JP4303265B2 - 通信システムにおけるユーザ検出装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信システムに関し、特に通信システムにおけるユーザを検出する装置及び方法に関する。

一般に、次世代の通信システムでは、移動端末機（ＭＳ：Mobile Staion；以下、‘ＭＳ’と称する）に高速の大容量データ送受信が可能なサービスを提供するための研究が活発に進行している。このような次世代の通信システムの代表的な通信システムがＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１６ｅ通信システムである。

ここで、図１を参照しつつ前記ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システム構造について説明する。
図１は、一般的なＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムの構造を概略的に示す図である。

図１を参照すれば、前記ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムは、多重セル構造を有し、即ち、セル１００とセル１５０を含み、前記セル１００を管掌する基地局（ＢＳ：Base Station）１１０と、前記セル１５０を管掌する基地局１４０と、多数のＭＳ１１１、１１３、１３０、１５１、１５３を含む。そして、前記基地局１１０、１４０と前記ＭＳ １１１、１１３、１３０、１５１、１５３間の信号の送受信は直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing；以下、‘ＯＦＤＭ’と称する）／直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ：Orthogonal Frequency Division Multiple Access；以下、‘ＯＦＤＭＡ’と称する）方式を使用してなされる。以下、前記ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムが前記ＯＦＤＭＡ方式を使用する場合を例として説明する。

前記ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムにおいて、レーンジング、特に初期レーンジング（initial ranging）と周期的レーンジング（periodic ranging）は重要な要素として作用する。前記初期レーンジングと周期的レーンジングが重要な要素として作用する理由は、前記初期レーンジングと周期的レーンジングがユーザ検出及びユーザパラメータ（user parameter）、特に伝搬遅延パラメータ、一例として、信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ：Signal to Interference and Noise Ratio；以下、‘ＳＩＮＲ’と称する）のような伝搬遅延パラメータの定義に影響を及ぼすためである。前記ユーザパラメータの推定にエラーが発生することになれば、結果的に同期獲得に失敗することになって、該当基地局で送受信する信号が隣接基地局のサブチャンネル（sub-channel）信号に干渉として作用することになって、前記レーンジングのみならず、前記ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムの全体の性能を低下させることになる。

一方、前記ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムは、ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ方式を使用するため、前記レーンジングを遂行するためには、レーンジングサブチャンネル（sub-channel）とレーンジングコード（ranging code）が必要であり、基地局はレーンジングの種類によって各々使用可能なレーンジングコードを割り当てる。ここで、前記レーンジングの種類は、初期レーンジング、周期的レーンジング及び帯域幅要求レーンジング（bandwidth request ranging）が存在する。このように割り当てられたレーンジングコードに対する情報は基地局がＭＳに予め放送し、前記ＭＳは前記基地局から放送するレーンジングコードに対する情報に相応するようにレーンジングコードをその目的に合うように使用してレーンジングを遂行する。

前記に説明したように、前記レーンジングコードは、その目的に相応するように分類されているが、ＭＳはその目的に相応するように分類されているレーンジングコードのうち、ランダムに１つのレーンジングコードを選択して使用するので、互いに異なるＭＳにより送信された同一なレーンジングコードが衝突する場合が発生する。このように、互い異なるＭＳにより送信された同一なレーンジングコードが衝突する場合、ＳＩＮＲの減少を発生させることになり、前記ＳＩＮＲ減少のみならず、他の追加的な問題を発生させることになる。

したがって、前記ユーザパラメータを正確に推定するためには、前記レーンジング、特に初期レーンジング及び周期的レーンジングを遂行するユーザを正確に検出しなければならないだけでなく、前記検出した初期レーンジング及び周期的レーンジングを遂行するユーザの伝搬遅延も正確に検出しなければならない。したがって、前記初期レーンジング及び周期的レーンジングを遂行するユーザを正確に検出し、前記検出した初期レーンジング及び周期的レーンジングを遂行するユーザの伝搬遅延を正確に検出するための方案に対する必要性が台頭している。

本発明の目的は、通信システムにおけるユーザを検出する装置及び方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、通信システムにおけるユーザの伝搬遅延を検出する装置及び方法を提供することにある。

前記した目的を達成するための本発明の装置は、通信システムにおけるユーザ検出装置であって、ｋ−ポイント高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）したｋ個のサブキャリア信号中、ｉ個のレーンジングサブキャリア信号を選択するレーンジングサブキャリア選択器と、前記ｉ個のレーンジングサブキャリア信号とレーンジングコードとを乗算する乗算器と、前記レーンジングコードと乗算されたｉ個のレーンジングサブキャリア信号とｋ−ｉ個の０を入力してｋ−ポイント逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）するＩＦＦＴ器と、前記ＩＦＦＴされたｋ個のポイント信号の各々の電力を検出するノーム（ＮＯＲＭ）演算器と、ｋ個のポイント信号の電力を予め設定された方式に相応するように使用して、受信希望信号の電力と干渉信号の電力を推定する受信希望信号／干渉信号電力推定器と、前記受信希望信号電力と干渉信号電力を使用してユーザを検出するユーザ検出器とを含む。

前記した目的を達成するための本発明の方法は、通信システムにおけるユーザ検出方法であって、ｋ−ポイント高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）したｋ個のサブキャリア信号中、ｉ個のレーンジングサブキャリア信号を選択するステップと、前記ｉ個のレーンジングサブキャリア信号とレーンジングコードとを乗算するステップと、前記レーンジングコードと乗算されたｉ個のレーンジングサブキャリア信号とｋ−ｉ個の０を入力してｋ−ポイント逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）するステップと、前記ＩＦＦＴされたｋ個のポイント信号の各々の電力を検出するステップと、ｋ個のポイント信号の電力を予め設定された方式に相応するように使用して受信希望信号の電力と干渉信号の電力を推定するステップと、前記受信希望信号電力と干渉信号電力を使用してユーザを検出するステップとを含む。

前述したように、本発明は、通信システムにおいて、初期レーンジングあるいは周期的レーンジングを遂行するユーザを正確に検出できるという利点を有する。また、本発明は、初期レーンジングあるいは周期的レーンジングを遂行するユーザが正確に検出できるので、ユーザパラメータが正確に検出できるので、通信システムの全体の性能を向上させるという利点を有する。

以下、本発明に係る好ましい実施形態を添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。下記の説明では本発明に係る動作を理解することに必要な部分のみ説明され、その以外の部分は、本発明の要旨を曖昧にしないように省略されることに留意しなければならない。

本発明は、通信システム、一例として、広帯域無線接続（ＢＷＡ：Broadband Wireless Access）通信システムであるＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１６ｅ通信システムにおいて、レーンジング（ranging）、一例として、初期レーンジング（initial ranging）あるいは周期的レーンジング（periodic ranging）を遂行するユーザ、即ち移動端末機（ＭＳ：Mobile Station；以下、‘ＭＳ’と称する）を検出する装置及び方法を提案する。また、本発明は、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムにおいて、初期レーンジングあるいは周期的レーンジングを遂行するＭＳの伝搬遅延（propagation delay）を検出する装置及び方法を提案する。本発明では、説明の便宜上、前記ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムを一例として説明するが、本発明で提案する方案は、前記ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムのみならず、他の通信システムにも適用できることは勿論である。

図２は、本発明の実施形態に係るユーザ検出装置の内部構造を示すブロック図である。
前記図２の説明の前に、本発明の実施形態では、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムが多重入力多重出力（ＭＩＭＯ：Multiple Input Multiple Output；以下、‘ＭＩＭＯ’と称する）方式を使用すると仮定する。また、前記ユーザ検出装置は、一例として、前記ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムの基地局（ＢＳ：Base Station）に備えられる装置であって、前記基地局は、多数の受信アンテナを使用し、前記図２では前記基地局が一例として２つの受信アンテナを使用すると仮定する。

前記図２を参照すれば、前記ユーザ検出装置は、第１アンテナ（ＡＮＴ＃１）２１１−１及び第２アンテナ（ＡＮＴ＃２）２１１−２と、第１無線周波数（ＲＦ：Radio Frequency；以下、‘ＲＦ’と称する）処理器（processor）２１３−１及び第２ＲＦ処理器２１３−２と、第１アナログ／ディジタル変換器（Ａ／Ｄ（analog to digital）converter；以下、‘Ａ／Ｄ変換器’と称する）２１５−１及び第２Ａ／Ｄ変換器２１５−２と、第１保護区間除去器（guard interval remover）２１７−１及び第２保護区間除去器２１７−２と、第１直列／並列変換器（Ｓ／Ｐ（serial to parallel）converter；以下、‘Ｓ／Ｐ 変換器’と称する）２１９−１及び第２Ｓ／Ｐ 変換器２１９−２と、第１高速フーリエ変換器（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform；以下、‘ＦＦＴ’と称する）２２１−１及び第２ＦＦＴ器２２１−２と、第１レーンジングサブキャリア（ranging sub−carrier）選択器２２３−１及び第２レーンジングサブキャリア選択器２２３−２と、レーンジングコード生成器２２５と、第１乗算器２２７−１及び第２乗算器２２７−２と、第１の０挿入機（０ inserter）２２９−１及び第２の０挿入機２２９−２と、第１逆高速フーリエ変換器（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform；以下、‘ＩＦＦＴ’と称する）２３１−１及び第２ＩＦＦＴ器２３１−２と、第１ノーム（ＮＯＲＭ；以下、‘ＮＯＲＭ’と称する）演算器２３３−１及び第２ＮＯＲＭ演算器２３３−２と、加算器２３５と、受信希望信号／干渉信号電力推定器２３７と、ユーザ検出器２３９とを含む。

まず、前記ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムの任意の基地局で管理するセル領域内のＭＳから送信した信号は、多重経路チャンネル（multipath channel）を通じて白色加算性ガウシアン雑音（ＡＷＧＮ：Additive White Gaussian Noise）などのような雑音が加算された形態で前記第１アンテナ２１１−１及び第２アンテナ２１１−２を介して受信される。前記第１アンテナ２１１−１を通じて受信された信号は第１ＲＦ処理器２１３−１に伝えられ、前記第２アンテナ２１１−２を介して受信された信号は第２ＲＦ処理器２１３−２に伝えられる。

前記第１ＲＦ処理器２１３−１は、前記第１アンテナ２１１−１から受けた信号を中間周波数（ＩＦ：Intermediate Frequency）帯域にダウンコンバーティング（down converting）した後、前記第１Ａ／Ｄ変換器２１５−１に出力する。前記第１Ａ／Ｄ変換器２１５−１は、前記第１ＲＦ処理器２１３−１から出力した信号をディジタル変換した後、前記第１保護区間除去器２１７−１に出力する。前記第１保護区間除去器２１７−１は、前記第１Ａ／Ｄ変換器２１５−１から出力した信号から保護区間信号を除去した後、前記第１Ｓ／Ｐ変換器２１９−１に出力する。前記保護区間信号は、時間領域（time domain）のＯＦＤＭシンボルの最後の一定のサンプル（sample）を複写して、有効ＯＦＤＭシンボルに挿入する形態の‘cyclic prefix’方式により挿入されたり、あるいは時間領域のＯＦＤＭシンボルの最初の一定のサンプルを複写して有効ＯＦＤＭシンボルに挿入する形態の‘cyclic postfix’方式により挿入された信号であって、本発明とは直接的な関連がないので、ここではその詳細な説明を省略する。

前記第１Ｓ／Ｐ変換器２１９−１は、前記第１保護区間除去器２１７−１から出力した信号を入力して並列変換した後、前記第１ＦＦＴ器２２１−１に出力する。前記第１ＦＦＴ器２２１−１は、前記第１Ｓ／Ｐ変換器２１９−１から出力した信号を入力してＦＦＴを遂行した後、前記第１レーンジングサブキャリア選択器２２３−１に出力する。ここで、前記第１ＦＦＴ器２２１−１は、ｋ−ポイント（point）ＦＦＴを遂行すると仮定することにし、前記第１ＦＦＴ器２２１−１を通じて前記第１アンテナ２１１−１を介して受信された信号の周波数領域スペクトル（frequency domain spectrum）を検出することができる。前記第１レーンジングサブキャリア選択器２２３−１は、前記第１ＦＦＴ器２２１−１から出力した信号からレーンジングサブキャリアに該当するｉ個のレーンジングサブキャリア信号のみを選択した後、前記第１乗算器２２７−１に出力する。

前記第１乗算器２２７−１は、前記レーンジングコード生成器２２５から出力したレーンジングコードと前記第１レーンジングサブキャリア選択器２２３−１から出力したレーンジングサブキャリア信号を乗算した後、前記第１の０挿入機２２９−１に出力する。ここで、前記レーンジングコードは、ｉ個のエレメント（element）から構成され、前記レーンジングコードのｉ個のエレメントの各々が前記ｉ個のレーンジングサブキャリア信号の各々に一対一に乗じられ、結果的に、前記第１乗算器２２７−１は相関器（correlator）として動作することになる。前記第１の０挿入機２２９−１は、前記第１乗算器２２７−１から出力した信号を入力して０を挿入した後、前記第１ＩＦＦＴ器２３１−１に出力する。前記第１ＩＦＦＴ器２３１−１は、前記第１の０挿入機２２９−１から出力した信号を入力してｋ−ポイントＩＦＦＴを遂行した後、前記第１ＮＯＲＭ演算器２３３−１に出力する。前記第１ＮＯＲＭ演算器１３３−１は、前記第１ＩＦＦＴ器１３１−１から出力した信号を入力してＮＯＲＭ演算を遂行して、その電力値を求めた後、前記加算器１３５に出力する。ここで、前記ＮＯＲＭ演算は大きさの自乗演算（square of magnitude）を表す。

一方、前記第２ＲＦ処理器２１３−２は、前記第２アンテナ２１１−２から受けた信号を中間周波数帯域にダウンコンバーティングした後、前記第２Ａ／Ｄ変換器２１５−２に出力する。前記第２Ａ／Ｄ変換器２１５−２は、前記第２ＲＦ処理器２１３−２から出力した信号をディジタル変換した後、前記第２保護区間除去器２１７−２に出力する。前記第２保護区間除去器２１７−２は、前記第２Ａ／Ｄ変換器２１５−２から出力した信号から保護区間信号を除去した後、前記第２Ｓ／Ｐ変換器２１９−２に出力する。

前記第２Ｓ／Ｐ変換器２１９−２は、前記第２保護区間除去器２１７−２から出力した信号を入力して並列変換した後、前記第２ＦＦＴ器２２１−２に出力する。前記第２ＦＦＴ器２２１−２は、前記第２Ｓ／Ｐ変換器２１９−２から出力した信号を入力してＦＦＴを遂行した後、前記第２レーンジングサブキャリア選択器２２３−２に出力する。ここで、前記第２ＦＦＴ器２２１−２は、前記第１ＦＦＴ器２２１−１と同様に、ｋ−ポイントＦＦＴを遂行すると仮定し、前記第２ＦＦＴ器２２１−２を通じて前記第２アンテナ２１１−２を介して受信された信号の伝搬遅延プロファイルスペクトル（propagation delay profile spectrum）を検出することができる。即ち、時間領域で伝搬遅延が発生する場合、周波数領域で周波数遷移が発生することになるので、前記周波数遷移をもって前記伝搬遅延の推定が可能である。前記第２レーンジングサブキャリア選択器２２３−２は、前記第２ＦＦＴ器２２１−２から出力した信号からレーンジングサブキャリアに該当するｉ個のレーンジングサブキャリア信号のみを選択した後、前記第２乗算器２２７−２に出力する。

前記第２乗算器２２７−２は、前記レーンジングコード生成器２２５から出力したレーンジングコードと前記第２レーンジングサブキャリア選択器２２３−２から出力したレーンジングサブキャリア信号を乗算した後、前記第２の０挿入機２２９−１２に出力する。ここで、前記レーンジングコードは、ｉ個のエレメントから構成され、前記レーンジングコードのｉ個のエレメントの各々が前記ｉ個のレーンジングサブキャリア信号の各々に一対一に乗じられ、結果的に、前記第２乗算器２２７−２は相関器として動作することになる。前記第２の０挿入機２２９−２は、前記第２乗算器２２７−２から出力した信号を入力して０を挿入した後、前記第２ＩＦＦＴ器２３１−２に出力する。前記第２ＩＦＦＴ器２３１−２は、前記第２の０挿入機２２９−２から出力した信号を入力してｋ−ポイントＩＦＦＴを遂行した後、前記第２ＮＯＲＭ演算器２３３−２に出力する。前記第２ＮＯＲＭ演算器２３３−２は、前記第２ＩＦＦＴ器２３１−２から出力した信号を入力してＮＯＲＭ演算を遂行して、その電力値を求めた後、前記加算器２３５に出力する。

前記加算器２３５は、前記第１ＮＯＲＭ演算器２３３−１及び前記第２ＮＯＲＭ演算器２３３−２から出力した信号を入力して加算した後、即ちコンバイニング（combining）した後、前記受信希望信号／干渉信号電力推定器２３７に出力する。前記受信希望信号／干渉信号電力推定器２３７は、前記加算器２３５から出力した信号を入力して受信することを希望する信号（desired received signal）、即ち受信希望信号の電力と干渉信号の電力を推定する。ここで、前記受信希望信号／干渉信号電力推定器２３７において、前記受信希望信号の電力と干渉信号の電力を推定する動作に対して具体的に考察すれば、次の通りである。

まず、前記受信希望信号／干渉信号電力推定器２３７は、前記加算器２３５から出力した信号を２つのパート、即ち前記受信希望信号の電力を計算するための第１パートと前記干渉信号の電力を計算するための第２パートに分割する。ここで、前記受信希望信号の電力をＥ_Ｓと定義し、前記干渉信号の電力をＮと称する。前記受信希望信号の電力Ｅ_Ｓは、前記加算器２３５から出力した信号中、最大電力を有するサンプルを含み、Ｎｍａｘ個のサンプルの電力を平均した値である。また、前記干渉信号の電力Ｎは、前記加算器２３５から出力した信号中、最小電力を有するサンプルを含んで、Ｎｍｉｎ個のサンプルの電力を平均した値である。ここで、前記Ｎｍａｘ及びＮｍｉｎは、多様な方式により決まることができ、これを具体的に説明すれば、次の通りである。

第１の方式は、前記Ｎｍａｘ及びＮｍｉｎを予め設定されている個数に決める方式である。即ち、前記加算器２３５から出力した信号は、実際、前記第１ＮＯＲＭ演算器２３３−１及び前記第２ＮＯＲＭ演算器２３３−２から出力したｋ−ポイント信号（即ち、ｋ個のサンプル信号）を加算した信号であるので、やはりｋ−ポイントを有する。一例として、前記Ｎｍａｘが１であり、Ｎｍｉｎがｋ=１０２４と仮定すれば、前記受信希望信号／干渉信号電力推定器２３７は、前記加算器２３５から出力したｋ−ポイント信号中、最大電力を有するポイント信号を前記受信希望信号の電力Ｅ_Ｓであると推定する。また、前記受信希望信号／干渉信号電力推定器２３７は、前記加算器２３５から出力したｋ−ポイント信号、即ち１０２４ポイント信号の電力の平均を出して、前記干渉信号の電力Ｎを推定する。前記第１の方式で前記Ｎｍａｘ及びＮｍｉｎを各々１に設定する場合、前記加算器２３５から出力した信号で最大値を有するポイント信号の電力を、前記受信希望信号の電力Ｅ_Ｓであると推定し、前記加算器２３５から出力した信号で最小値を有するポイント信号の電力を、前記干渉信号の電力Ｎであると推定するので、最も簡単な方式で受信希望信号の電力Ｅ_Ｓと干渉信号の電力Ｎを推定することができる。

第２の方式は、前記Ｎｍａｘ及びＮｍｉｎを予め設定されているしきい電力を考慮して決める方式である。ここで、前記しきい電力とは、前記Ｎｍａｘを決めるための第１しきい電力と、前記Ｎｍｉｎを決めるための第２しきい電力を含む。前記受信希望信号／干渉信号電力推定器２３７は、前記加算器２３５から出力するｋ−ポイント信号中、前記第１しきい電力以上の電力を有するポイントを全て選択し、その選択した全てのポイントの個数をＮｍａｘと決めるのである。また、前記受信希望信号／干渉信号電力推定器２３７は、前記加算器２３５から出力するｋ−ポイント信号中、前記第２しきい電力の以下の電力を有するポイントを全て選択し、その選択した全てのポイントの個数をＮｍｉｎと決めるのである。したがって、前記受信希望信号／干渉信号電力推定器２３７は、前記Ｎｍａｘ個のポイント信号の電力の平均を出して、前記受信希望信号の電力Ｅ_Ｓを推定し、前記Ｎｍｉｎ個のポイント信号の電力の平均を出して、前記干渉信号の電力Ｎを推定する。

第３の方式は、第１の方式と類似するように、前記Ｎｍａｘ及びＮｍｉｎを予め設定されている個数に決め、かつ、前記加算器２３５から出力した信号中、その電力が最大差を表す連続する２つのポイント信号を考慮して決める方式である。即ち、前記Ｎｍａｘが１であり、Ｎｍｉｎが１である場合、前記受信希望信号／干渉信号電力推定器２３７は、前記加算器２３５から出力した信号中、その電力が最大差を表す連続する２つのポイント信号の電力の内、高い電力を有するポイント信号を、前記Ｎｍａｘに該当するポイント信号の電力であると見積もることによって、前記受信希望信号の電力Ｅ_Ｓを推定する。また、前記受信希望信号／干渉信号電力推定器２３７は、前記連続する２つのサンプルのうち、低い電力を有するサンプルの電力を、前記Ｎｍｉｎに該当するポイント信号の電力として見積もることによって、前記干渉信号の電力Ｎを推定する方式である。

また、前記受信希望信号／干渉信号電力推定器２３７は、前記最大電力を有するポイント、即ちサンプルの位置を受信希望信号のタイミング位置（timing point）と推定して出力する。
上に説明したように、前記受信希望信号／干渉信号電力推定器２３７は、前記受信希望信号のタイミング位置と、受信希望信号の電力Ｅ_Ｓと干渉信号の電力Ｎを出力するが、前記受信希望信号の電力Ｅ_Ｓと干渉信号の電力Ｎは、前記ユーザ検出器２３９に伝えられる。前記ユーザ検出器２３９は、前記受信希望信号／干渉信号電力推定器２３７から受けた受信希望信号の電力Ｅ_Ｓと干渉信号の電力Ｎを予め設定されているしきい値ｈと比較してユーザを検出する。ここで、前記ユーザ検出器２３９は、多様な方式で前記ユーザを検出することができるが、これに対して具体的に説明すれば、次の通りである。

第１に、前記ユーザ検出器２３９は、前記受信希望信号の電力Ｅ_Ｓと干渉信号電力の比（Ｅ_Ｓ／Ｎ）と前記しきい値ｈとを比較してユーザを検出する。即ち、前記Ｅ_Ｓ／Ｎが前記しきい値ｈを超過する場合、該当レーンジングコードに該当するユーザを検出する。

第２に、前記ユーザ検出器２３９は、前記受信希望信号の電力Ｅ_Ｓと前記しきい値ｈと干渉信号電力Ｎの乗算値（ｈ＊Ｎ）とを比較してユーザを検出する。即ち、前記受信希望信号の電力Ｅ_Ｓがｈ＊Ｎを超過する場合、該当レーンジングコードに該当するユーザを検出する。

第３に、前記ユーザ検出器２３９は、前記受信希望信号の電力Ｅ_Ｓとしきい値ｈの比（Ｅ_Ｓ／ｈ）と前記干渉信号の電力Ｎとを比較してユーザを検出する。即ち、前記Ｅ_Ｓ／ｈが前記干渉信号の電力Ｎを超過する場合、該当レーンジングコードに該当するユーザを検出する。

前記に説明したように、前記ユーザ検出器２３９は、Ｅ_Ｓ／Ｎと前記しきい値ｈとを比較したり、あるいは前記受信希望信号の電力Ｅ_Ｓと前記ｈ＊Ｎとを比較したり、あるいはＥ_Ｓ／ｈと前記干渉信号の電力Ｎとを比較してユーザを検出することができるが、前記受信希望信号の電力Ｅ_Ｓと前記ｈ＊Ｎとを比較する場合、前記ユーザ検出動作が最も簡単に具現される。したがって、図３を参照して、前記受信希望信号の電力Ｅ_Ｓと前記ｈ＊Ｎとを比較してユーザを検出する場合のユーザ検出器２３９の内部構造について説明する。

図３は、図２のユーザ検出器２３９の内部構造を示すブロック図である。
図３に図示されているユーザ検出器２３９の内部構造は、前記ユーザ検出器２３９のユーザ検出方式中、２番目の方式、即ち受信希望信号の電力Ｅ_Ｓとしきい値ｈと干渉信号電力Ｎの乗算値（ｈ＊Ｎ）とを比較して、ユーザを検出する方式を適用する場合に該当する。前記図３を参照すれば、前記ユーザ検出器２３９は、比較器３１１と乗算器３１３とを含む。

まず、受信希望信号／干渉信号電力推定器２３７から出力した受信希望信号の電力Ｅ_Ｓは前記比較器３１１に入力され、前記干渉信号電力Ｎは前記乗算器３１３に入力され、前記しきい値ｈは前記乗算器３１３に入力される。前記乗算器３１３は、前記干渉信号電力Ｎと前記しきい値ｈを乗算した後、ｈ＊Ｎを前記比較器３１１に出力する。前記比較器３１１は、前記受信希望信号の電力Ｅ_Ｓとｈ＊Ｎを比較して、前記受信希望信号の電力Ｅ_Ｓが前記ｈ＊Ｎを超過する場合、使用異常の場合、該当レーンジングコードに該当するユーザを検出する。

次に、図４を参照して、本発明の実施形態に係るユーザ検出動作について説明する。
図４は、本発明の実施形態に係るユーザ検出動作を示す順序図である。
図４を参照すれば、まず、ユーザ検出装置は、ステップ４１１で多数個の受信アンテナを介して受信される信号の各々をＲ／Ｆ処理し、ステップ４１３に進行する。前記ステップ４１３において、前記ユーザ検出装置は、前記Ｒ／Ｆ処理された信号をディジタル変換した後、ステップ４１５に進行する。前記ステップ４１５において、前記ユーザ検出装置は、前記ディジタル変換された信号から保護区間信号を除去し、ステップ４１７に進行する。前記ステップ４１７において、前記ユーザ検出装置は、前記保護区間信号が除去された信号を並列変換した後、ステップ４１９に進行する。

前記ステップ４１９において、前記ユーザ検出装置は、前記並列変換された信号にＦＦＴを遂行した後、ステップ４２１に進行する。前記ステップ４２１において、前記ユーザ検出装置は、前記ＦＦＴが遂行された信号からレーンジングサブキャリア信号を選択し、ステップ４２３に進行する。前記ステップ４２３において、前記ユーザ検出装置は、前記選択したレーンジングサブキャリア信号と該当レーンジングコードを乗算した後、ステップ４２５に進行する。前記ステップ４２５において、前記ユーザ検出装置は、前記レーンジングサブキャリア信号とレーンジングコードが乗算された信号に０を挿入した後、ステップ４２７に進行する。

前記ステップ４２７において、前記ユーザ検出装置は、前記０が挿入された信号にＩＦＦＴを遂行した後、ステップ４２９に進行する。前記ステップ４２９において、前記ユーザ検出装置は、前記ＩＦＦＴを遂行された信号をＮＯＲＭ演算して、その電力値を検出した後、ステップ４３１に進行する。前記ステップ４３１において、前記ユーザ検出装置は、前記各受信アンテナ別に検出した電力値をコンバイニングした後、ステップ４３３に進行する。前記ステップ４３３において、前記ユーザ検出装置は、前記コンバイニングした信号で最大電力を有するポイント、即ちサンプルの位置を受信希望信号のタイミング位置と推定し、また前記受信希望信号及び干渉信号の電力を推定した後、ステップ４３５に進行する。前記ステップ４３５において、前記ユーザ検出装置は、前記受信希望信号電力と干渉信号電力及びしきい値ｈなどを使用して、最終的に該当レーンジングコードに該当するユーザを検出する。

一方、本発明の詳細な説明では、具体的な実施形態に関して説明したが、本発明の範囲から外れない限度内で種々変形が可能であることは勿論である。したがって、本発明の範囲は説明された実施形態に限るのではなく、後述する特許請求範囲だけでなく、この特許請求範囲と均等なものにより定められるはずである。

一般的なＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムの構造を概略的に示す図である。 本発明の実施形態に係るユーザ検出装置の内部構造を示すブロック図である。 図２のユーザ検出器の内部構造を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るユーザ検出動作を示す順序図である。

符号の説明

１００、１５０ セル
１１０、１４０ 基地局
１１１、１１３、１３０、１５１、１５３ ＭＳ
３１１ 比較器
２１１−１ 第１アンテナ（ＡＮＴ＃１）
２１１−２ 第２アンテナ（ＡＮＴ＃２）
２１３−１ 第１ ＲＦ処理器
２１３−２ 第２ＲＦ処理器
２１５−１ 第１Ａ／Ｄ変換器
２１５−２ 第２Ａ／Ｄ変換器
２１７−１ 第１保護区間除去器
２１７−２ 第２保護区間除去器
２１９−１ 第１Ｓ／Ｐ 変換器
２１９−２ 第２Ｓ／Ｐ 変換器
２２１−１ 第１ＦＦＴ器
２２１−２ 第２ＦＦＴ器
２２３−１ 第１レーンジングサブキャリア選択器
２２３−２ 第２レーンジングサブキャリア選択器
２２５ レーンジングコード生成器
２２７−１ 第１乗算器
２２７−２ 第２乗算器
２２９−１ 第１の０挿入機
２２９−２ 第２の０挿入機
２３１−１ 第１ＩＦＦＴ器
２３１−２ 第２ＩＦＦＴ器
２３３−１ 第１ＮＯＲＭ演算器
２３３−２ 第２ＮＯＲＭ演算器
２３５ 加算器
２３７ 受信希望信号／干渉信号電力推定器
２３９ ユーザ検出器

Claims (20)

1. 通信システムにおけるユーザ検出方法であって、
   ｋ−ポイント高速フーリエ変換したｋ個のサブキャリア信号中、ｉ個のレーンジングサブキャリア信号を選択するステップと、
   前記ｉ個のレーンジングサブキャリア信号とレーンジングコードとを乗算するステップと、
   前記レーンジングコードと乗算されたｉ個のレーンジングサブキャリア信号とｋ−ｉ個の０を入力してｋ−ポイント逆高速フーリエ変換するステップと、
   前記ＩＦＦＴされたｋ個のポイント信号の各々の電力を検出するステップと、
   ｋ個のポイント信号の電力を予め設定された方式に相応するように使用して受信希望信号の電力と干渉信号の電力を推定するステップと、
   前記受信希望信号電力と干渉信号電力を使用してユーザを検出するステップと
   を含むことを特徴とするユーザ検出方法。
2. 前記受信希望信号電力と干渉信号電力を推定するステップは、
   前記ｋ個のポイント信号電力中、Ｎｍａｘ個のポイント信号電力の平均を出して、前記受信希望信号電力を推定するステップと、
   前記ｋ個のポイント信号電力中、Ｎｍｉｎ個のポイント信号電力の平均を出して、前記干渉信号電力を推定するステップと
   を含むことを特徴とする請求項１記載のユーザ検出方法。
3. 前記Ｎｍａｘ及びＮｍｉｎは、予め設定された個数であることを特徴とする請求項２記載のユーザ検出方法。
4. 前記Ｎｍａｘが１であり、かつ、Ｎｍｉｎがｋである場合、前記Ｎｍａｘ個のポイント信号電力は、前記ｋ個のポイント信号電力中、最大電力を有するポイント信号電力であることを特徴とする請求項３記載のユーザ検出方法。
5. 前記ＮｍａｘとＮｍｉｎの各々が１の場合、前記ｋ個のポイント信号電力中、その電力が最大差を表す連続する２つのポイント信号中、大きい電力を有するポイント信号電力が前記Ｎｍａｘ個のポイント信号電力であり、小さい電力を有するポイント信号電力が前記Ｎｍｉｎ個のポイント信号電力であることを特徴とする請求項３記載のユーザ検出方法。
6. 前記Ｎｍａｘは第１しきい値以上の電力を有するポイント信号の個数であり、Ｎｍｉｎは第２しきい値以下の電力を有するポイント信号の個数であることを特徴とする請求項２記載のユーザ検出方法。
7. 前記ユーザを検出するステップは、
   前記受信希望信号電力と、しきい値と前記干渉信号電力を乗算した値とを比較して、ユーザを検出することを特徴とする請求項１記載のユーザ検出方法。
8. 前記ユーザを検出するステップは、
   前記受信希望信号電力と干渉信号電力比と、しきい値とを比較して、ユーザを検出することを特徴とする請求項１記載のユーザ検出方法。
9. 前記ユーザを検出するステップは、
   前記受信希望信号電力としきい値の比と干渉信号電力とを比較して、ユーザを検出することを特徴とする請求項１記載のユーザ検出方法。
10. 前記ｋ個のポイント信号電力中、最大電力を有するポイント信号の位置を受信希望信号のタイミング位置と推定するステップを更に含むことを特徴とする請求項１記載のユーザ検出方法。
11. 通信システムにおけるユーザ検出装置であって、
    ｋ−ポイント高速フーリエ変換したｋ個のサブキャリア信号中、ｉ個のレーンジングサブキャリア信号を選択するレーンジングサブキャリア選択器と、
    前記ｉ個のレーンジングサブキャリア信号とレーンジングコードとを乗算する乗算器と、
    前記レーンジングコードと乗算されたｉ個のレーンジングサブキャリア信号とｋ−ｉ個の０を入力して、ｋ−ポイント逆高速フーリエ変換するＩＦＦＴ器と、
    前記ＩＦＦＴされたｋ個のポイント信号の各々の電力を検出するノーム（ＮＯＲＭ）演算器と、
    ｋ個のポイント信号の電力を予め設定された方式に相応するように使用して、受信希望信号の電力と干渉信号の電力を推定する受信希望信号／干渉信号電力推定器と、
    前記受信希望信号電力と干渉信号電力を使用して、ユーザを検出するユーザ検出器と、
    を含むことを特徴とするユーザ検出装置。
12. 前記受信希望信号／干渉信号電力推定器は、
    前記ｋ個のポイント信号電力中、Ｎｍａｘ個のポイント信号電力の平均を出して、前記受信希望信号電力を推定し、前記ｋ個のポイント信号電力中、Ｎｍｉｎ個のポイント信号電力の平均を出して、前記干渉信号電力を推定することを特徴とする請求項１１記載のユーザ検出装置。
13. 前記Ｎｍａｘ及びＮｍｉｎは、予め設定された個数であることを特徴とする請求項１２記載のユーザ検出装置。
14. 前記Ｎｍａｘが１であり、かつ、Ｎｍｉｎがｋである場合、前記Ｎｍａｘ個のポイント信号電力は、前記ｋ個のポイント信号電力中、最大電力を有するポイント信号電力であることを特徴とする請求項１３記載のユーザ検出装置。
15. 前記ＮｍａｘとＮｍｉｎの各々が１の場合、前記ｋ個のポイント信号電力中、その電力が最大差を表す連続する２つのポイント信号中、大きい電力を有するポイント信号電力が前記Ｎｍａｘ個のポイント信号電力であり、小さい電力を有するポイント信号電力が前記Ｎｍｉｎ個のポイント信号電力であることを特徴とする請求項１３記載のユーザ検出装置。
16. 前記Ｎｍａｘは、第１しきい値以上の電力を有するポイント信号の個数であり、Ｎｍｉｎは第２しきい値以下の電力を有するポイント信号の個数であることを特徴とする請求項１２記載のユーザ検出装置。
17. 前記ユーザ検出器は、前記受信希望信号電力と、しきい値と前記干渉信号電力を乗算した値とを比較してユーザを検出することを特徴とする請求項１１記載のユーザ検出装置。
18. 前記ユーザ検出器は、
    前記受信希望信号電力と干渉信号電力の比と、しきい値と比較して、ユーザを検出することを特徴とする請求項１１記載のユーザ検出装置。
19. 前記ユーザ検出器は、
    前記受信希望信号電力としきい値の比と、干渉信号電力と比較してユーザを検出することを特徴とする請求項１１記載のユーザ検出装置。
20. 前記受信希望信号／干渉信号電力推定器は、
    前記ｋ個のポイント信号電力中、最大電力を有するポイント信号の位置を、受信希望信号のタイミング位置として推定することを特徴とする請求項１１記載のユーザ検出装置。

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