JP4977145B2 - 信頼性のあるフレーム検出のためのマルチキャリアパイロット構造 - Google Patents

Description

本発明は、ショートシステム情報を伴うサブフレームのための特定の時分割マルチプレクサ／マルチプレクシングパイロットパターン及びパイロットシーケンスを定義するマルチキャリアセルラー通信用のパイロット構造、方法及び受信器に係る。

関連出願に対する参照：本出願は、２００５年１１月１日に出願された米国仮出願第６０／７３１，８７４号、及び、２００５年１１月１８日に出願された米国仮出願第６０／７３７，７７５号に基づく優先権を主張する。これらの出願された特許出願の要旨を参考としてここに援用する。

ワイヤレス通信システムは、ボイス、パケットデータ、等の種々の形式の通信を提供するように広く展開されている。これらのシステムは、利用可能なシステムリソースを共有することにより多数のユーザとの順次の又は同時の通信をサポートすることのできるマルチアクセスシステムである。このようなマルチアクセスシステムは、例えば、コード分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）システム、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）システム、直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）システム、他の形式のマルチキャリアアクセス構成、又はそれらの組み合せを含む。

利用可能なサブバンドでデータを有効に送信するためには、送信器と受信器の間のワイヤレスチャンネルの応答を正確に推定する必要がある。チャンネルの推定は、通常、送信器からパイロットを送り、受信器でパイロットを測定することにより行われる。パイロットは、受信器により先験的に知られたシンボルで構成されるので、チャンネル応答は、送信されたパイロットシンボルに対する受信されたパイロットシンボルの関係として推定することができる。この関係は、チャンネル依存情報を、振幅、位相、周波数シフト、角度分散、干渉、ノイズ、等として含む。

パイロット送信は、ワイヤレス通信システムにおいてオーバーヘッドを意味する。従って、パイロット送信をできるだけ最小にすることが望ましい。しかしながら、ワイヤレスチャンネルにおけるノイズ、フェージング、ドップラー、干渉、角度分散、及び他の影響のために、受信器が経時変化チャンネル応答の適度に正確な推定を得るには、充分な量のパイロットエネルギーを充分な頻度で送信する必要がある。チャンネル応答に対する物理的な散乱及び伝播経路の貢献は時間と共に変化するので、パイロット送信を規則的に繰り返す必要がある。ワイヤレスチャンネルが比較的一定であると仮定されるところの時間巾は、チャンネルコヒレンス時間としばしば称される。高いシステム性能を維持するには、繰り返されるパイロット送信の時間的間隔をチャンネルコヒレンス時間より著しく密接にする必要がある。同様に、ワイドバンド送信の場合、おそらくコヒレンスバンドにわたって延びる完全な周波数依存チャンネルを推定できるためには、パイロットの周波数的間隔も、充分に緊密でなければならない。チャンネルのコヒレンス時間は、例えば、受信器の速度に依存する。チャンネルのコヒレンスバンド幅は、例えば、チャンネルの遅延分散に依存する。

ワイヤレス通信システムのダウンリンクでは、アクセスポイント（又はネットワーク要素又はベースステーション又はベースステーションコントローラ）からの単一パイロット送信が多数のターミナルにより使用されて、アクセスポイントから各ターミナルへの個別チャンネルの応答が推定される。更に、異なるアクセスポイントのパイロット信号は、アクセスポイントとターミナルとの間のチャンネルの信頼できる推定を許すために、互いに分離でき、ランダムデータから分離でき、且つノイズや干渉から分離できることが必要である。アップリンクでは、各ターミナルからアクセスポイントへのチャンネルは、通常、各ターミナルからの個別のパイロット送信を通して推定される必要がある。

各フレームに存在する特殊なショートシステム情報（ＳＳＩ）メッセージは、ワイヤレス通信システムに関する情報を与え、これは、全てのターミナルにより受け取ることができる。従って、ＳＳＩは、全ての伝播及び移動条件のもとで適度なセル配備において且つ指定のシステムバンド幅のいずれかでターミナルにより高い確率で受信されねばならない。フレーム同期に加えて、拡張性バンド幅システム（エボルブド・ユニバーサル・テレストリアル・ラジオ・アクセス・ネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ））におけるシステムバンド幅及び動作バンド幅は、初期同期中にＳＳＩを受信することにより決定される。ハンドオーバにおいては、システムバンド幅が隣接物リストで与えられ、実際には主としてフレームタイミング検出のためにＳＳＩのデコーディングが必要である。それ故、この技術では、初期同期中及びハンドオーバ（伝播）中に、あらゆる伝播、移動及び干渉条件のもとでシステム情報メッセージをより速く且つより確実に見出すことのできるパイロット構造及び方法が要望される。移動条件は、３５０ｋｍ／ｈまでの受信器速度を含む。

本発明の実施形態によれば、定められたバンド幅で所定数のサブフレームごとに送信されるべき一次同期シーケンスを構成し、サブフレームごとに送信されるべき一次共通パイロットを構成し、フレーム周期の構造を定めるためにフレーム当たり一度送信されるべきショートシステム情報を構成することを含む方法、及びコンピュータ読み取り可能なメディアで実施されるコンピュータプログラムが提供される。フレーム周期の構造は、サブフレーム、シグナリングチャンネル、及びパイロット位置の少なくとも１つの定義を含む。

本発明の実施形態によれば、定められたパイロット構造を含むパイロットシーケンスを検出し、エラー検出を伴う自己デコード可能なチャンネルコーディングブロックとして受信されるようにパイロットシーケンスにおけるショートシステム情報を構成し、このショートシステム情報をデコードして、フレームタイミング及びセルのシステムバンド幅を識別するように構成された方法、及びびコンピュータ読み取り可能なメディアで実施されるコンピュータプログラムが提供される。

本発明の実施形態によれば、パイロットシーケンスを送信するように構成されたネットワーク要素と、パイロットシーケンスを検出し、パイロットシーケンスにおけるショートシステム情報をデコードして、フレームタイミング及びセルのシステムバンド幅を識別するように構成されたユーザ装置とを備えた通信システムが提供される。パイロットシーケンスは、定められたバンド幅での所定数のサブフレームごとの一次同期シーケンスと、サブフレームごとの一次共通パイロットと、フレーム当たり一度のショートシステム情報とを含む定められたパイロット構造を備えている。

本発明の実施形態によれば、パイロットシーケンスを送信するためのネットワーク要素手段と、パイロットシーケンスを検出し、パイロットシーケンスにおけるショートシステム情報をデコードして、フレームタイミング及びセルのシステムバンド幅を識別するためのユーザ装置手段とを備えた通信システムが提供される。パイロットシーケンスは、定められたバンド幅での所定数のサブフレームごとの一次同期シーケンスと、サブフレームごとの一次共通パイロットと、フレーム当たり一度のショートシステム情報とを含む定められたパイロット構造を備えている。

本発明の実施形態によれば、パイロットシーケンスを検出し、ショートシステム情報をデコードして、フレームタイミング及びセルのシステムバンド幅を識別するように構成された受信器を備え、フレームは、定められたバンド幅での所定数のサブフレームごとの一次同期シーケンスと、サブフレームごとの一次共通パイロットと、フレーム当たり一度のショートシステム情報とを含む定められた構造より成る、ユーザ装置が提供される。

本発明の実施形態によれば、定められたバンド幅で所定数のサブフレームごとに一次同期シーケンスを送信し、サブフレームごとに一次共通パイロットを送信し、フレーム当たり一度ショートシステム情報を送信して、フレーム周期の構造を定義するように構成された送信器を備えたネットワーク要素が提供される。

本発明の更に別の実施形態、詳細、効果、及び変更は、添付図面を参照した好ましい実施形態の以下の詳細な説明から明らかとなろう。

本発明の実施形態によれば、フレーム検出により高速且つ信頼できるセルサーチの完了を許すマルチキャリアセルラー通信のためのパイロット構造、方法、及び受信器が提供される。本発明は、パイロットシーケンスの定義されたサーチ、フレーム検出のためのショートシステム情報（ＳＳＩ）のソフト合成、及びセルサーチ手順の完了を許す、フレーム周期におけるサブフレームの特定パイロット構造を定義する。

一実施形態において、本発明は、ワイドバンドコード分割多重アクセス（ＷＣＤＭＡ）技術の長期間の進化に対して現在評価され規格化されているＥ−ＵＴＲＡ（エボルブド・ユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーションズ・システム・テレストリアル・ラジオ・アクセス）システムに係る。本発明は、フレーム構造及び移動受信器の設計に影響を及ぼし、各フレームに存在するシステム情報メッセージの受信の信頼性を改善し、従って、初期の同期中及びハンドオーバ中に、フレームタイミングをより迅速に取得することに関して、より高速で且つより信頼性の高いフレーム検出を許す。

図１は、本発明の実施形態によるワイヤレスネットワークを例示する。図示されたように、ユーザ装置（ＵＥ）は、地理的エリア（しばしばセル又はセルの集合と称される）の通信ニーズに応じるノードとワイヤレス通信する。ＵＥは、テレコミュニケーションネットワークシステムとの通信を可能にする移動電話、ワイヤレス装備のＰＤＡ、ワイヤレス装備のラップトップ、等でよい。ノードは、ＭＳと両方向通信することができる。ノードは、アクセスポイント、ベースステーション、ベースステーションコントローラ、又は他の通信規格ではベーストランシーバステーションと称することもでき、各々、ある形式の送信器を含む。ノードは、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）と両方向通信することができる。ＲＮＣは、例えば、ノード間でデータをルーティングし、又はインターネットのような別の通信ネットワークでは受信器又はネットワーク要素へデータをルーティングする。図示されていないが、一実施形態では、ノードは、ネットワークへのルータであるゲートウェイに作動的に接続される。別の実施形態では、ＲＮＣは、移動ステーションコントローラ及び／又はゲートウェイに作動的に接続され、ゲートウェイは、システムをネットワークに接続する役割を果たす。通信ネットワークは、ここで詳細に説明する必要のない他のファンクション及び構造を含んでもよいことが当業者に明らかであろう。

本発明の第１の実施形態によれば、時分割マルチプレクサ／マルチプレクシング（ＴＤＭ）専用のパイロットが提供され、これらパイロットは、システム情報メッセージが送信される送信アンテナに対し、フレーム当たり一度、サブフレームの少なくとも１つのシンボルに一次共通パイロット及び付加的な専用パイロットを含む。例えば、ＴＤＭ専用パイロットが、フレーム当たり一度、サブフレームの第３シンボルに含まれる。本発明の実施形態では、パイロットシーケンス及び考えられるパイロットスクランブルシーケンスは、一次共通パイロットの送信シーケンスと全く同じである。一実施形態によれば、一次共通パイロットは、各サブフレームの第１シンボルに存在してもよい。又、付加的な専用パイロットが、少なくとも、ＳＳＩが送信されるサブキャリアに適用されてもよいし、或いは完全な直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭ）シンボルにわたって適用されてもよい。

ＳＳＩの受信は、例えば、３５０ｋｍ／ｈまでの高い移動受信器速度において信頼性があることが要求される。システム情報メッセージの受信及び初期の同期に対して高い速度をサポートするために、ＴＤＭ専用パイロットは、ＳＳＩが存在するサブフレームに対してデフォールト設定として存在する必要がある。というのは、ネットワークは、ネットワークへのアクセスを試みる特定のターミナルの速度を知らないからである。一次共通パイロット（ＰＣＰ）単独では、全ての速度条件に対して充分であると仮定されない。というのは、パイロットのオーバーヘッドが最適化されるからである。通常の動作において、本発明の実施形態によれば、ターミナルにおける信号受信で必要とされれば、付加的な専用パイロットが動的に追加されるようにプランニングされる。付加的な専用パイロットに対する理由は、マルチアンテナ送信フォーマット、及び高い速度のような極めて困難な受信条件である。

ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションズシステム（ＵＭＴＳ）規格では、タイムスロット同期のための同期信号がＰ−ＳＣＨ（一次同期チャンネル）を経て送信される。受信器に知られている同期シーケンスは、ある長さの２５６チップコードワードを有し、各タイムスロットの始めに送信される。ＳＳＩは、フレーム当たり一度、例えば、１０ｍｓフレームごとに送信されるが、Ｐ−ＳＣＨは、１フレームに４回又は５回送信される。従って、Ｐ−ＳＣＨの検出の後に、ＳＳＩに対して４つ又は５つの考えられるオフセットが生じる。１０ｍｓウインドウ内の最大４つ又は５つの場所からＳＳＩの受信を試みるのではなく、一次共通パイロットシーケンスを伴う専用パイロットシーケンスの二重シーケンスをサーチすることにより、ＳＳＩの位置を予めチェックすることができる。従って、ＴＤＭパイロット構造及びその方法は、初期同期及びハンドオーバ中のデコーディングの試み及び計算の量を減少することができる。

本発明の第２の実施形態によれば、連続フレームにおけるＳＳＩメッセージブロックをソフト合成するシステム及び方法が提供される。ソフト合成は、初期パケット及び再送信パケットが同一であることを必要とする。ＳＳＩブロックのこのようなソフト合成は、正しいデコーディングの確率を著しく高め、累積的に増加する時間にわたりブロックがソフト合成されるときに、より信頼性のある検出を与える。２つの連続フレームからのブロックのソフト合成でも、正しいデコーディングの確率が著しく改善される。正しいデコーディングの確率のこのような改善は重要である。というのは、キャリア・対・干渉比が非常に低くて、例えば、−１０ｄＢ程度であり、且つ受信器速度が高いという条件でも、正しいデコーディングが要求されるからである。これらの要求は、多数の独立したデコーディング試みの事例にも関らず、単一ショットの首尾良いデコーディングの確率を非常に低くすることがある。

本発明の第３の実施形態によれば、ネットワークスケジューラは、ＳＳＩを伴うサブフレームを使用して、高速度ターミナルのための非時間重要パケットを送信するように構成される。このサブフレームには同期のために専用パイロットが存在するので、このようなネットワークスケジューラは、専用パイロットがＯＦＤＭシンボルの全てのサブキャリアを経て送信される場合でも、システムにおいてパイロットシンボルのオーバーヘッドの合計数を減少させる。

上述した実施形態を達成するために、本発明は、ＳＳＩを伴うサブフレームに対し特定のＴＤＭパイロットパターン及びパイロットシーケンスを定義し、これらは、初期のセルサーチ中、同期中及びハンドオーバ中にフレームを検出するように組み合せて使用される。

Ｐ−ＳＣＨは、定義されたバンド幅において第４番目（又は第５番目）のサブフレームごとに存在する（図２には５倍が示されている）。ＵＥは、試みられたキャリアラスタ中心周波数の周りの最も中心のサブキャリアをフィルタリングし、既知のシステム特有のＰ−ＳＣＨコードを一致フィルタリングすることにより、受信器への伝播ロスが充分に低いネットワークの全てのセルを見出すことができる。例えば、図２に示すように、１０ｍｓのＥ−ＵＴＲＡＮフレームは、２０個のサブフレームを含む。各サブフレームにおいて、一次共通パイロットは、例えば、サブフレームの第１シンボルにある（即ち、一次共通パイロットシーケンス）。ＳＳＩは、フレームごとに一度送信され、これは、フレームのタイミングを厳密に決定する。

ＵＥは、強力で充分に規則的なＰ−ＳＣＨ信号を受信した後に、一定時間差をもつ最高の一致フィルタピークから、信号が最も強い候補であるのはどのアクセスポイントであるか決定することができる。又、ピークは、共通パイロットシーケンスの周期性も露呈し、これは、同期及びチャンネル推定に使用することができる。ネットワークにおいて利用できるシーケンスの全セットの中でターゲット候補のアクセスポイントに使用される正しいＰＣＰシーケンスを試行手順で効率的に見出せるように、この周期性を知ることが重要である。

パイロットシーケンスの周期性がＰ−ＳＣＨピークから分るときには、受信したシーケンスと、全ての先験的に知られたアクセスポイントシーケンス（例えば、１２８のパイロットシーケンス）とのクロス相関を試みることにより、そのアクセスポイントのパイロットシーケンスを見出すことができる。動作バンド幅が１．２５ＭＨｚより大きい場合でも、コードシーケンスのサーチは、シーケンスの中間周波数部分のみによって生じる。受信器の速度が高い場合には、テストシーケンスは、コヒレンス時間より短い短周期で受信信号にクロス相関され、非常に長い時間にわたって非コヒレントに平均化されて、信頼できるクロス相関結果を形成する。受信器の速度がゆっくりである場合には、コヒレントな平均化時間を長くすることができる。しかしながら、受信器は、その速度を知ることが期待されず、従って、最悪の場合の平均化が適用される。

全ての定義されたパイロットシーケンス（即ち、ほぼ１２８のパイロットシーケンス）からパイロットシーケンスが確実に検出されると、受信器は、１０ｍｓのフレームタイミング及びシステムバンド幅を見出し始める。ＳＳＩは、フレームタイミングを露呈する。フレームタイミングを決定するために、ＳＳＩは、１０ｍｓのフレームごとに一度現われるエラー検出コードを伴う自己デコード可能なチャンネルコーディングブロックである。受信器がＳＳＩを見出してそれを首尾良くデコードした後に、フレームタイミングが保証される。又、ＳＳＩの情報コンテンツは、そのセルのシステムバンド幅を識別することもできる。従って、ＵＥの受信器は、そのセルから信号を受け取ってデコードするに必要な全ての知識を有する。

Ｐ−ＳＣＨは、受け取った信号及び既知のシステム特有のシーケンスをクロス相関するに充分なサンプルを含まねばならず、従って、Ｐ−ＳＣＨは、１．２５ＭＨｚ帯域において各サブキャリアに対して変調される（近年のＥ−ＵＴＲＡパラメータ化ではＤＣサブキャリアを除く７４個のサブキャリア）。同期化及びセルサーチ要求は、実際には、非常に厳密である。ＵＥの受信器は、信号・対・干渉比が非常に低く、例えば、−７ｄＢないし−１０ｄＢである場合にも、又、受信器の速度が非常に高く、例えば、３５０ｋｍ／ｈまでである場合にも、適度に短い時間内にセルを確実に見出すことができる。

図３Ａは、一次共通パイロットシーケンスの繰り返しを伴うＥ−ＵＴＲＡフレーム構造を示す。一実施形態において、フレーム周期のフレーム構造は、サブフレームを形成する一連のシンボルを含むフレームとして、並びにシグナリング及び他のチャンネルをそこに配置する仕方として定義される。フレーム周期のフレーム構造は、サブフレーム、シグナリングチャンネル又はパイロット位置の少なくとも１つの定義を含む。図３Ａにおいて、パイロット周期は、４つのサブフレームごとに１つの時間ドメインシンボル４個にわたって延びると共に、パイロットシンボルを搬送する各時間ドメインシンボルの定義された周波数ビンにわたって延びる。図３Ｂは、４つのサブフレーム中に各ＴＤＭパイロットシンボルにおける所与の周波数ビンにわたって延びるパイロットシーケンスの表記を示す。展開するキャリアバンド幅が、最も大きな定義されたシステムバンド幅とは異なる場合に、パイロットシーケンスは、展開するキャリアバンド幅の周波数に実際に属するサンプルのサブセットを使用する。図４は、ＳＳＩが存在しないＴＤＭ共通パイロットを伴う普通のサブフレームを示す。

しかしながら、パイロットシーケンスが既に検出され、正確な同期が得られた場合でも、ＳＳＩのデコーディングを分析することも必要となる。というのは、ＳＳＩの復調及びデコーディングには、正確なチャンネル推定が要求されるからである。典型的に、チャンネル推定は、多数のサブフレームにわたって信号をフィルタリングし、多数のサブフレームからのパイロットシーケンスを使用することにより、生成される。しかしながら、先に述べたように、チャンネル推定を生成するこのような方法は、高速度の受信器には適用できないことがある。というのは、チャンネルのコヒレンス時間にわたってフィルタリングすることができず、高速度の受信器のコヒレンス時間は、１つのサブフレームより若干長くなることがあるからである。

それ故、本発明の実施形態によれば、高速度の受信器においてチャンネル推定を生成することは、専用のパイロットシンボルを追加することにより行うことができる。フレームの第１サブフレームの示唆された構造が図５に示されている。図５は、ＳＳＩを含むと共に、付加的な共通パイロットを一次共通パイロットのコピーとして含む本発明の一実施形態によるサブフレーム構造の一例を示す。高速度での信頼性あるデコーディングには、本発明の一実施形態により、第１シンボルと厳密に同じパイロットシーケンスを有する付加的なパイロットシンボルを挿入することが必要となる。別の実施形態によれば、この付加的なパイロットシンボルは、ＳＳＩが割り当てられるサブキャリア（即ち中央部分）についてのみ挿入される。次いで、中央部分における付加的なパイロットシンボルシーケンスは、付加的なパイロットシンボルの周波数インデックス［ｓａ・・・ｓｂ］として図５に示された一次共通パイロットの中央部分サンプルと同じである。初期同期及びハンドオーバに対してＳＳＩが必要とされない場合でも、高速度における信頼性あるフレーム検出は、常に本質的に必要とされる。

初期セル手順に伴う問題は、受信器の速度が未知であると共に、全てのターミナルが、その対応速度に関わりなく、システムに確実に且つ迅速にアクセスできねばならないことである。このため、本発明の一実施形態によれば、フレーム検出のためにＳＳＩを含むサブフレームは、１．２５ＭＨｚの帯域において付加的なパイロットシーケンスのサンプルを含む。この付加的なシーケンスがないと、受信器は、少数のパイロットサンプルしかもたないことになり、パラメータ化で提案されるように、１つの送信アンテナからの１／２、１／３、１／４又は１／６サブキャリア、及び２つの送信アンテナからの１、１／２、１／３、１／４又は１／６サブキャリアごとに１つのパイロットシンボルしかもたないことになる。バンド幅の７５番目（７４番目の有効）のサブキャリア中心部及び１／６パイロット割り当ては、ほぼ１２個のパイロットシンボルが存在することを意味する。最も高い速度、最も短いコヒレンス時間でも、２つの後続シーケンスのフィルタリングを許すが、それ以上は許さない。干渉物が、隣接アクセスポイントパイロットシーケンス、ランダムデータ、又は熱ノイズである干渉状態においては、チャンネル推定が機能することが依然要求される。

本発明は、例えば、サブフレームの第３（又は第４）シンボルへコピーされ配置されるべき付加的な共通パイロットを提案する。従って、ＳＳＩ検出のためのチャンネルを推定するのに３つのパイロットグループがあり、即ちＳＳＩを含むサブフレームにおける一次共通パイロット、付加的な共通パイロット、及び次のサブフレームの始めの一次共通パイロットである。このような構成では、全ての受信条件においてコヒレンス時間内に２つのパイロットグループを充分に処理することができる。これは、特に、高速移動するＵＥの場合にチャンネル推定を改善する。

Ｐ−ＳＣＨは、１フレーム中に４回（又は５回）送信され、ＳＳＩは、一度しか送信されない。ＳＳＩを見出す１つの方法は、本発明の一実施形態によれば、デコーディングが成功するまで異なる（４又は５回の）オフセットを試みることである。このような実施形態は、一次共通パイロットを、ＳＳＩブロックが位置すると予想されるサブフレームの付加的な専用の共通パイロットと相関させるよう試みることにより、初期同期及びハンドオーバ中にＳＳＩの正しい位置を見出すためのより効率的な方法を提供する。上述したように、ＳＳＩは、Ｐ−ＳＣＨ一致フィルタピークを検出することによって決定される。本発明の一実施形態に基づいて、ＳＳＩブロックは、各Ｐ−ＳＣＨ発生の後は、ブラインドデコーディングにより検出されない。むしろ、付加的な共通パイロットシーケンスが、一次共通パイロットに対して、予め定義された位置からサーチされ、もしそれが見つかれば、ＳＳＩが復調されてデコードされる。

いつでも、正しいデコーディングの確率がＳＳＩの単一ショットから充分でない場合には、受信器は、受信され変調されたサンプルをソフト合成バッファに記憶し、１フレーム後に再び受信したＳＳＩを合成し、バッファのコンテンツをソフト合成し、再びデコーディングを試みる。ソフト合成は、受信シンボルエネルギーを累積できるので、正しいコーディングの確率を著しく改善することが知られている。デュアルシーケンスがないと、フレームレベルでＳＳＩ位置の候補を形成することができず、ＳＳＩのどのブロックがソフト合成を試みるか分らない。というのは、これが、合成結果を破壊するからである。デュアルシーケンスがないと、ＳＳＩの各潜在的な発生を、その潜在的な次の発生と別々にソフト合成しなければならず、或いはサーチシーケンスを知らねばならない。従って、デコーディングが成功であると分るまで、各Ｐ−ＳＣＨ発生に対して、４つ（又は５つ）の並列なソフト合成候補を維持しなければならない。従って、ＳＳＩのソフト合成は、本発明の方法では、あまりメモリを必要とせず、且つＵＥからの処理をほとんど必要としない。

デュアルシーケンス解決策とは別に、他の先験的な既知のシーケンスを使用して、ＳＳＩ位置の検出及びそのチャンネル推定を助けることができる。別のケースでは、先験的な既知のシーケンスは、一次共通パイロットシーケンスのコピーではなく、依然、受信器において知られた特定のシーケンスである。専用のパイロットにおいて一次共通パイロットシーケンスサンプルのコピーを使用する利点は、セルの分離が直ちに保証され、これら専用シーケンスの個別のサーチが必要ないことである。一次共通パイロットシーケンスのコピーが使用されない場合には、専用シーケンスを別々にサーチする必要があり、次いで、アクセスポイントを各々区別する必要がある。

従って、本発明の一実施形態によれば、アクセスポイントの送信器は、定義されたバンド幅で所定数のサブフレームごとに一次同期シーケンスを送信し、サブフレームごとに一次共通パイロットを送信し、フレーム周期のパイロット構造を定義するためにフレーム当たり一度ショートシステム情報を送信するように構成される。

次いで、ＵＥは、パイロットシーケンスを検出し、ショートシステム情報をデコードして、フレームタイミング及びセルのシステムバンド幅を識別するための受信器を備えるように構成される。パイロットシーケンスは、定義されたバンド幅での所定数のサブフレームごとの一次同期シーケンスと、サブフレームごとの一次共通パイロットと、フレーム当たりに一度のショートシステム情報とを含む定義されたパイロット構造を備えている。又、ＵＥ受信器は、一次同期シーケンス信号を受信し、一定時間差を伴う最も高い一致フィルタピークを使用して最も強いアクセスポイント信号を決定するように構成される。ＵＥ受信器は、同期及びチャンネル推定に使用されるべき一次共通パイロットシーケンスの周期性を定義するように最も高い一致フィルタピークを構成する。又、ＵＥ受信器は、一次同期シーケンスピークから一次共通パイロットシーケンスの周期性を決定し、受信したパイロットシーケンスを、全アクセスポイントに関連した先験的な既知のパイロットシーケンスにクロス相関させることにより、特定のアクセスポイントのパイロットシーケンスを見出すこともできる。

ＵＥ受信器は、ショートシステム情報ブロックを連続フレームにおいて受信し、ショートシステム情報ブロックを復調し、ショートシステム情報ブロックを記憶し、１フレームの後に再び受信したショートシステム情報を合成し、ソフト合成バッファのコンテンツをソフト合成し、デコーディングを繰り返すことができる。

図６Ａは、本発明の一実施形態によるソフト合成プロセスを示す。デュアルシーケンス（μ）のサーチは、デコードすべきＳＳＩを見出せるようにする。ＳＳＩは、後続フレームから受け取られ、デコーディングが成功するまでソフト合成される。例えば、４つのブロックの合成で首尾良いデコード結果が得られないときには、新たな試みが初期化される。

図６Ｂは、本発明の一実施形態によるブラインドソフト合成プロセスを示す。ブラインドソフト合成プロセスは、５シーケンスオフセットの試みを含む。ここでは、デュアルシーケンス（μ）は使用できない。合成試み、例えば、４つのブロックのいずれかが首尾良いデコード結果を生じないときには、新たな試みのセットが初期化される。

図７は、本発明の一実施形態によりフレーム周期においてパイロット構造を定義するための方法を示す。ステップ１００では、この方法は、定義されたバンド幅で所定数のサブフレームごとに送信されるべき一次同期シーケンスを構成する。ステップ１１０では、この方法は、サブフレームごとに送信されるべき一次共通パイロットを構成する。ステップ１２０では、この方法は、フレーム周期におけるサブフレームのパイロット構造を定義してフレーム周期におけるパイロット構造を定義するためにフレーム当たりに一度送信されるべきショートシステム情報を構成する。

本発明の実施形態によれば、ソフト合成は、時間的に一定であるか又は滅多に変化しない情報をＳＳＩが含むときに行うことができる。又、そのチャンネルコード化機構も固定のままである。ソフト合成の要件は、合成されるべきチャンネルコード化ブロックの情報ビットが全く同じであることである。ＳＳＩは、定義によれば、ソフト合成の要件を容易に満足する。ＳＳＩの所与のビットフィールドを時々変更すべき場合に、ソフト合成バッファが以前の情報コンテンツ及び更新された情報コンテンツの両方を含むときには、ソフト合成結果を非常に瞬時に壊すだけである。これは、重要なことではない。というのは、４つ又は６つの受信ブロックまでのソフト合成を試み、デコーディングがまだ成功でない場合には、全てのサンプルを破棄し、ソフト合成バッファを再度新たに形成し始めるのが合理的だからである。

図８Ａは、本発明の一実施形態によりＵＥの受信器により遂行される方法を示す。ステップ１００において、この方法は、同期及びチャンネル推定に使用されるべき一次共通パイロットシーケンスの周期性を定義するように最も高い一致フィルタピークを構成する。ステップ１１０では、この方法は、一次同期シーケンス信号を受け取る。ステップ１２０において、この方法は、一定時間差を伴う最も高い一致フィルタピークを使用して最も強いアクセスポイント信号を決定する。ステップ１３０では、この方法は、一次同期シーケンスピークから一次共通パイロットシーケンスの周期性を決定する。ステップ１４０では、この方法は、受信したパイロットシーケンスを、全アクセスポイントに関連した先験的な既知のパイロットシーケンスとクロス相関させることにより、特定アクセスポイントの候補パイロットシーケンスをサーチする。

ステップ１５０において、この方法は、定義されたパイロット構造を含むパイロットシーケンスを検出し、ここで、ショートシステム情報は、各フレームに一度エラー検出コードが現われる自己デコード可能なチャンネルコード化ブロックとして構成される。ステップ１６０では、この方法は、ショートシステム情報をデコードして、フレームタイミング及びセルのシステムバンド幅を識別する。パイロットシーケンスは、定義されたバンド幅での所定数のサブフレームごとの一次同期シーケンスと、サブフレームごとの一次共通パイロットと、フレーム当たりに一度のショートシステム情報とを含む定義されたパイロット構造を含む。所定数のサブフレームは、定義されたバンド幅において４番目又は５番目ごとのサブフレームとして定義され、一次共通パイロットは、各サブフレームの第１シンボルに存在するものと定義される。

図８Ｂに示された次のステップは、本発明の別の実施形態により、受信器によって遂行することができる。ステップ２００において、この方法は、おそらく多数の候補位置からショートシステム情報ブロックを受け取る。ステップ２１０において、ショートシステム情報のデコーディングが成功でない場合には、この方法は、ショートシンボルをメモリに記憶する。ステップ２２０において、この方法は、ショートシステム情報ブロックのソフト合成候補をサーチする。ステップ２３０において、この方法は、新たに受信したショートシステム情報ブロック候補を自己デコードする。ステップ２４０において、デコーディングが成功するまで、この方法は、受信したショートシステム情報ブロックの多数のインスタンスをソフト合成する。

本発明のパイロット構造、方法及び受信器によって多数の効果が発揮される。例えば、高速ターミナルに対する信頼性の高いフレーム検出及びショートシステム情報受信が提供される。又、最初の同期中にシステム情報ブロック位置を見出すのに必要な試みは少なく且つ処理も少ない。本発明のショートシステム情報をデコードするためのソフト合成の実施は、複雑でない上に、パイロットオーバーヘッドを減少することができる。

本発明の実施形態では、オペレーションが、上述したシーケンス及び仕方で遂行されるが、幾つかのオペレーション等の順序は、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに変更できるとことを理解されたい。

ここに開示した実施形態に関連して述べた方法又はアルゴリズムのステップは、ハードウェアで直接実施されてもよいし、プロセッサで実行されるソフトウェアモジュールにおいて実施されてもよいし、或いはその２つの組み合せにおいて実施されてもよい。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、除去可能なディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、又はこの技術で知られた他の形態の記憶媒体に存在してもよい。例示的な記憶装置はプロセッサに結合され、プロセッサは、記憶媒体から情報を読み取り情報をそこに情報を書き込むことができる。或いは又、記憶媒体は、プロセッサと一体的でもよい。プロセッサ及び記憶媒体は、ＡＳＩＣに存在してもよい。ＡＳＩＣは、ユーザターミナルに存在してもよい。或いは又、プロセッサ及び記憶媒体がユーザターミナルに個別のコンポーネントとして存在してもよい。

本発明に関して、ネットワーク装置は、ネットワークデータを利用するいかなる装置でもよく、スイッチ、ルータ、ブリッジ、ゲートウェイ又はサーバを含むことができる。更に、本発明の説明では、フレーム及び信号という語が使用されたが、本発明は、多数の形式のネットワークデータに対する意味を有する。本発明の説明上、データという語は、パケット、セル、フレーム、データグラム、ブリッジプロトコルデータユニットパケット、パケットデータ、及びその等効物を含む。

本発明の多数の特徴及び効果が詳細な説明から明らかであり、従って、本発明の真の精神及び範囲内に入る本発明のこのような全ての特徴及び効果は、特許請求の範囲内に包含されるものとする。更に、当業者であれば、多数の変更及び修正が容易に行われるので、本発明は、図示して説明した厳密な構造及び操作に限定されず、従って、適当な変更及び等効物は、全て、本発明の範囲に包含される。

本発明の実施形態によるワイヤレスネットワークを例示する図である。 本発明の実施形態によるエボルブド・ユニバーサル・テレストリアル・ラジオ・アクセス・ネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）フレームを示す図である。 本発明の実施形態による一次共通パイロットシーケンス繰り返しを伴うＥ−ＵＴＲＡＮフレーム構造を示す図である。 本発明の実施形態により４つのサブフレーム中に各時分割マルチプレクサ／マルチプレクシング（ＴＤＭ）パイロットシンボルにおいて所与の周波数ビンにわたって延びるパイロットシーケンスの表記を示す図である。 本発明の実施形態による、システム情報が存在しないＴＤＭ共通パイロットを伴う通常のサブフレームを示す図である。 本発明の実施形態によるサブフレーム構造の一例を示す図である。 本発明の実施形態によるソフト合成プロセスを示す図である。 本発明の実施形態によるブラインドソフト合成プロセスを示す図である。 本発明の実施形態によりフレーム周期内のパイロット構造を定義する方法を示す図である。 本発明の実施形態によりユーザ装置の受信器により遂行される方法を示す図である。 本発明の実施形態によりユーザ装置の受信器により遂行される方法を示す図である。

Claims (52)

1. 定義されたバンド幅で所定数のサブフレームごとに送信されるべき同期シーケンスを構成するステップと、
   サブフレームごとに送信されるべきパイロットを構成するステップと、
   フレーム周期の構造を定義するためにフレーム当たりに一度送信されるべきシステム情報を構成するステップであって、前記フレーム周期の構造は、サブフレーム、シグナリングチャネル及びパイロット位置の少なくとも１つの定義を含むものであるステップと、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 定義されたパイロット構造を含むパイロットシーケンスを検出するステップと、
   システム情報をデコードして、フレームタイミング及びセルのシステムバンド幅を識別するステップと、
   を含み、
   前記システム情報が、エラー検出を伴う自己デコード可能なチャネルコーディングブロックを含む、ことを特徴とする方法。
3. 定義されたバンド幅内の所定数のサブフレームを４番目又は５番目ごとのサブフレームとして定義するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
4. 各サブフレームの第１シンボルに存在すべきパイロットを定義するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
5. フレームごとに一度前記システム情報を送信してフレームタイミングを定義するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
6. 同期シーケンス信号を受信するステップと、
   一定の時間差を伴う最も高い一致フィルタピークを使用して最も強いアクセスポイント信号を決定するステップと、
   を更に含む、請求項２に記載の方法。
7. 同期及びチャネル推定に使用されるべきパイロットシーケンスの周期性を定義するように前記最も高い一致フィルタピークを構成するステップを更に含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記同期シーケンスピークから前記パイロットシーケンスの周期性を決定するステップと、
   前記受信したパイロットシーケンスを、全アクセスポイントに関連した先験的な既知のパイロットシーケンスにクロス相関させることにより、特定のアクセスポイントのパイロットシーケンスを見出すステップと、
   を更に含む、請求項６に記載の方法。
9. システム情報を含むサブキャリアに対してパイロットと同一である少なくとも１つの専用パイロットシンボルを追加して、高い速度の受信器においてチャネル推定を生成するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
10. 前記システム情報ブロックを連続フレームにおいて受信するステップと、
    前記システム情報ブロックを復調するステップと、
    前記システム情報ブロックをソフト合成バッファに記憶するステップと、
    １フレームの後に再び受信したシステム情報を合成するステップと、
    前記ソフト合成バッファのコンテンツをソフト合成するステップと、
    デコーディングを繰り返すステップと、
    を更に含む、請求項２に記載の方法。
11. 前記パイロットが一次共通パイロットを含む、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の方法。
12. 前記同期シーケンスが一次同期シーケンスを含む、請求項１から請求項１１のいずれかに記載の方法。
13. 前記システム情報がショートシステム情報である、請求項１から請求項１２のいずれかに記載の方法。
14. エボルブド・ユニバーサル・テレストリアル・ラジオ・アクセス・ネットワークにおいて実行される、請求項１から請求項１３のいずれかに記載の方法。
15. コンピュータ読み取り可能なメディア上で実施されるコンピュータプログラムを含むコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムは、実行されたときに、
    定義されたバンド幅で所定数のサブフレームごとに送信されるべき同期シーケンスを構成し、
    サブフレームごとに送信されるべきパイロットを構成し、
    フレーム周期の構造を定義するためにフレーム当たりに一度送信されるべきシステム情報を構成し、前記フレーム周期の構造は、サブフレーム、シグナリングチャネル及びパイロット位置の少なくとも１つの定義を含むものである、
    ことを、
    装置に実行させるように構成された、ことを特徴とするコンピュータプログラム。
16. 前記定義されたバンド幅での所定数のサブフレームが、４つ目又は５つ目ごとのサブフレームとして構成される、請求項１５に記載のコンピュータプログラム。
17. 前記送信されるべきパイロットが、各サブフレームにおける第１シンボル内に構成さえる請求項１５に記載のコンピュータプログラム。
18. コンピュータ読み取り可能なメディア上で実施されるコンピュータプログラムを含むコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムは、実行されたときに、
    システム情報を含むサブキャリアに対してパイロットと同一である少なくとも１つの専用パイロットシンボルを追加して、高い速度の受信器においてチャネル推定を生成することを、
    装置に実行させるように構成された、請求項１５に記載のコンピュータプログラム。
19. 前記パイロットが一次共通パイロットを含む、請求項１５から請求項１８のいずれかに記載のコンピュータプログラム。
20. 前記同期シーケンスが一次同期シーケンスを含む、請求項１５から請求項１９のいずれかに記載のコンピュータプログラム。
21. 前記システム情報がショートシステム情報である、請求項１５から請求項２０のいずれかに記載のコンピュータプログラム。
22. コンピュータ読み取り可能なメディア上で実施されるコンピュータプログラムを含むコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムは、実行されたときに、
    定義されたパイロット構造を含むパイロットシーケンスを検出し、
    エラー検出を伴う自己デコード可能なチャネルコーディングブロックを含むシステム情報をデコードして、フレームタイミング及びセルのシステムバンド幅を識別することを、 装置に実行させるように構成された、ことを特徴とするコンピュータプログラム。
23. 更に、
    前記システム情報ブロックを連続フレームにおいて受信し、
    前記システム情報ブロックを復調し、
    前記システム情報ブロックをソフト合成バッファに記憶し、
    １フレームの後に再び受信したシステム情報を合成し、
    前記ソフト合成バッファのコンテンツをソフト合成し、
    デコーディングを繰り返す、
    ことを、装置に実行させるように構成された、請求項２２に記載のコンピュータプログラム。
24. 前記コンピュータプログラムがエボルブド・ユニバーサル・テレストリアル・ラジオ・アクセス・ネットワークのために構成された、請求項１５から請求項２３のいずれかに記載のコンピュータプログラム。
25. パイロットシーケンスを送信するためのネットワーク要素手段と、
    前記パイロットシーケンスを検出し、前記パイロットシーケンスにおけるシステム情報をデコードして、フレームタイミング及びセルのシステムバンド幅を識別するためのユーザ装置手段と、
    を備え、前記パイロットシーケンスは、定義されたバンド幅での所定数のサブフレームごとの同期シーケンスと、サブフレームごとのパイロットと、フレーム当たり一度のシステム情報とを含む定義されたパイロット構造を備えた、ことを特徴とする通信システム。
26. 前記定義されたバンド幅での所定数のサブフレームを、４つ目又は５つ目ごとのサブフレームとして定める、請求項２５に記載の通信システム。
27. 前記パイロットが一次共通パイロットを含む、請求項２５又は請求項２６に記載の通信システム。
28. 前記同期シーケンスが一次同期シーケンスを含む、請求項２５から請求項２７のいずれかに記載の通信システム。
29. 前記システム情報がショートシステム情報である、請求項２５から請求項２８のいずれかに記載の通信システム。
30. パイロットシーケンスを検出し、
    システム情報をデコードして、フレームタイミング及びセルのシステムバンド幅を識別するように構成された受信手段を備え、
    前記フレームが、定義されたバンド幅での所定数のサブフレームごとの同期シーケンスと、サブフレームごとのパイロットシーケンスと、フレーム当たり一度のシステム情報とを含む定義された構造により構成された、ことを特徴とするユーザ装置。
31. 前記システム情報が、エラー検出計算を伴う自己デコード可能なチャネルコーディングブロックを含む、請求項３０に記載のユーザ装置。
32. 同期シーケンスを受け取るための前記バンド幅内の所定数のサブフレームが、４つ目又は５つ目ごとのサブフレームを含む、請求項３０に記載のユーザ装置。
33. 前記パイロットが、各サブフレームの第１シンボルから受け取られる、請求項３０に記載のユーザ装置。
34. 前記システム情報が、フレームタイミングを定義するためにフレーム当たりに一度受け取られる、請求項３０に記載のユーザ装置。
35. 前記受信手段が、
    同期シーケンス信号を受信し、
    一定の時間差を伴う最も高い一致フィルタピークを使用して最も強いアクセスポイント信号を決定するように構成される、請求項３０に記載のユーザ装置。
36. 前記受信手段が、同期及びチャネル推定に使用されるべきパイロットシーケンスの周期性を定義するように前記最も高い一致フィルタピークを構成する、請求項３５に記載のユーザ装置。
37. 前記受信手段が、
    同期シーケンスピークからパイロットシーケンスの周期性を決定し、
    前記受信したパイロットシーケンスを、全アクセスポイントに関連した先験的な既知のパイロットシーケンスにクロス相関させることにより、特定のアクセスポイントのパイロットシーケンスを見出すように更に構成された、請求項３５に記載のユーザ装置。
38. 前記受信手段が、
    システム情報ブロックを連続フレームにおいて受信し、
    システム情報ブロックを復調し、
    システム情報ブロックを記憶し、
    １フレームの後に再び受信したシステム情報を合成し、
    ソフト合成バッファのコンテンツをソフト合成し、
    デコーディングを繰り返す、ように構成された、請求項３０に記載のユーザ装置。
39. 前記パイロットが一次共通パイロットを含む、請求項３０から請求項３８のいずれかに記載のユーザ装置。
40. 前記同期シーケンスが一次同期シーケンスを含む、請求項３０から請求項３９のいずれかに記載のユーザ装置
41. 前記システム情報がショートシステム情報である、請求項３０から請求項４０のいずれかに記載のユーザ装置。
42. エボルブド・ユニバーサル・テレストリアル・ラジオ・アクセス・ネットワークにおいて動作するように構成された、請求項３０から請求項４１のいずれかに記載のユーザ装置。
43. 移動電話である請求項３０から請求項４２のいずれかに記載のユーザ装置。
44. 定義されたバンド幅で所定数のサブフレームごとに同期シーケンスを送信し、
    サブフレームごとにパイロットを送信し、
    フレーム当たり一度システム情報を送信して、フレーム周期の構造を定義する、
    ように構成された送信手段を備えた、ことを特徴とするネットワーク要素。
45. 前記システム情報が、各フレームに一度現われるエラー検出計算を伴う自己デコード可能なチャネルコーディングブロックを含む、請求項４４に記載のネットワーク要素。
46. 前記定義されたバンド幅内の所定数のサブフレームが、４つ目又は５つ目ごとのサブフレームを含む、請求項４４に記載のネットワーク要素。
47. 前記パイロットが、各サブフレームの第１シンボルに存在するように定義される、請求項４４に記載のネットワーク要素。
48. 前記システム情報が、フレームタイミングを定義するようにフレームごとに一度送信される、請求項４４に記載のネットワーク要素。
49. 前記パイロットが一次共通パイロットを含む、請求項４４から請求項４８のいずれかに記載のネットワーク要素。
50. 前記同期シーケンスが一次同期シーケンスを含む、請求項４４から請求項４９のいずれかに記載のネットワーク要素。
51. 前記システム情報がショートシステム情報である、請求項４４から請求項５０のいずれかに記載のネットワーク要素。
52. エボルブド・ユニバーサル・テレストリアル・ラジオ・アクセス・ネットワークにおいて動作するように構成された、請求項４４から請求項５１のいずれかに記載のネットワーク要素。

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