMパイロットが検出されれば、受信サンプル上で第2の相関を行なって、第2パイロット系列の少なくとも1つのインスタンスを含む第2のTDMパイロットを検出することを含む方法。
  41. 受信サンプル上で第1の相関を行なうことが、第1の擬似乱数(PN)系列を用いて受信サンプル上で第1の相関を行なうことを含み、受信サンプル上で第2の相関を行なうことが、第2のPN系列を用いて受信サンプル上で第2の相関を行なうことを含む請求項40の方法。
  42. 第1の相関を行なうことが、受信サンプルと遅延された受信サンプルとの間の遅延相関を行なうことを含む請求項40の方法。
  43. 第1の相関を行なうことが、各サンプル期間について、
    受信サンプルと遅延された受信サンプルとの間の遅延相関を行ない、
    遅延相関メトリックを計算し、
    閾値に対して遅延相関メトリックを比較し、
    遅延相関メトリックが閾値を越える場合、第1のTDMパイロットの検出を宣言することを含む請求項40の方法。
  44. 第1のTDMパイロットが検出されれば、異なるサンプル期間について遅延相関結果のピークを検出し、かつ第1のTDMパイロットの推定位置としてピークの位置を提供することをさらに含む請求項43の方法。
  45. 複数の送信間隔について第1の相関からの相関結果を平均することをさらに含む請求項40の方法。
  46. 受信サンプルに基づいた適応性のある閾値を引き出すことと、
    適応性のある閾値に基づいた第1のTDMパイロットを検出することとをさらに含む請求項40の方法。
  47. 固定閾値に基づいた第1のTDMパイロットを検出することをさらに含む請求項40の方法。
  48. 各送信間隔の第1の相関によって提供される最も高い相関結果に基づいた第1のTDMパイロットを検出することをさらに含む請求項40の方法。
  49. 第2の相関を行なうことが、少なくとも1つの仮定された第2のPN系列を用いて受信サンプル上で直接相関を行うことを含む請求項41の方法。
  50. 第2の相関を行なうことが、
    少なくとも1つの仮定について受信サンプル上で直接相関を行い、各仮定は第2のTDMパイロットのための特定の時間オフセットおよび仮定された第2のPN系列に対応しており、
    少なくとも1つの仮定の各々について直接相関メトリックを計算し、
    各仮定の直接相関メトリックを閾値に対して比較し、
    少なくとも1つの仮定のうちの任意の1つの直接相関メトリックが閾値を越える場合、第2のTDMパイロットの検出を宣言することを含む請求項41の方法。
  51. 第1のTDMパイロットが検出された場合、受信サンプル上で第3の相関を行ない、第1のパイロット系列の少なくとも1つのインスタンスを識別することをさらに含む請求項41の方法。
  52. 受信サンプル上で第3の相関を行なうことが、第1のTDMパイロットを生成するために使用される第1の擬似乱数(PN)を用いて、時間領域における受信サンプル上で第3の相関を行なうことを含む請求項51の方法。
  53. 受信サンプル上で第3の相関を行なうことが、第1のTDMパイロットを生成するために使用される第1の擬似乱数(PN)を用いて、周波数領域における受信サンプル上で第3の相関を行なうことを含む請求項51の方法。
  54. 第3の相関を行なうことが、
    複数の時間オフセットについて、受信サンプルおよび少なくとも1つの仮定された第1のPN系列間で直接相関を行い、
    複数の時間オフセットおよび少なくとも1つの第1のPN系列のために得られたKの最大直接相関結果を識別し、ここにKは1またはそれより大きい整数であり、
    Kの最大直接相関結果に対応する第1のパイロット系列の検出されたインスタンスを提供し、第1のパイロット系列の各検出されたインスタンスは、特定の時間オフセットおよび特定の第1のPN系列と関連している請求項51の方法。
  55. 第2のTDMパイロットを検出するために、第2の相関に使用された擬似乱数(PN)系列に基づいた第1と第2のTDMパイロットの送信機を識別することをさらに含む請求項40の方法。
  56. 第1と第2のTDMパイロットが検出される時間間隔に基づいた第1と第2のTDMパイロットの送信機を識別することをさらに含む請求項40の方法。
  57. 第1のTDMパイロットが検出されれば、受信サンプル上で第3の相関を行ない、複数の周波数サブバンド上で送られた周波数分割多重(FDM)パイロットを検出することをさらに含む請求項40の方法。
  58. 第1の相関の結果に基づいて受信サンプル中の周波数誤差を推定し、
    推定された周波数誤差を修正することをさらに含む請求項40の方法。
  59. 第2のTDMパイロットが検出された場合、第2のTDMパイロットの検出を確認する制御チャネルを復号することをさらに含む請求項40の方法。
  60. 第2の相関に使用された擬似乱数(PN)系列に関連したデータ値を識別することをさらに含む請求項40の方法。
  61. 通信システムにおける装置であって、
    受信サンプル上で第1の相関を行ない、第1のパイロット系列の複数のインスタンスを含む第1の時分割多重(TDM)パイロットを検出するように作動する第1の相関器と、
    第1のTDMパイロットが検出された場合、受信サンプル上で第2の相関を行ない、第2パイロット系列の少なくとも1つのインスタンスを含む第2のTDMパイロットを検出するように作動する第2の相関器とを含む装置。
  62. 第1の相関器が第1の擬似乱数(PN)系列を用いて受信サンプル上で第1の相関を行なうように作動し、第2の相関器が第2のPN系列を用いて受信サンプル上で第2の相関を行なうように作動する請求項61の装置。
  63. 第1のTDMパイロットが検出された場合、第3の相関器が受信サンプル上で第3の相関を行ない、第1のパイロット系列の少なくとも1つのインスタンスを識別するように作動することをさらに含む請求項61の装置。
  64. 通信システムにおける装置であって、
    受信サンプル上で第1の相関を行ない、第1のパイロット系列の複数のインスタンスを含む第1の時分割多重(TDM)パイロットを検出する手段と、
    第1のTDMパイロットが検出された場合、受信サンプル上で第2の相関を行ない、第2パイロット系列の少なくとも1つのインスタンスを含む第2のTDMパイロットを検出する手段とを含む装置。
  65. 受信サンプル上で第1の相関を行なう手段が第1の擬似乱数(PN)系列を用いて受信サンプル上で第1の相関を行なう手段を含み、受信サンプル上で第2の相関を行なう手段が第2のPN系列を用いて受信サンプル上で第2の相関を行なう手段を含む請求項64の装置。
  66. 第1のTDMパイロットが検出されれば、受信サンプル上で第3の相関を行ない、第1のパイロット系列の少なくとも1つのインスタンスを識別する手段をさらに含む請求項64の装置。
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