JP6438570B2 - フレキシブルな直交周波数分割多重phy伝送データフレームプリアンブルの動的な構成 - Google Patents
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Description
本出願は、2014年8月25日に出願された米国特許出願第62/041478号の優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に組み入みこまれる。
本開示は、無線通信の分野に関し、より詳細には、直交周波数分割多重(「OFDM」)物理的伝送フレームプリアンブルを動的に構築して、ブロードキャストネットワークにおける強固な信号検出およびサービス発見を可能にするための機構に関する。
今日の世界では、電子デバイスの多くは、接続している他のデバイスからデータを受信するために無線接続性に依存する。典型的な無線展開では、データを送信する1つまたは複数の無線アクセスポイントが存在し、無線アクセスポイントからデータを受信する1つまたは複数のデバイスが存在し得る。
送信デバイスを動作させて受信デバイスと通信するための方法が本明細書に記載されている。本方法は、送信デバイスが、ルートインデックス値のセットからルートインデックス値を選択するステップを含む。本方法は、送信デバイスが、選択されたルートインデックス値に基づいて周波数領域の定振幅零自己相関系列を生成するステップをさらに含む。本方法は、送信デバイスが、疑似雑音系列によって定振幅零自己相関系列を変調するステップをさらに含む。本方法は、送信デバイスが、直交周波数分割多重シンボルを生成するステップであって、疑似雑音系列によって変調された周波数領域の定振幅零自己相関系列が、直交周波数分割多重シンボルのサブキャリア値を定義する、ステップをさらに含む。本方法は、送信デバイスが、受信デバイスに対するフレームのプリアンブルの初期直交周波数分割多重シンボルとして、直交周波数分割多重シンボルを送信するステップをさらに含む。
添付の図面において、以下の詳細な説明とともに、特許請求される本発明の例示的な実施形態を説明する構造が図示されている。同じ要素は同じ参照番号で識別されている。単一の構成要素として示される要素は、複数の構成要素に置き換えられ得、また、複数の構成要素として示される要素は、単一の構成要素に置き換えられ得ることを理解されたい。各図面は縮尺通りではなく、特定の要素の比率は説明目的で誇張されている場合がある。
本明細書で説明するのは、拡張可能なPHY層のシグナリングフレームワーク、および特に強固な検出およびサービス発見、システム同期、ならびにレシーバ構成を可能にする、関連するプリアンブル信号設計である。PHYは、同期/検出およびシステム構成を可能にする、あらゆる送信フレームに一体化された部分として送られるプリアンブルに依存している。後述するように、プリアンブル設計は、ブロードキャストレシーバにフレーム構成およびコンテンツ制御情報を伝えるフレキシブルなシグナリングアプローチを含む。信号設計は、物理媒体上で信号パラメータを変調する機構を表す。シグナリングプロトコルは、送信フレーム構成を決定するパラメータ選択を通信するのに用いられる特定の符号化を表す。これにより、共通のフレーム構造からの進化するシグナリングニーズに対処するための拡張性を提供しつつ、信頼性の高いサービス発見が可能になる。具体的には、プリアンブル設計は、チャネル帯域幅とは無関係に汎用的な信号の発見を可能にする。プリアンブルは、時間分散およびマルチパスフェージング、ドップラーシフト、ならびにキャリア周波数オフセットなどの様々なチャネル障害が存在する状態で信頼性の高い検出も可能にする。加えて、信号の発見の間、モード検出に基づいて複数のサービスコンテキストがアクセス可能であり、システム構成において幅広いフレキシブル性が可能になる。プリアンブルはさらに、拡張を容易にし、階層的シグナリング構造に基づき、進行中のサービス能力の進化に対処する。さらに、検出されたサービスモード/タイプに基づいて解釈された再使用可能なビットフィールドにより、与えられた拡張性のレベルにもかかわらず、ビット効率の高いシグナリングが可能になる。
図2は、一例であるブロードキャストフレーム200を図示する。フレーム200は、周囲の無線通信伝送との連携を容易にする基礎となるフレーム構成とは無関係に、指定された持続時間を占める。この例では、フレーム200は、1秒の持続時間を有する。しかしながら、フレーム200は、他の適切な持続時間を有してもよいことを認識されたい。一例では、フレームの長さは、動的に信号伝達することができる。ブロードキャストフレーム200は、任意選択的な補助終了信号(ATS)フィールド208が後続するプリアンブル領域204およびペイロード領域206に分割することができる。示されている例では、プリアンブル領域204およびATS領域208は、フレーム202の開始および終了の網掛けした区分で表示されている。各領域の時間の相対的な長さ(横軸)およびシンボルの数は、この例示的な図では縮尺通りに示されていない。
PFCCH210は、ブロードキャストレシーバに対する汎用的なサービス入口点を提供する。PFCCH210は、すべての受信デバイスに既知の固定の構成を用いる。特に、PFCCH210の構成は、すべての受信デバイスに既知のサンプリングレート、信号帯域幅、サブキャリア間隔、およびガード区間を含むことができる。PFCCH210は、各フレーム期間の開始時に配置された同期シンボルによって開始され、サービス発見、粗同期および初期チャネル推定を可能にする。PCCCH212で用いられるシンボル構成を含むフレーム構造を決定するパラメータは、残りのPFCCH210のシンボル期間に信号伝達される。
ここで、ZCのルートインデックス、q∈{1,...,Nzc−1}、n=0,1,...,Nzc−1である。
ここで、q∈{1,...,Nzc−1}、n=0,1,...,Nzc−1、mは割り当てられたサイクリックシフトを表す。
PCCCH412は、端子がフレームペイロードを復号し、関心のある部分または番組を抽出するのに必要な情報を含んでいる。一例では、PCCCH412は、フレームパーティションの数を含む。
Claims (20)
- 送信デバイスを動作させて受信デバイスと通信するための方法であって、
前記送信デバイスが、ルートインデックス値のセットからルートインデックス値を選択することと、
前記送信デバイスが、前記選択されたルートインデックス値に基づいて周波数領域の定振幅零自己相関(CAZAC)系列を生成することと、
前記送信デバイスが、疑似雑音(PN)系列によって前記周波数領域のCAZAC系列を変調して、複素系列を生成することと、
前記送信デバイスが、前記複素系列を複数のサブキャリアにマッピングすることによって、直交周波数分割多重(OFDM)シンボルを生成することと、
前記送信デバイスが、前記受信デバイスに対するフレームのプリアンブルの初期OFDMシンボルとして、前記OFDMシンボルを送信することと、
前記送信デバイスが、前記プリアンブルの後続するOFDMシンボルを生成することと、を含み、
前記プリアンブルの後続するOFDMシンボルを生成することは、
前記周波数領域のCAZAC系列にそれぞれのサイクリックシフトを適用することであって、前記それぞれのサイクリックシフトの各々が、それぞれのフレーム構成情報に基づいてサイクリックシフトのセットから選択される、適用することと、
前記フレームの前記プリアンブルの前記後続するOFDMシンボルを送信することと
を含む、
方法。 - 前記初期OFDMシンボルが、初期同期を提供するように構成されたフレーム制御シンボルを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記CAZAC系列がザドフ−チュー(ZC)系列を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記周波数領域のCAZAC系列が、サービスタイプのセットから、前記フレームによって提供されるサービスタイプを表示する、請求項1に記載の方法。
- 前記フレームの前記プリアンブルの前記後続するOFDMシンボルが、前記フレームのコンテンツを表すように構成されたコンテンツ制御シンボルを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記送信デバイスが、前記後続するOFDMシンボルを送信する前に、前記後続するOFDMシンボルのうちの少なくとも1つに位相反転動作を適用することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記後続するOFDMシンボルのうちのOFDMシンボルによって信号伝達されたフレーム構成情報が、前記後続するOFDMシンボルのうちの先のOFDMシンボルによって信号伝達された先のフレーム構成情報に基づいている、請求項1に記載の方法。
- 受信デバイスを動作させて送信デバイスと通信するための方法であって、
前記受信デバイスが、前記送信デバイスによって送信された信号のサンプルのセットを受信することと、
前記受信デバイスが、疑似雑音(PN)系列によって変調された複数の周波数領域定振幅零自己相関(CAZAC)系列のそれぞれに対して前記サンプルのセットを相関させて、前記送信された信号のフレームのプリアンブルの初期直交周波数分割多重(OFDM)シンボルを検出することであって、前記複数の周波数領域CAZAC系列が別個のルートインデックス値にそれぞれ対応し、および前記PN系列がPNシード値に基づいている、検出することと、
前記受信デバイスが、前記複数の周波数領域CAZAC系列の中から特定の周波数領域CAZAC系列を識別することであって、前記特定の周波数領域CAZAC系列が最大の相関応答に対応する、識別することと、
前記受信デバイスが、前記特定の周波数領域CAZAC系列に基づいて、前記プリアンブルの後続するOFDMシンボルを得ることであって、前記後続するOFDMシンボルがシンボルデータセットを含む、得ることと
を含む方法。 - 前記複数の周波数領域CAZAC系列がそれぞれザドフ−チュー系列を含む、請求項8に記載の方法。
- 前記特定の周波数領域CAZAC系列が、前記フレームに対するサービスタイプを表示する、請求項8に記載の方法。
- 前記後続するOFDMシンボルのうちのOFDMシンボルによって信号伝達されたフレーム構成情報が、前記後続するOFDMシンボルのうちの先のOFDMシンボルによって信号伝達された先のフレーム構成情報に基づいており、前記後続するOFDMシンボルのうちの前記OFDMシンボルが、前記後続するOFDMシンボルうちの前記先のOFDMシンボルの後である、請求項8に記載の方法。
- 送信デバイスと受信デバイスとの間で通信するための方法であって、
疑似雑音(PN)系列によって定振幅零自己相関(CAZAC)系列を変調して、複素系列を生成することと、
前記複素系列を複数のサブキャリアにマッピングして、初期直交周波数分割多重(OFDM)シンボルの第1のサブキャリア値を生成することと、
前記CAZAC系列にサイクリックシフトを適用して、サイクリックシフトされたCAZAC系列を生成することと、
前記PN系列によって、前記サイクリックシフトされたCAZAC系列を変調して、第2の複素系列を生成することと、
前記第2の複素系列を前記複数のサブキャリアにマッピングして、後続するOFDMシンボルの第2のサブキャリア値を生成することと、
フレームプリアンブルの前記初期OFDMシンボルおよび前記後続するOFDMシンボルを送信することと
を含む方法。 - 線形フィードバックシフトレジスタを用いて前記PN系列を生成することをさらに含む、請求項12に記載の方法。
- 前記後続するOFDMシンボルが前記フレームプリアンブルの最終のOFDMシンボルに対応するときに、前記第2の複素系列を反転することをさらに含む、請求項12に記載の方法。
- 前記第1のサブキャリア値に逆高速フーリエ変換(IFFT)を適用して、前記初期OFDMシンボルを生成することをさらに含む、請求項12に記載の方法。
- 送信デバイスであって、
プログラム命令を記憶するメモリと、
プロセッサであって、前記プログラム命令を実行すると、
ルートインデックス値のセットからルートインデックス値を選択することと、
前記選択されたルートインデックス値に基づいて周波数領域の定振幅零自己相関(CAZAC)系列を生成することと、
疑似雑音(PN)系列によって前記周波数領域のCAZAC系列を変調して、複素系列を生成することと、
前記複素系列を複数のサブキャリアにマッピングして、フレームプリアンブルの初期直交周波数分割多重(OFDM)シンボルのサブキャリア値を決定することと、
前記CAZAC系列にサイクリックシフトを適用して、サイクリックシフトされたCAZAC系列を生成することであって、前記サイクリックシフトされたCAZAC系列が前記PN系列によって変調されて、第2の複素系列を生成する、生成することと、
前記第2の複素系列を前記複数のサブキャリアにマッピングして、前記フレームプリアンブルの後続するOFDMシンボルの後続するサブキャリア値を生成することと
を行うように構成されたプロセッサと
を含む送信デバイス。 - 前記プロセッサが、前記プログラム命令を実行すると、
前記サブキャリア値に逆高速フーリエ変換(IFFT)を適用して、前記初期OFDMシンボルを生成することと、
前記初期OFDMシンボルを受信デバイスに送信することと
を行うようにさらに構成されている、請求項16に記載の送信デバイス。 - 前記CAZAC系列がザドフ−チュー(ZC)系列を含む、請求項16に記載の送信デバイス。
- 前記プロセッサが、前記命令を実行すると、前記後続するOFDMシンボルが前記フレームプリアンブルの最終のOFDMシンボルに対応するときに、前記第2の複素系列を反転するようにさらに構成されている、請求項16に記載の送信デバイス。
- フレームプリアンブルの初期直交周波数分割多重(OFDM)シンボルの検出を強化するための方法であって、
ルートインデックス値のセットから選択されたルートインデックス値を用いて、ザドフ−チュー(ZC)系列を生成することと、
疑似雑音(PN)系列によって前記ZC系列を変調して、複素系列を生成することと、
前記複素系列に基づいて前記初期OFDMシンボルを生成することと、
前記フレームプリアンブルの第1のシンボル期間において、レシーバに前記初期OFDMシンボルを送信することと、
前記ZC系列をサイクリックシフトして、サイクリックシフトされたZC系列を生成することと、
前記PN系列によって、前記サイクリックシフトされたZC系列を変調して、第2の複素系列を生成することと、
前記第2の複素系列に基づいて後続するOFDMシンボルを生成することと、
前記第1のシンボル期間に隣接する前記フレームプリアンブルの第2のシンボル期間において、前記レシーバに前記後続するOFDMシンボルを送信することと
を含む方法。
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