JP6662890B2 - システム発見および信号伝達 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
［0001］ 本出願は、２０１５年３月９日に出願された米国特許出願第６２／１３０，３６５号の優先権を主張し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

［0002］ 本開示は、無線通信の分野に関し、より詳細にはロバストな信号検出および放送網のサービス発見を可能にする機構に関する。

［0003］ 放送スペクトルは異なる周波数に分けられ、異なる地理的領域における様々な使用に対する異なる放送局の間で配分される。スペクトルの周波数は放送局に許可された免許に基づいて配分される。配分に基づいて、放送局はテレビジョン信号などの特定のタイプのコンテンツをある特定の地理的区域内にある特定の周波数で放送するように制限されることがある。放送局が配分されたスペクトル以外の放送は違反である可能性がある。

［0004］ 放送局がその地理的区域内に別のタイプのコンテンツを放送したい場合は、放送局は追加のスペクトル免許を獲得し、次いでその周波数内の追加の周波数を配分される必要があることがある。同様に放送局が別の地理的区域内にコンテンツを送信したい場合は、放送局はその領域に対する追加のスペクトル免許を獲得する必要があることがある。しかし追加のスペクトル免許を獲得することは困難であり、時間がかかり、高額であり、非現実的であることがある。

［0005］ 加えて放送局が免許を与えられたスペクトル全部を常に完全に利用するわけではない。これは放送スペクトルの活用に非効率性を生み出すことがある。

［0006］ さらに放送スペクトルの予想された使用は変わることがある。例えば現在の放送のテレビソリューションは一枚岩であり、主に単一サービスのために設計されている。しかし放送局は、将来の放送テレビジョンに加えて、モバイル放送およびＩｏＴサービスを含む多重無線系タイプのコンテンツを提供することを予測する場合がある。特に多数のデバイスがすべて放送テレビジョンを超える共通ソースから同じデータを受信することを望むことがある多くのシナリオがある。このような一例は、モバイル通信サービスであり、この場合は様々な地理的場所において多数のモバイル通信デバイスがすべて同じコンテンツ、例えばソフトウェアの更新または緊急警報などを伝達する共通放送信号を受信する必要があることがある。このようなシナリオでは、同じデータを各デバイスに個々に信号伝達するより、むしろこのようなデバイスにデータを放送し、またはマルチキャストすることが非常に効率的である。したがってハイブリッド方式が望ましいことがある。

［0007］ 放送スペクトルをより効率的に利用するために、異なるタイプのコンテンツを単一ＲＦチャネル内で一緒に時間多重されてもよい。さらに異なる組の送信されるコンテンツを、異なる符号化および送信パラメータで同時に、時分割多重（ＴＤＭ）方式で、周波数分割多重（ＦＤＭ）で、層分割多重（ＬＤＭ）、または組み合わせのいずれかで送信する必要があることがある。送信されるコンテンツ量は時間および／または周波数で異なってもよい。

［0008］ 加えて異なる品質レベルをもつコンテンツ（例えば高精細度ビデオ、標準画質ビデオ、他）を、異なる群のデバイスに異なる伝搬チャネル特性および異なる受信環境で送信する必要があることがある。他のシナリオでは、デバイス固有データを特定のデバイスに送信することが望ましいことがあり、そのデータを符号化し、また送信するために使用されるパラメータはデバイスの場所および／または伝播チャネルの条件に依存することがある。

［0009］ 同時に高速無線データの需要は増え続けており、潜在的に時間変化に基づく利用可能な無線資源（無線スペクトルのある特定部分など）を最も有効に使用できるようにすることが望ましい。

［0010］ 例示的拡張可能な通信システムが本明細書に記載される。システムはルートインデックス値を受信するため、およびルート値に基づいた定振幅ゼロ自己相関特性シーケンスを生成するための第１のモジュールを含む。システムは、シード値を受信するため、およびシード値に基づいた疑似ノイズシーケンスを生成するための第２のモジュールをさらに含む。システムは、疑似ノイズシーケンスにより定振幅ゼロ自己相関特性シーケンスを変調するため、および複合シーケンスを生成するための第３のモジュールをさらに含む。システムは、複合シーケンスを時間領域シーケンスに変換するための第４のモジュールをさらに含み、第４のモジュールはシフトされた時間領域シーケンスを獲得するために循環シフトを時間領域シーケンスに適用する。

［0011］ 例示的拡張可能な通信方法が本明細書に記載される。方法は、ルートインデックス値を受信し、ルート値に基づいた定振幅ゼロ自己相関特性シーケンスを生成するステップを含む。方法は、シード値を受信し、シード値に基づいた疑似ノイズシーケンスを生成するステップをさらに含む。方法は、疑似ノイズシーケンスにより定振幅ゼロ自己相関特性シーケンスを変調し、複合シーケンスを生成するステップをさらに含む。方法は、複合シーケンスを時間領域シーケンスに変換し、シフトされた時間領域シーケンスを獲得するために循環シフトを時間領域シーケンスに適用するステップをさらに含む。

［0012］ 添付図面において、請求項に関わる発明の例示的実施形態を説明する構造が、以下に提供された詳述とともに示される。同様の要素は同じ参照番号で識別される。単一の構成部品として示された要素は、複数の構成部品と交換されてもよく、複数の構成部品として示された要素は、単一の構成部品と交換されてもよいことを理解されたい。図面は原寸に比例しておらず、ある種の要素の比率は例示のために誇張されることがある。

［0013］例示的放送網を示す図である。 ［0014］ブートストラップシンボルを創出するための例示的システムを示す図である。 ［0015］ＺＣ＋ＰＮの複素Ｉ／Ｑ配置を示す図である。 ［0016］それぞれ例示的フレーム制御構成を示す図である。 ［0017］例示的領域終端の信号伝達を示す図である。 ［0018］図１に示された例示的信号波形を示す図である。 ［0019］ブートストラップシンボルを創出するための例示的システムを示す図である。 ［0020］例示的ＰＮシーケンス生成器を示す図である。 ［0021］周波数領域シーケンスの副搬送波へのマッピングの例示的図である。 ［0022］例示的時間領域構造を示す図である。 ［0023］ブートストラップシンボルを創出するための例を示す図である。

［0024］ ロバストで拡張可能な信号伝達の構成、具体的にはロバストな検出およびサービスの発見、システムの同期化、および受信機の構成ができるように設計されたブートストラップ信号が、本明細書に記載される。ブートストラップは２つの主な機能、すなわち同期化、および次の波形の復号化を開始するために低レベルの信号伝達を介して放出される波形を検出するための信号伝達を提供する。徐々に展開するために拡張性を提供するのがロバストな波形である。具体的には、ブートストラップ信号は現在の放送システムのために機能するが、モバイル放送およびＩｏＴサービスを含む新しいサービスの支援も可能である。

［0025］ ロバストな信号伝達システムは、信号を高いノイズ、低い「搬送波対ノイズ比」（ＣＮＲ）、および高いドップラー環境で発見することができる。ブートストラップシンボルのみがロバストであることがある一方で、ブートストラップに続く実際の波長はロバストのようではないことがある可能性があることを理解されたい。ロバストなブートストラップ信号を有することにより、受信機による同期化が達成でき、理想的な環境に及ばない中で獲得される信号にロックを維持することができる。ノイズ条件が悪化し、受信機がペイロードとノイズをもはや識別できないとき、受信機はブートストラップを通るチャネルに依然としてロックを維持できる。ノイズ条件が改善すると、受信機はどこでチャネルを見つけるべきかをすでにわかっているので、受信機は再取得の全工程を通る必要はない。

［0026］ 拡張可能な信号伝達システムで、多くの異なる波形を将来送信されるサービスのタイプのそれぞれに対して１つずつ信号伝達することができる。したがって今日存在しておらず、使用する必要があり得る新しい波形も、ブートストラップを通して信号伝達することができる。

［0027］ 以下の頭文字および略語が本明細書に使用されることがあることを理解されたい。
ＢＳＲ ベースバンド・サンプリングレート
ＢＷ 帯域幅
ＣＡＺＡＣ 定振幅ゼロ自己相関
ＤＣ 直流
ＥＡＳ 緊急警報システム
ＦＦＴ 高速フーリエ変換
ＩＥＥＥ 米国電気電子学会
ＩＦＦＴ 逆高速フーリエ変換
ｋＨｚ キロヘルツ
ＬＤＭ 層分割多重
ＬＦＳＲ 線形帰還シフトレジスタ
ＭＨｚ メガヘルツ
ｍｓ ミリ秒
ＰＮ 疑似ノイズ
μｓ マイクロ秒
ＺＣ ザドフチュー

［0028］ 図１は、放送網１０６を介して種々のタイプのコンテンツ１０４Ａ、１０４Ｂ、および１０４Ｃ（以下コンテンツ１０４）を提供する、複数のコンテンツプロバイダ１０２Ａ、１０２Ｂ、および１０２Ｃ（以下コンテンツプロバイダ１０２）を含む、例示的放送網通信システム１００を示す。３つのコンテンツプロバイダ１０２が示されているが、システム１００はあらゆる適切な数のコンテンツプロバイダ１０２を含んでもよいことを理解されたい。加えてコンテンツプロバイダ１０２は、テレビジョン放送信号、ソフトウェア更新、緊急警報などのあらゆる適切なタイプのコンテンツのプロバイダであってもよい。さらにコンテンツプロバイダ１０２は、ゲートウェイ１０８に無線または有線接続のいずれかを介してコンテンツ１０４を提供してもよいことを理解されたい。

［0029］ コンテンツ１０４はゲートウェイ１０８で信号ＲＦチャネル１１０に時間多重される。放送受信機１１２Ａ、１１２Ｂ、および１１２Ｃ（以下放送受信機１１２）は、ＲＦチャネル１１０を介して放送信号１１４を識別し受信するように構成される。３つの異なるタイプの放送受信機１１２（ラップトップコンピュータ１１２Ａ、携帯電話１１２Ｂ、およびテレビジョン１１２Ｃ）が示されているが、システム１００はあらゆる適切な数およびタイプの放送受信機１１２を含んでもよいことを理解されたい。

［0030］ 放送受信機１１２が信号１１４を発見し識別することができ、次いでその信号１１４を介して利用できるサービスを受信する方法を示すように、ブートストラップ（図示せず）は、低レベルで特定の期間中に送信される信号１１４のタイプまたは形を示す。したがってブートストラップは、同期／検出およびシステム構成を可能にするためにすべての送信フレームの不可欠な部分として依拠される。説明されるように、ブートストラップの設計は、フレーム構成およびコンテンツ制御情報を放送受信機１１２に伝達するために柔軟な信号伝達手段を含む。信号の設計は、それによって信号パラメータが物理的媒体上で変調される機構を特徴付ける。信号伝達プロトコルは、送信フレーム構造を管理するパラメータ選択を通信するために使用される特定の符号化を特徴付ける。これにより信頼できるサービス発見をできる一方で、共通のフレーム構造から進化する信号伝達の必要性に適合するために拡張性を提供する。具体的にはブートストラップの設計はチャネル帯域幅と無関係にユニバーサル信号の発見を可能にする。

［0031］ またブートストラップ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、ならびに搬送周波数オフセットなどの種々のチャネル障害が存在する中で信頼できる検出を可能にする。加えて、システム構成内で幅広い柔軟性が可能な信号発見中にモード検出に基づいて多重サービスコンテンツにアクセスできる。またブートストラップは、階層的な信号の構造に基づいたサービス能力で進行中の進化に適合するために拡張性も促進する。したがってまだ着想されていない新しい信号タイプは、コンテンツプロバイダ１０２によって提供され、それをブートストラップの信号の使用を通して送信された信号１１４内で識別することができる。さらに検出されたサービスモード／タイプに基づいて再利用可能なビットフィールドは、可能な拡張性のレベルにかかわらず、ビット効率の良い信号伝達が可能である。一例では、ブートストラップはロバストな信号であり、低い信号レベルでも検出できるように構成される。その結果、ブートストラップ内の個々の信号ビットは、送信のために占有する物理的資源の観点から比較的高額であることがある。したがってブートストラップは、システム発見および次の信号の初期復号に必要な最小量の情報のみを信号伝達することが意図されることがある。

［0032］ ブートストラップの概説
［0033］ 後に説明される実装例と無関係に、ここにブートストラップについて説明する。さらに説明するように、ＡＴＳＣ３．０はブートストラップ機能の一実装例であり、一般のブートストラップ機能にある特定の制約を設定する。ブートストラップ構造におけるこれらの一般概念の評価は、当業者がＲＦスペクトル内の様々な帯域幅および周波数帯の将来の通信システムにおいてこの技術の広い適応性を確認するのに役立つであろう。

［0034］ 図２はブートストラップを生成するための例示的システム２００を示す。システム２００によって生成されたブートストラップ信号２０２は（０〜Ｎ）で標された（Ｎ個の）ＯＦＤＭシンボルからなる。占有周波数または帯域幅は、意図的にブートストラップ後の信号２０６または波形より小さい。ブートストラップ後の信号２０４はブートストラップによって信号伝達され、受信機によって消費されるサービスを表す。ブートストラップ後の信号２０４は、説明されるように将来の柔軟性および拡張性が可能なあらゆる波形であることが可能である。

［0035］ ブートストラップ信号をここに説明する。ベースバンド・サンプリングレート（ＢＳＲ）は以下の方程式によって表される。
［0036］ 方程式（２）

［0037］上式で、Ｆ_ｓは周波数サンプリングであり、Ｎは選択された帯域幅にわたって計測するための操作変数であり、Ｍは帯域幅を選択するための因数（ＭＨｚ）である。

［0038］ ＯＦＤＭ副搬送波の間隔（単位Ｈｚ）は以下のように定義される。
［0039］ 方程式（３）

［0040］ 上式で、ＦＦＴ_ｓｉｚｅは２のある乗数（例えば１０２４、２０４８、４０９６、８１９２…）である。

［0041］ 米国で６ＭＨｚの放送テレビジョン帯域幅用の一例の（ＡＴＳＣ３．０）の設計行程では、方程式Ｍ＝０．３８４は（ＷＣＤＭＡに基づいて）ＬＴＥとの既存の関係のために選択される。他の関係が選択されてもよい。したがってこの一例は以下の通りである。
［0042］ 方程式（４）

［0043］ 次いでザドフチューシーケンスの長さＮ_（ｚｃ）は、選択された帯域幅を支援するためにＦＦＴ_{（Ｓｉｚｅ）}の一部にマッピングするように（素数に基づいて）選択される。したがって以下の通りである。
［0044］ 方程式（５）

［0045］ この場合ＮｚｃはＦＦＴの中心（ＤＣを含む１５００副搬送波）にマッピングされ、ゼロパディングは残りの副搬送波上に使用される。ＡＴＳＣ３．０の例では、Ｎ_（ｚｃ）＝１４９９が選択された。したがって
帯域幅＝３０００（Ｈｚ）×（１４９９＋１）＝４．５ＭＨｚ
である。

［0046］ その結果、説明された例ＡＴＳＣ３．０の実装形態では、設計は４．５ＭＨｚの帯域幅を消費し、ΔＦ＝３０００Ｈｚを有し、これはモバイル環境における放送帯に十分なドップラー性能（ＭＰＨ）を与える。

［0047］ 上の一般式におけるパラメータに対する他の選択により、より広い帯域幅または周波数帯（ドップラー）などが可能になることを理解されたい。具体的には、値（Ｎ）はＡＴＳＣ３．０に０として指定されているが、（０〜１２７）の全範囲がＮに利用可能である。示された例では、６ＭＨｚに達するためにＮはＮ＝０に制限されている。しかしＮ＝１２７を代入することにより、５０ＭＨｚを超える帯域幅を支援できることを理解されたい。これはブートストラップの拡張性を示す。

［0048］ 再度図２を参照すると、システムは、ザドフチューモジュールまたはシーケンス生成器２０６、および疑似ノイズ（ＰＮ）モジュールまたはシーケンス生成器２０８をさらに含む。ザドフチュー（ＺＣ）シーケンスは複素値数列であり、これは無線信号に印加されると、２つの興味深い特性をもたらし、そのうちの１つは定振幅信号の特性である。これを以下のように定義することができる。
［0049］ 方程式（６）

［0050］ 図３はＺＣ＋ＰＮの複素Ｉ／Ｑ配置３００を示し、それぞれのＩ／Ｑ値は単位円３０２上に存在し、この単位円３０２を中心とした相として説明され、振幅は一定である。

［0051］ （ＺＣ）の別の理論特性は、ルートシーケンスの異なる循環的にシフトされたバージョンを信号に課すことができ、理想的なゼロ自己相関をもたらすことができることを理解されたい。シフトされていない生成したザドフチューシーケンスは、「ルートシーケンス」として公知である。再度図２を参照すると、主に同期化およびバージョニングに使用されるシンボル＃０は、シフトされていない。しかし（ＺＣ）のみを使用することによる理論的ゼロ自己相関は、広範囲のサイクルシフトに渡って達成されないことを理解されたい。

［0052］ この基本設計の要件の結果として、（ＺＣ）のみにとって不自然である何か理論上理想的な自己相関をもつ多数の循環シフトの必要性が予測された。次いでシミュレーションおよび実験を通して、ＺＣに加えて、疑似ノイズ（ＰＮ）シーケンスを導入することにより、すべての循環シフトを理論上理想的な自己相関に近づけることができることが発見され開発された。

［0053］ 図４ＢはＺＣのみのシミュレーションの結果を示し、非理想的な自己相関をもたらす一方で、図４ＡはＺＣ＋ＰＮのシミュレーションの結果であり、ほぼ理想的な自己相関をもたらすことを示す。具体的にはＰＮシーケンスは、図３に示された元のＺＣシーケンスの望ましい定振幅ゼロ自己相関波形（「ＣＡＺＡＣ」）特性を保つ、個々の複素副搬送波を位相回転させる。加えられた位相回転は、図４Ｂに示されたＰＮシーケンス変調を追加することなく、ＺＣシーケンスを使用して見られた疑似自己相関応答を抑制する同じルートシーケンスの循環シフトの間に、より大きな信号分離を提供することが意図される。したがって理解できるように、（ＺＣ＋ＰＮ）の発見は、信号伝達のロバスト性、および循環シフトの機構によって通信された容量（シンボル当たりのビット数）を大幅に改善する。

［0054］ 再度図２を参照すると、第１のシンボル＃０は循環シフトのないルートである一方で、シンボル１〜Ｎは循環シフトの機構を介する信号伝達を運ぶ。またマッピングおよびゼロパディングがマッピングモジュール２１０によりシンボル＃０に加えられることがわかる。シンボル（１〜Ｎ）はＺＣに加えられたＰＮを有し、これにより示されたような反射対称をもたらし、例により後に説明する。

［0055］ 次いで信号はＩＦＦＴモジュール２１２に送信され、周波数領域から時間領域に変換される。次いで信号は時間領域内で処理される。ＩＦＦＴから出る信号は「Ａ」と呼ばれ、次いで「Ａ」は、「Ｂ」および「Ｃ」として公知の「Ａ」から派生した固定前の部分および固定後の部分を有する。シンボル＃０は時間シーケンス「ＣＡＢ」を有する一方で、他のすべてのシンボルは時間シーケンス「ＢＣＡ」を有する。この目的は、ロバスト性を追加しシンボル＃０を識別することであり、シンボル＃０は同期化およびバージョニングに使用されることを理解されたい。

［0056］ ブートストラップ信号の長さは以下のように定義される。
［0057］ 方程式（７）

［0058］ 一例（ＡＴＳＣ３．０）では、シンボル長は５００μｓである。

［0059］ シンボル数を拡張する機能を可能にするために、図５に示されたように、ブートストラップシーケンスにおいて最後のシンボル上で（ＺＣ）を反転する機構が使用される。具体的には領域終端は、前のシンボル期間に対して最後のシンボル期間内で１８０度だけ位相反転することにより信号伝達される。したがって受信機が信号端部を同定できるために、信号がどの程度長くなるかを予め規定する必要がある代わりに、受信機はその代わりに信号内の反転したシンボルを探すことができ、これは信号端部を示すはずである。予め信号がどの程度長くなるかを知る必要がないので、これによりブートストラップが柔軟で拡張可能であることが可能になる。したがって予めブートストラップの長さを画定する、また余分の空間を無駄にする、または十分な空間を確保していない（この場合は意図された情報を完全に送信できないことがある）代わりに、ブートストラップの長さを発見できるという点で、ブートストラップの長さは柔軟である。さらに反転した信号は検出が比較的容易であることがあり、したがって実施のためにさらに大量の資源を必要とすることはない。

［0060］ 受信機は、受信機が理解しないメジャーバージョン（ルート）を潔く無視することを理解されたい。これにより将来レガシー受信機を中断することなく拡張可能性を確保する。実際にこのような信号伝達の一方法が、後に検討し、本明細書で表２によって示されるＡＴＳＣ３．０によって提供される。

［0061］ 図６は、図１に示された例示的信号波形１１４を示す。信号波形１１４は、ブートストラップ６０２に続くブートストラップ後の波形６０４または波形の残余を含む。ブートストラップ６０２はユニバーサル・エントリー・ポイントを信号波形１１４の中に提供する。これはすべての放送受信機１１２に公知の固定構造（例えばサンプリングレート、信号帯域幅、副搬送波間隔、時間領域構造）を利用する。

［0062］ ブートストラップ内に画定された柔軟な、または可変サンプリングを有することは、以前は利用できなかった柔軟性を供給することを理解されたい。具体的には、帯域幅の機能として、固定された、または画定されたサンプリングレートを有する特定のサービスのための解決策を設計するより、むしろ柔軟なサンプリングレートにより、異なる要件および制約をもつ多様なサービスに適合するために、種々の異なる帯域幅をスケーリングできる。したがって帯域の異なる部分は異なるタイプのサービスにより良好に適することがあるので、同期化および発見に対して同じシステムを広範囲の帯域幅に使用でき、広い帯域に働くことができる。

［0063］ ブートストラップ６０２は多数のシンボルからなってもよい。例えばブートストラップ２０２は、サービス発見、粗同期、周波数オフセット推定、および初期チャネル推定を可能にするために、各波形の開始に位置付けられた同期シンボル６０６で始めてもよい。ブートストラップ６０２の残余６０８は、信号波形１１４の残余の受信および復号化を可能とするために、十分な制御信号を含んでもよい。

［0064］ ブートストラップ６０２は柔軟性、スケーラビリティ、および拡張性を提示するように構成される。例えばブートストラップ６０２は増加した柔軟性にバージョニングを実装してもよい。詳細にはブートストラップ６０２の設計は、メジャーバージョン数（特定のサービスタイプまたはモードに対応する）およびマイナーバージョン（特定のメジャーバージョンの範囲内）が可能であることがある。一例では、バージョニングは、ブートストラップシンボル・コンテンツのためのベース符号化シーケンスを生成するために使用される、ザドフチュールート（メジャーバージョン）および疑似ノイズシーケンスシード（マイナーバージョン）の適切な選択を介して（説明されるように）信号伝達されてもよい。ブートストラップ６０２内の信号領域の復号は、検出されたサービスバージョンに関して実行することができ、それぞれが割り当てられたビットフィールドを再利用でき、示されたサービスバージョンに基づいて構成される階層的信号伝達が可能である。ブートストラップ６１２内の信号領域の構文および意味は、例えばメジャーバージョンおよびマイナーバージョンを指す基準内で特定されてもよい。

［0065］ さらにスケーラビリティおよび拡張性を提示するために、ブートストラップ６０２のシンボル当たり信号伝達されたビット数を、特定のメジャー／マイナーバージョンに対して最大まで定義できる。方程式によって定義されたシンボルごとの最大ビット数は以下の通りである。
［0066］ 方程式（１）

［0067］上式は所望の循環シフト許容値に依存し、次いで予期されるチャネル開発のシナリオおよび環境に依存する。入手可能な場合は、追加の新しい信号ビットを、サービスバージョンの変更を必要とすることなく、後方互換式で既存のシンボルに加えることができる。

［0068］ 結果として、ブートストラップ６０２の信号期間はシンボル全期間中に拡張可能であり、それぞれの新しいシンボルはＮ_ｂｐｓまで追加の信号ビットを運ぶ。したがってブートストラップ６０２の信号容量は、領域終端が到着するまで動的に増加することがある。

［0069］ 図７は、ブートストラップ６０２のシンボルを創出するための例示的システム７００を示す。説明されたように、それぞれのブートストラップ６０２のシンボルに使用される値は、ザドフチュールート（ＺＣ）シーケンス７０４がシーケンス生成器７０８を備えた疑似ノイズ（ＰＮ）カバーシーケンス７０２によって変調された状態で周波数領域内に生じる。ＺＣルート７０４およびＰＮシード７０２はサービスのメジャーバージョンおよびマイナーバージョンのそれぞれを決定する。得られる複合シーケンスは逆高速フーリエ変換（「ＩＦＦＴ」）入力７０６で副搬送波ごとに加えられる。さらにシステム７００はシーケンス生成器７０８の出力をＩＦＦＴ入力７０６にマッピングするために副搬送波マッピングモジュール７１０を含む。ＰＮシーケンス７０２は位相回転を個々の複素副搬送波に導入し、元のＺＣシーケンス７０４の所望の定振幅ゼロ自己相関（ＣＡＺＡＣ）特性を保つ。さらにＰＮシーケンス７０２は自己相関応答内にスプリアス発射を抑制し、それによって同じルートシーケンスの循環シフト間に追加の信号分離を提供する。

［0070］ 特に疑似ノイズシーケンスでＺＣシーケンスを変調することにより、波形に異なる特性を与え、これにより容易に発見できることを理解されたい。特にＰＮシーケンスで変調することにより、ほぼ理想的な相互関係をもたらすことに疑いの余地はほとんどない。このような組み合わせは、アルゴリズムおよび数列の多くの組合せを試験した後、シミュレーションを通して発見された。特にＰＮシーケンスでＺＣシーケンスを変調することにより、相互関係の間に疑似信号が生成しない状態で、容易に相互関連する信号を生成するという予期せぬ結果を生み出した。これにより発見しやすい信号がもたらされ、これにより受信機が高いノイズ設定においてさえも信号が相互関連することがある。

［0071］ ブートストラップ−実装（ＡＴＳＣ３．０の例）
［0072］ 例示的ブートストラップ６０２の例示的実装形態についてここに説明する。本明細書に説明された例はブートストラップの特定の実装形態を指すものであるとしても、ブートストラップ６０２は以下に示される例を越えて広い適用を有することが企図されることを理解されたい。

［0073］ ブートストラップの特定−寸法
［0074］ 一例では、ブートストラップ６０２の構造は、バージョン数および／またはブートストラップ６０２によって信号伝達される他の情報が変化したとしても固定されたままであることが意図される。一例では、ブートストラップ６０２は、波形６０４の残余に使用されるチャネル帯域幅に関わらず、６．１４４Ｍサンプル／秒の固定されたサンプリングレートおよび４．５ＭＨｚの固定された帯域幅を使用する。また各サンプルの時間長はサンプリングレートによって固定される。したがって
［0075］ 方程式（２Ａ）

である。

［0076］ ２０４８のＦＦＴサイズにより３ｋＨｚの副搬送波空間が生じる。

［0077］ 方程式（３）

［0078］ この例では、それぞれのブートストラップ６０２のシンボルは、継続時間約３３３．３３μｓを有する。（ＣＡＢまたはＢＣＡ）を使用して後に検討する時間領域内で処理されると、Ｔ_{ｓｙｍｂｏｌ}の正確な長さは５００μｓである。ブートストラップ６０２の全継続時間はブートストラップ６０２のシンボルの数に依存し、このシンボルはＮ_ｓと特定される。ブートストラップ６０２のシンボルの固定数は想定されるものではない。

［0079］ 方程式（４）

［0080］ ４．５ＭＨｚの帯域幅は現在の業界の一致した意見に基づいて選択されてもよく、またこれは共用の最低帯域幅として５ＭＨｚを網羅し、この例では６ＭＨｚ未満の放送を網羅することを理解されたい。したがってベースバンド・サンプリングレートは以下を使用して算出できる。
［0081］ 方程式（５）

［0082］ 良好な利得を有する２０４８ＦＦＴ長を選択すると、３ＫＨｚのΔｆを生じ、これは良好なドップラー性能を与える。同様のシステムを帯域の他の部分に実装することができることを理解されたい。例えば式およびＮ値がその特定の帯域幅に最適であるはずである同じ式の変形物は、２０ＭＨｚなどの他の帯域幅に使用することができる。

［0083］ ＬＴＥシステム（およびＷＣＤＭＡとの関係）に関連した０．３８４ＭＨｚの因数上のＢＳＲの式に基づいて、新しいシステムは他の実装形態に使用される発振器（複数可）を外すことができることがあることを理解されたい。加えて今日の基準に記載されているすべての現在の帯域幅に対するすべての３ＧＰＰ・ＬＴＥベースバンド・サンプリングレートも、値（Ｎ）を挿入することにより式から算出することができる。したがって式を採用することにより、ＬＴＥの変化の何らかの変化を含む機器の将来のバージョンが依然として働くことができる。しかしＢＳＲの式は同様に他の適切な因数に基づいてもよいことを理解されたい。

［0084］ 本明細書に説明された例は２０４８の選択されたＦＦＴサイズを利用するが、他の適切なＦＦＴサイズを使用してもよいことをさらに理解されたい。受信機がその情報の復号を開始できるように、受信機は入力信号をまず同期化し同定しなければならない。しかし、２０４８のＦＦＴサイズなどのより長い信号シーケンスはより高い利得を有し、したがって見つけるため、または相互関連するために受信機が有する利用可能な情報量はより大きいので、発見がより容易である。

［0085］ 既存の移動通信では、通信がユニキャストの機能において起き、第１同期信号（ＰＳＳ）はマルチユーザによるランダムアクセスのために頻繁に挿入されるので、利得は１因数でなくてもよい。さらに放送は概して高地にあった静止受信機を対象としてもよかったので、放送局はこれまで利得に関係しなくてもよかった。しかし携帯機器または受信状態が不良の場所に放送する際、より高い利得がより重要になることがある。しかし携帯機器は利得に依拠するために最適なアンテナ形状を有さなくてもよく、最良の受信のために理想的に位置付けられなくてもよく、したがって数学的利得に依拠してもよい。

［0086］ したがって例示的ＦＦＴ＝２０４８などのより長い信号長は、よりロバストな受信に相互関連するためにより長いシーケンスを提供し、したがってよりロバストな受信をもたらす。例えばより長い信号では、ブートストラップは、ノイズフロアより低い地下の場所で発見できることがある。加えてより長い信号長はより多くの独自のシーケンスを可能にもする。例えばそれぞれの送信機は独自のシーケンスに割り当てられることが可能であり、次いで受信機は独立してシーケンスを探すことができる。この情報を、本明細書では検討していないＴＤＯＡ技術を使用して受信機の位置を算出するために、例えば全地球測位システム（ＧＰＳ）によって使用することができる。

［0087］ 他の適切な信号長を選択してもよいが、２０４８の信号長は性能を最適化するために本明細書で同定されていることを理解されたい。具体的には異なる信号長を選択することにより、性能に影響を与えることができる利得量を含む、異なるパラメータ間で二律背反を引き起こすことがある。

［0088］ ブートストラップの特定−周波数領域シーケンス
［0089］ 一例では、ザドフチュー（ＺＣ）シーケンスはＮ_ｚｃ＝１４９９の長さを有し、この場合これは最大素数であり、これにより副搬送波の間隔がｆ_Δ＝３ｋＨｚである４．５ＭＨｚ以下のチャネル帯域幅をもたらす。ＺＣシーケンスはルートｑによってパラメータ化され、ルートｑは以下の通りメジャーバージョン数に対応する。
［0090］ 方程式（５）

［0091］上式で

であり、
［0092］また

である。

［0093］ ＺＣシーケンスを変調するために疑似ノイズシーケンスを使用することにより、ＺＣルートの制約を緩めることができた。ＺＣ（例えばＬＴＥの第１同期シーケンス）を利用した以前の信号伝達する方法は、良好な自己相関特性を保証するために、は素数ルートの選択に限定された一方で、このシステムではＰＮ変調により、ＺＣに対して非素数ルートが選択されたときでさえ良好な自己相関ができる。ＺＣに対して非素数ルートを有することにより、より多くの波形を生成でき、システムはより多くのタイプのサービスを信号伝達できる、すなわちより拡張性のあるシステムを生み出すことができる。

［0094］ 図８は例示的ＰＮシーケンス生成器７０８を示す。ＰＮシーケンス生成器８０８は、長さ（順）ｌ＝１６の線形帰還シフトレジスタ（ＬＦＳＲ）８０２に由来する。その作動は、ＬＦＳＲ帰還経路内でタップを特定する生成多項式８０４によって、次いでシーケンス出力８０８に寄与する要素を特定するマスク８０６によって管理される。生成多項式８０４の特定およびレジスタの初期状態はシードを表し、これはマイナーバージョン数に対応する。すなわちシードはｆ（ｇ，ｒ_ｉｎｉｔ）と定義される。

［0095］ ＰＮシーケンス生成器レジスタ８０２は、新しいブートストラップ６０２内の第１のシンボルの生成前に、シードから初期状態で再初期化される。ＰＮシーケンス生成器７０８は１つのシンボルからブートストラップ６０２内の次のシンボルにシーケンスを続け、同じブートストラップ６０２内で続くシンボルに対して再初期化されない。

［0096］ ＰＮシーケンス生成器７０８の出力は、ｐ（ｋ）と定義され、これは０または１のいずれかの値を有する。ｐ（０）は、ＰＮシーケンス生成器７０８が適切なシード値で初期化された後、またシフトレジスタ８０２のあらゆるクロッキングの前にＰＮシーケンス生成器出力と等しいものとする。新しい出力ｐ（ｋ）は、シフトレジスタ８０２が右の位置にクロッキングされるたびに、続いて生成されるものとする。したがって一例では、ＰＮシーケンス生成器７０８に対する生成多項式８０４は以下の通りに定義されるものとする。
［0097］ 方程式（６）

［0098］ 上式で

である。

［0099］ 図９は、副搬送波への周波数領域シーケンスのマッピング９００の例示的図である。ＤＣ副搬送波にマッピングするＺＣシーケンス値（すなわちｚ_ｑ（（Ｎ_ｚｃ−１）／２））は、ＤＣ副搬送波がゼロであるようにゼロに設定される。副搬送波は中心ＤＣの副搬送波がインデックス０を有する状態で示されている。

［0100］ ＺＣおよびＰＮシーケンスの積はＤＣ副搬送波を中心に鏡映対称である。ＺＣシーケンスはＤＣ副搬送波を中心に自然な鏡映対称である。ＤＣ副搬送波を中心としたＰＮシーケンスの鏡映対称は、ＤＣ副搬送波の下の副搬送波に割り当てられたＰＮシーケンス値を鏡映することによってＤＣ副搬送波の上の副搬送波に導入される。例えば示されたように、副搬送波−１と＋１におけるＰＮシーケンス値は同じであり、同様に副搬送波−２と＋２におけるＰＮシーケンス値は同じである。結果として、ＺＣおよびＰＮシーケンスの積もＤＣ副搬送波を中心に鏡映対称である。

［0101］ 本明細書に説明された対称はよりロバストな信号を可能にし、発見が容易になることを理解されたい。具体的には、対称は発見のための追加の助力（すなわち追加の利得）として作用する。これは受信機が探すことができる信号の追加の特徴であり、見出すのがより容易になる。したがってこれは、ノイズフロアより低くてもブートストラップを認識できる要素の１つである。

［0102］ マッピング９００が示すように、ブートストラップ（０≦ｎ＜Ｎ_ｓ）の第ｎのシンボルに対する副搬送波値は以下の通りに表されてもよい。
［0103］ 方程式（７）

［0104］上式で
Ｎ_Ｈ＝（Ｎ_ＺＣ−１）／２
であり、
［0105］また
ｃ（ｋ）＝１−２ｘｐ（ｋ）
であり、
［0106］
ｃ（ｋ）は値＋１または−１のいずれかを有する。ＺＣシーケンスは各シンボルに対して同じである一方で、ＰＮシーケンスは各シンボルとともに進むことを理解されたい。

［0107］ 一例では、ブートストラップの最後のシンボルは、その特定のシンボルに対する副搬送波値の位相反転（すなわち１８０度の回転）によって示されている。メジャーバージョンまたはマイナーバージョンの数を変える必要なしに、追加の信号伝達能力のためにブートストラップ内のシンボル数を後方互換方式で増加させることができることにより、このブートストラップの終端の信号伝達は拡張性を可能にする。位相反転は、以下の通りにそれぞれの副搬送波値にｅ^ｊπ＝−１を単に掛けるものである。
［0108］ 方程式（８）

［0109］ この位相反転により、受信機がブートストラップの終点を正しく決定することができる。例えば受信機は、受信機がそのために設計されたマイナーバージョンより後であり、１つまたは複数のブートストラップシンボルによって拡張されたマイナーバージョンに対して、ブートストラップの終点を決定してもよい。結果として、受信機は固定数のブートストラップシンボルを想定する必要がない。加えて受信機は復号化するように設定されていないブートストラップシンボルの信号ビットコンテンツを無視してもよく、それでもブートストラップシンボル自体の存在を検出する。

［0110］ 一旦マッピングされると、次いで周波数領域シーケンスは、以下の通りにＮ_ＦＦＴ＝２０４８ｐｏｉｎｔＩＦＦＴを介して時間領域に変換される。
［0111］ 方程式（９）

［0112］ ブートストラップの特定−シンボルの信号伝達
［0113］ 情報は、Ａ_ｎ（ｔ）時間領域シーケンスの時間領域内で循環シフトの使用を通してブートストラップシンボルを介して信号伝達される。このシーケンスはＮＦＦＴ＝２０４８の長さを有し、したがって２０４８独特の循環シフトは（０〜２０４７に限る）が可能である。２０４８が可能な循環シフトで、ｌｏｇ_２（２０４８）＝１１ｌｏｇ_２（２０４８）＝１１ビットまで信号伝達できる。これらのビットのすべてが実際に使用されるわけではないことを理解されたい。具体的にはＮ_ｂ ^ｎは信号ビット数を表し、これは第ｎのブートストラップシンボル（１≦ｎ＜Ｎ_ｓ）に対して使用され、

はそれらのビット値を表す。

［0114］ 受信されたブートストラップシンボル内の活性信号ビット数は、受信機によって予期された信号ビット数Ｎ_ｂ ^ｎより大きくてもよい。将来の信号伝達の拡張を促進する一方で後方互換能力を維持するために、受信機は受信されたブートストラップシンボル内の活性信号ビット数が、受信機によって予期された信号ビット数Ｎ_ｂ ^ｎ以下であると推測してはならない。例えば１つまたは複数の特定のブートストラップシンボルに対するＮ_ｂ ^ｎは、以前に使用されなかった信号ビットを使用させる一方で、依然として後方互換能力を維持するために、新しいマイナーバージョンを同じメジャーバージョン内で画定する際に増加されてもよい。したがって特定のメジャー／マイナーバージョンに対して信号ビットを復号化するように設定された受信機は、あらゆる新しい追加の信号ビットを無視してもよく、これを後のマイナーバージョンにおいて同じメジャーバージョン内で使用してもよい。

［0115］ 本明細書に説明された例では、時間領域内のシンボルのブートストラップ間の相関ピーク間の距離は、信号伝達情報を符号化するものであることを理解されたい。具体的にはシンボル＃０は基準点（絶対シフト）であり、その基準点と後続のピーク（第１のピークに対して）との距離が情報を運ぶ。この距離の意義は、例えば定義されたルックアップテーブルから決定することができる。したがって受信機はビットを符号化しようとしないが、その代わりに相関ピークを画定しようとする。受信機が一旦ピークを見つけると、受信機は次のピークを待ち、その間の時間は信号伝達情報を保持する。これがよりロバストなシステムを生み出すのは、例えば８ビットの２進情報を表すために２５６の循環シフトを使用することは比較的高額ではあるかもしれないが、ピーク間の時間差は高いノイズ条件において発見がより容易であるからである。しかしブートストラップに続くペイロードに対する実際の信号伝達は、情報を運ぶ実際のビットを有する変調方式を依然として含むことがある。

［0116］ 一例では、循環シフトは、前のブートストラップシンボルに対する循環シフトに対して、第ｎのブートストラップシンボル（１≦ｎ＜Ｎ_ｓ）に対して

と表される。

は、グレーコード方式を使用して第ｎのブートストラップシンボルに対して信号ビット値から計算される。

は、ビット

の組として２進形で表される。

のそれぞれのビットは以下のように算出することができる。

［0117］ 方程式（１０）

［0118］上式では、モジュロ演算が後に続く信号ビットの合計は、問題になっている信号ビットにおいて排他的論理和演算処理を効果的に実行する。

［0119］ この方程式は、相対循環シフト

が、受信したブートストラップシンボルに対する相対循環シフトを見積もるときに、受信機におけるあらゆるエラーに最大許容誤差を提供するために算出されることを保証する。特定のブートストラップシンボルに対する有効信号ビットＮ_ｂ ^ｎの数が将来のマイナーバージョンにおいて同じメジャーバージョン内で増加する場合、方程式は、その将来のマイナーバージョンのブートストラップシンボルに対する相対循環シフトは、初期のマイナーバージョンに対して設定された受信機が、依然として復号のために設定された信号ビット値を正しく復号でき、それゆえ後方互換性が維持される方法で、算出されることも保証される。

［0120］ 概して信号ビットｂ_ｔ ^ｎの予期されるロバスト性は、ｉ＜ｋの場合にｂ_ｋ ^ｎのロバスト性より大きくなることを理解されたい。

［0121］ 一例では、第１のブートストラップシンボルは最初の時間同期に使用され、ＺＣルートおよびＰＮシードパラメータを介してメジャーおよびマイナーバージョン数を信号伝達する。このシンボルはいかなる追加情報も信号伝達せず、ゆえに常に０の循環シフトを有する。

［0122］ 第ｎのブートストラップシンボルに適用された差別的に符号化された絶対循環シフトＭ_ｎ（０≦Ｍ_ｎ＜Ｎ_ＦＦＴ）は、ブートストラップシンボルｎ−１に対する絶対循環シフトおよびブートストラップシンボルｎに対する相対循環シフトを合計することによって算出され、時間領域シーケンスの長さを法として以下のようになる。
［0123］ 方程式（１１）

［0124］ 次いで絶対循環シフトはＩＦＦＴ演算の出力からシフトされた時間領域シーケンスを得るために以下のように適用される。
［0125］ 方程式（１２）

［0126］ ブートストラップの特定−時間領域構造
［0127］ それぞれのブートストラップシンボルは３つの部分、すなわちＡ、Ｂ、およびＣからなり、これらの部分はそれぞれ複素数値時間領域サンプルのシーケンスからなる。Ａ部は周波数領域構造のＩＦＦＴとして導かれ、適切な循環シフトが適用される一方で、ＢおよびＣはＡから取ったサンプルからなり、±ｆΔの周波数シフト（副搬送波の間隔に等しい）およびｅ^−ｊπの可能な位相シフトがＢ部のサンプルを算出するために使用された周波数領域シーケンスに導入される。Ａ、Ｂ、およびＣ部は、それぞれＮ_Ａ＝Ｎ_ＦＦＴ＝２０４８、Ｎ_Ｂ＝５０４、およびＮ_Ｃ＝５２０のサンプルを含む。各ブートストラップシンボルは、その結果として５００μｓの等しい時間長に対してＮ_Ａ＋Ｎ_Ｂ＋Ｎ_Ｃ＝３０７２のサンプルを含む。

［0128］ 一例では、時間領域構造は２つの変形、ＣＡＢおよびＢＣＡを含む。同期検出のために提供されたブートストラップの初期シンボル（すなわちブートストラップシンボル０）は、Ｃ−Ａ−Ｂの変形を利用する。残余のブートストラップシンボル（すなわちブートストラップシンボルｎ、ただし１≦ｎ＜Ｎ_Ｓ）は、領域終端を示すブートストラップシンボルまで（領域終端のブートストラップシンボルを含む）Ｂ−Ｃ−Ａの変形に一致する。

［0129］ 受信機が特定の順でこの反復を予期することを認識し、高いノイズ条件においてさえも容易に信号を発見しロックするので、ブートストラップの一部を反復することにより初期同期および検出を向上できることを理解されたい。

［0130］ 図１０Ａは例示的ＣＡＢ構造１０１０を示す。この例では、Ｃ部１０１２は、Ａ部１０１４の最後のＮ_Ｂ＝５０４のサンプルからなり、±ｆ_Δの周波数シフトおよびｅ^−ｊπの位相シフトがＡ部１０１４を算出するために使用された元の周波数領域シーケンスＳ_ｎ（ｋ）に適用される。Ｂ部１０１６に対するサンプルは、算出された循環的にシフトされた時間領域シーケンスの最後のＮ_Ｂサンプルの否定としてみなすことができる。ただし入力周波数領域シーケンスは、ある副搬送波が周波数内でより高い位置にシフトされたＳ_ｎ（ｋ）に等しい（すなわちＳ_ｎ（ｋ）＝Ｓ_ｎ（（ｋ−１＋Ｎ_ＦＦＴ）ｍｏｄ Ｎ_ＦＦＴ）であり、Ｓ_ｎ（ｋ）はＢ部１０１６に対して周波数および位相をシフトしたサンプルを生成するための入力周波数領域シーケンスである）。別法として、Ｂ部１０１６のサンプルを生成するための周波数および位相シフトを、以下の方程式に示されたように、Ａ部１０１４から適切に抽出されたサンプルにｅ^{ｊπｆΔｔ}を掛けることにより時間領域内に導入することができる。
［0131］ 方程式（１３）

［0132］ 図１０Ｂは例示的ＢＣＡ構造１０２０を示す。この例では、Ｃ部１０１２もやはりＡ部１０１４の最後のＮ_Ｃ＝５２０のサンプルからなるが、Ｂ部１０１６はＣ部１０１２の最初のＮ_Ｂ＝５０４のサンプルからなり、−ｆ_Δの周波数シフトがＡ部１０１４を算出するために使用された元の周波数領域シーケンスＳ_ｎ（ｋ）に適用される。例示的ＣＡＢ構造１０１０について説明された方式と同様の方式で、Ｂ部１０１６に対するサンプルを、算出された循環的にシフトされた時間領域シーケンスの最後のＮ_Ｂのサンプルとして取ることができる。ただし入力周波数領域シーケンスは、ある副搬送波が周波数内でより低い位置にシフトされたＳ_ｎ（ｋ）に等しい（すなわちＳ_ｎ（ｋ）＝Ｓ_ｎ（（ｋ−１）ｍｏｄ Ｎ_ＦＦＴ）であり、Ｓ_ｎ（ｋ）はＢ部１０１６に対して周波数をシフトしたサンプルを生成するための入力周波数領域シーケンスである）。Ｂ部１０１６のサンプルを生成するための周波数シフトを、別法としてＡ部１０１４からの適切なサンプルにｅ^{−ｊπｆΔｔ}を掛けることにより時間領域内に導入することができ、−５２０Ｔの一定の時間オフセットは、以下の方程式に示されたように、適切なサンプルＡ部１０１４の正確な抽出を構成するために含まれる。
［0133］ 方程式（１４）

［0134］ Ｂ部１０１６に対するサンプルは、ＣＡＢ構造１０１０およびＢＣＡ構造１０２０のそれぞれに対してＡ部１０１４のわずかに異なる部分から取ってもよいことを理解されたい。

［0135］ ブートストラップ信号の構造
［0136］ 例示的ブートストラップ信号の構造についてここに説明する。信号伝達装置または構造には、構成パラメータ値、制御情報領域の一覧、および信号ビットを特定するためのそれらの値および領域の割り当てが含まれる。ブートストラップ信号の構造は本明細書に説明された例とは異なる他の適切な形を取ってもよいことを理解されたい。

［0137］ 本明細書に説明された例示的ブートストラップ信号の構造は、メジャーバージョン数が０に等しいときに適用してもよい。対応するＺＣシーケンスルート（ｑ）は１３７である。ブートストラップ内のシンボル（初期同化シンボルを含む）の基本数はＮ_ｓ＝４とする。Ｎ_ｓ＝４は、送信できるシンボルの最低数を表すことを理解されたい。したがって追加の信号ビットの送信を可能にするために、Ｎ_ｓ＝４はブートストラップ信号内で送信されるべきシンボルの最低数を表す（しかし必ずしも最大数ではない）。

［0138］ 一例では、疑似ノイズシーケンス生成器に対する生成多項式は以下の通りに定義される。
［0139］ 方程式（１５）

［0140］また、疑似ノイズシーケンス生成器に対する初期登録状態は以下の通りに定義される。
［0141］ 方程式（１６）

［0142］ 一例では、所与のメジャーバージョン内で選択されたブートストラップのマイナーバージョンに対するＰＮシーケンス生成器の初期登録状態は、使用時に対応するマイナーバージョンを信号伝達するために、値の規定のリストから値が設定される。表１はそれぞれのマイナーバージョンに対するＰＮシーケンス生成器の例示的初期登録状態を示す。

［0143］ ブートストラップ信号の構造はメジャーおよびマイナーバージョン信号に続く追加の信号領域を含んでもよい。例えば信号の構造はウェイクアップビットを含んでもよい。これは例えば緊急警報のウェイクアップビットであることが可能である。これは、オン（１）またはオフ（０）のいずれかである１ビットフィールドである。

［0144］ 信号の構造は同じメジャーおよびマイナーバージョンフィールドの隣のフレームまでの最低時間間隔をさらに含んでもよい。これは、フレームＡに対するブートストラップの開始からフレームＢに対するブートストラップの開始の可能な最も早い生成までを計測した時間間隔と定義される。ブートストラップＢは、信号伝達された最低時間間隔値で開始し、信号伝達できた次に高い最低時間間隔値で終了する、時間ウィンドウ内に存在するように保証される。可能な最高の最低時間間隔値が信号伝達される場合は、この時間ウィンドウは終了しない。例示的信号マッピングの公式は以下の通りに定義することができる。
［0145］ 方程式（１７）

［0146］ したがってＸ＝１０の例示的信号伝達値は、ブートストラップＢが、ブートストラップＡの開始から７００ｍｓで開始しブートストラップＡの開始から８００ｍｓで終了する、時間ウィンドウのどこかにあることを示すはずである。

［0147］ その量はスライディングスケールを介して信号伝達され、信号伝達された最低時間間隔値が増加するにつれて粒度が増す。Ｘは信号伝達される５ビット値を表し、Ｔは現在のフレームと同じバージョン数に一致する次のフレームまでの最低時間間隔値をミリ秒で表す。表２は例示的値を示す。
表２：次のフレームまでの例示的最低時間間隔

［0148］ 信号の構造はシステム帯域幅領域をさらに含んでもよい。この領域は、現在のフレームのブートストラップ後部分に使用されるシステム帯域幅を信号伝達する。値には、００＝６ＭＨｚ、０１＝７ＭＨｚ、１０＝８ＭＨｚ、１１＝８ＭＨｚを超える値が含まれる。「８ＭＨｚを超える」選択肢は、８ＭＨｚを超えるシステム帯域幅を使用する将来の作動を促進することを理解されたい。８ＭＨｚを超えるシステム帯域幅に対処するように設定されていない受信機は、この領域が１１に等しいフレームを無視することができる。

［0149］ 表３は、一例において信号ビットおよびブートストラップシンボルを特定するためにマッピングされるブートストラップ信号領域を示す。それぞれの信号領域の最上位ビットから最下位ビットまでを、特定された信号ビットに所与の順で左から右にマッピングされる。ｂ_ｉ ^ｎは第ｎのブートストラップシンボルの第ｉの信号ビットを指し、ブートストラップシンボル０はいかなる特定の信号ビットも運ばないことを理解されたい。

［0150］ 図１１は例示的拡張可能な通信方法を示す。ステップ１１０２では、第１のモジュールがルートインデックス値を受信し、ルート値に基づいて定振幅ゼロ自己相関特性シーケンスを生成する。ステップ１１０４では、第２のモジュールがシード値を受信し、シード値に基づいて疑似ノイズシーケンスを生成する。ステップ１１０６では、第３のモジュールが疑似ノイズシーケンスにより定振幅ゼロ自己相関特性シーケンスを変調し、複合シーケンスを生成する。ステップ１１０８では、第４のモジュールが複合シーケンスを時間領域シーケンスに変換し、シフトされた時間領域シーケンスを獲得するために循環シフトを時間領域シーケンスに適用する。

［0151］ 本明細書に説明された様々な実施形態は、いずれも例えばコンピュータ実装方法として、コンピュータ可読記憶媒体として、コンピュータシステムとしてなどのあらゆる様々な形で実現されてもよい。システムは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの１つもしくは複数の特注設計のハードウェア装置によって、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などの１つもしくは複数のプログラマブル・ハードウェア要素によって、記憶されたプログラム命令を行う１つもしくは複数の処理装置によって、または前述のあらゆる組み合わせによって実現されてもよい。

［0152］ 一部の実施形態では、非一過性コンピュータ可読記憶媒体は、この媒体がプログラム命令および／またはデータを記憶するように構成されてもよく、この場合、プログラム命令がコンピュータシステムによって実行された場合は、コンピュータシステムが、例えば本明細書に説明されたあらゆる方法の実施形態、または本明細書に説明された方法の実施形態のあらゆる組み合わせ、または本明細書に説明されたあらゆる方法の実施形態のあらゆる一部、またはそのような一部のあらゆる組み合わせなどの方法を実行する。

［0153］ 一部の実施形態では、コンピュータシステムは処理装置（または処理装置一式）および記憶媒体を含むように構成されてもよい。但し記憶媒体はプログラム命令を記憶し、処理装置は記憶媒体からプログラム命令を読み取り実行するように構成され、プログラム命令は本明細書に説明されたあらゆる様々な方法の実施形態（または本明細書に説明された方法の実施形態のあらゆる組み合わせ、または本明細書に説明されたあらゆる方法の実施形態のあらゆる一部、またはそのような一部のあらゆる組み合わせ）を実装するために実行可能である。コンピュータシステムはあらゆる様々な形で実現されてもよい。例えばコンピュータシステムはパーソナルコンピュータ（あらゆるその様々な実現化における）、ワークステーション、カード上のコンピュータ、箱入りの特定用途向けコンピュータ、サーバコンピュータ、クライアントコンピュータ、ハンドヘルドデバイス、携帯機器、ウェアラブルコンピュータ、検出器、テレビジョン、映像取得装置、生活組織に組み込まれたコンピュータなどであってもよい。コンピュータシステムは１つまたは複数の表示装置を含んでもよい。本明細書に開示されたあらゆる様々なコンピュータによる計算結果は、表示装置を介して表示されてもよく、または別法としてユーザインターフェース装置を介して出力として表されてもよい。

［0154］ 用語「ｉｎｃｌｕｄｅｓ（含む）」または「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」が本明細書または特許請求の範囲において使用される限りは、特許請求の範囲において移行用語として利用される場合に解釈される用語のように、用語「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む）」と同様の方法で包括的であると意図される。さらに、用語「ｏｒ（または）」が利用される（たとえば、Ａ ｏｒ Ｂ（ＡまたはＢ））限りは、「Ａ ｏｒ Ｂ ｏｒ ｂｏｔｈ（ＡもしくはＢまたは両方）」を意味することが意図される。出願人が「ｏｎｌｙ Ａ ｏｒ Ｂ ｂｕｔ ｎｏｔ ｂｏｔｈ（ＡまたはＢのみだが両方ではない）」ことを示すことを意図する際は、用語「ｏｎｌｙ Ａ ｏｒ Ｂ ｂｕｔ ｎｏｔ ｂｏｔｈ」が利用される。したがって、本明細書で用語「ｏｒ」の使用は包括的であり、排他的使用ではない。Ｂｒｙａｎ Ａ． Ｇａｒｎｅｒ、Ａ Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ ｏｆ Ｍｏｄｅｒｎ Ｌｅｇａｌ Ｕｓａｇｅ ６２４（第２版、１９９５年）を参照されたい。また、用語「ｉｎ（中）」または「ｉｎｔｏ（中）」が本明細書または特許請求の範囲において使用される限りは、「ｏｎ（上）」または「ｏｎｔｏ（上）」を追加的に意味することが意図される。さらに、用語「ｃｏｎｎｅｃｔ（接続する）」が本明細書または特許請求の範囲において使用される限りは、「ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｔｏ（直接的に接続される）」だけでなく、別の１つまたは複数の構成部品を通じて接続されるなどの「ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｔｏ（間接的に接続される）」ことも意味することが意図される。

［0155］ 本出願はその実施形態の説明によって示され、実施形態はかなり詳しく説明されたが、出願者は決して添付の特許請求の範囲をそのような詳細に制限する、または限定すると意図するものではない。追加の利点および修正形態が、当業者には容易に明らかになろう。したがって、本出願は、そのより広い態様において、示され説明された具体的な詳細、代表的な装置および方法、ならびに説明に役立つ実例に限定されない。したがって、出願者の全体的な発明概念の精神または範囲から逸脱することなく、このような詳細からの逸脱がなされてもよい。

Claims (31)

1. プログラム命令を記憶するメモリと、
   プロセッサと、を備える拡張可能な通信システムであって、
   前記プロセッサは、前記プログラム命令を実行すると、
   受信機装置に対して通信すべきサービスタイプまたはサービスモードに対応するメジャーバージョン数を前記受信機装置に信号伝達するためのルートインデックス値を選択し、
   前記選択されたルートインデックス値に基づいて、定振幅ゼロ自己相関特性シーケンスを生成し、
   前記メジャーバージョン数の範囲内のマイナーバージョン数を前記受信機装置に信号伝達するためのシード値を選択し、
   前記選択されたシード値に基づいて、疑似ノイズシーケンスを生成し、
   前記疑似ノイズシーケンスにより前記定振幅ゼロ自己相関特性シーケンスを変調し、かつ複合シーケンスを生成し、
   前記複合シーケンスを時間領域シーケンスに変換するように構成される、
   拡張可能な通信システム。
2. 前記選択されたルートインデックス値は非素数を含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記プロセッサは、さらに、線形帰還シフトレジスタを使用して前記疑似ノイズシーケンスを生成するように構成される、請求項１に記載のシステム。
4. 前記プロセッサは、さらに、線形帰還シフトレジスタの帰還経路内でタップを特定する生成多項式に基づいて前記線形帰還シフトレジスタを操作するように構成される、請求項３に記載のシステム。
5. 前記プロセッサは、さらに、線形帰還シフトレジスタの帰還経路内でタップを特定する生成多項式に基づいて前記線形帰還シフトレジスタを操作するように構成され、前記生成多項式の特定および前記線形帰還シフトレジスタの初期状態が前記シード値を表す、請求項３に記載のシステム。
6. 前記時間領域シーケンスは同期信号を含む、請求項１に記載のシステム。
7. 前記プロセッサは、さらに、シフトされた時間領域シーケンスを獲得するために、前記時間領域シーケンスに循環シフトを適用するように構成され、前記シフトされた時間領域シーケンスは、波形の受信および復号化ができるように構成された制御信号伝達を含む、請求項１に記載のシステム。
8. 前記疑似ノイズシーケンスにより前記定振幅ゼロ自己相関特性シーケンスを変調するために、前記プロセッサは、さらに、ＤＣ副搬送波を中心に鏡映対称となるように、前記定振幅ゼロ自己相関特性シーケンスと前記疑似ノイズシーケンスとの積を生成するように構成される、請求項１に記載のシステム。
9. 前記プロセッサは、さらに、シフトされた時間領域シーケンスを獲得するために、前記時間領域シーケンスに循環シフトを適用するように構成される、請求項１に記載のシステム。
10. 前記循環シフトは通信情報を表す、請求項９に記載のシステム。
11. 前記シフトされた時間領域シーケンスは複数のシンボルのうちの１つのシンボルであり、前記プロセッサは、さらに、前記１つのシンボルの前記循環シフトを、前のシンボルの絶対循環シフトと、前記前のシンボルの前記絶対循環シフトに対する前記１つのシンボルの相対循環シフトとに基づいて生成するように構成される、請求項９に記載のシステム。
12. 前記プロセッサは、さらに、前記複数のシンボルの終端を示すために、前記複数のシンボルのうちの最後のシンボルを、前記最後のシンボルの前のシンボルに対して反転させるように構成される、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記プロセッサは、さらに、前記時間領域シーケンスを複数の受信機装置に放送するように構成され、前記時間領域シーケンスは、前記時間領域シーケンスが後に続く波形を前記複数の受信機装置が識別することを可能にする、請求項１に記載のシステム。
14. 受信機装置に対して通信すべきサービスタイプまたはサービスモードに対応するメジャーバージョン数を前記受信機装置に信号伝達するための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、定振幅ゼロ自己相関特性シーケンスを生成することと、
    前記メジャーバージョン数の範囲内のマイナーバージョン数を前記受信機装置に信号伝達するためのシード値を選択することと、
    前記選択されたシード値に基づいて、疑似ノイズシーケンスを生成することと、
    前記疑似ノイズシーケンスにより前記定振幅ゼロ自己相関特性シーケンスを変調し、かつ複合シーケンスを生成することと、
    前記複合シーケンスを時間領域シーケンスに変換することと、
    を含む、拡張可能な通信方法。
15. 前記選択されたルートインデックス値は非素数を含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記時間領域シーケンスは同期信号を含む、請求項１４に記載の方法。
17. 前記変調することは、
    ＤＣ副搬送波を中心に鏡映対称である、前記定振幅ゼロ自己相関特性シーケンスと前記疑似ノイズシーケンスとの積を生成することを含む、請求項１４に記載の方法。
18. シフトされた時間領域シーケンスを獲得するために循環シフトを前記時間領域シーケンスに適用することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
19. 前記循環シフトは通信情報を表す、請求項１８に記載の方法。
20. 波形の受信および復号化ができるように構成された制御信号伝達を前記シフトされた時間領域シーケンスに含めることをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
21. 前記シフトされた時間領域シーケンスは複数のシンボルのうちの１つのシンボルであり、
    前記方法は、
    前のシンボルの絶対循環シフトと、前記１つのシンボルの相対循環シフトとに基づいて前記循環シフトを生成することをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
22. 前記複数のシンボルの終端を示すために、前記複数のシンボルのうちの最後のシンボルを、前記最後のシンボルの前のシンボルに対して反転させることをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
23. 前記時間領域シーケンスを複数の受信機装置に放送することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
24. プログラム命令を記憶するメモリと、
    プロセッサと、を備える送信装置であって、
    前記プロセッサは、前記プログラム命令を実行すると、
    受信機装置に対して通信すべきサービスタイプまたはサービスモードに対応するメジャーバージョン数を前記受信機装置に信号伝達するために選択されたルートインデックス値に基づいて定振幅ゼロ自己相関特性シーケンスを生成し、
    前記メジャーバージョン数の範囲内のマイナーバージョン数を前記受信機装置に信号伝達するために選択されたシード値に基づいて疑似ノイズシーケンスを生成し、
    前記疑似ノイズシーケンスにより前記定振幅ゼロ自己相関特性シーケンスを変調して複合シーケンスを生成し、
    前記複合シーケンスを複数の副搬送波にマッピングし、
    前記マッピングされた複合シーケンスを時間領域シーケンスに変換するように構成される、
    送信装置。
25. 前記複合シーケンスをマッピングするために、前記プロセッサは、前記プログラム命令を実行すると、さらに、
    ＤＣ副搬送波にマッピングする前記複合シーケンスの値をゼロに設定するように構成される、請求項２４に記載の送信装置。
26. 前記プロセッサは、前記プログラム命令を実行すると、さらに、
    シフトされた時間領域シーケンスを獲得するために、循環シフトを前記時間領域シーケンスに適用するように構成され、
    前記シフトされた時間領域シーケンスは複数のシンボルのうちの１つのシンボルであり、前記循環シフトは、前のシンボルの絶対循環シフトと、前記１つのシンボルの相対循環シフトとに基づいて生成される、請求項２４に記載の送信装置。
27. 前記循環シフトを適用するために、前記プロセッサは、前記プログラム命令を実行すると、さらに、
    前記循環シフトの適用する前に前記相対循環シフトおよび前記絶対循環シフトを追加するように構成される、請求項２６に記載の送信装置。
28. 前記プロセッサは、前記プログラム命令を実行すると、さらに、
    前記複数のシンボルの終端を示すために、前記複数のシンボルのうちの最後のシンボルを、前記最後のシンボルの前のシンボルに対して反転させるように構成される、請求項２６に記載の送信装置。
29. 前記プロセッサは、前記プログラム命令を実行すると、さらに、前記シフトされた時間領域シーケンスを前記受信機装置に送信するように構成され、前記シフトされた時間領域シーケンスの前記循環シフトは通信情報を表す、請求項２６に記載の送信装置。
30. 前記疑似ノイズシーケンスにより前記定振幅ゼロ自己相関特性シーケンスを変調することで、前記プロセッサは、高ノイズ条件において前記受信機装置が前記シフトされた時間領域シーケンスを発見することを可能にする前記シフトされた時間領域シーケンスを生成するように構成される、請求項２９に記載の送信装置。
31. 前記プロセッサは、前記プログラム命令を実行すると、さらに、前記時間領域シーケンスを複数の受信機装置に放送するように構成される、請求項２４に記載の送信装置。