(57)【要約】      （修正有）【課題】無線通信ネットワークにおける初期周波数取得のための方法及び装置を提供する。【解決手段】あるアスペクトにおいては、初期周波数取得の方法は、送信機からの入力サンプルのストリームを受信し、受信した入力サンプルに基づいて、送信機と前記受信機とに関連付けられた周波数オフセットの推定を決定し、初期周波数取得を成し遂げるために周波数オフセットの補償をすることを含む。【選択図】図１８ａ
2010220238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信ネットワークにおける初期周波数取得方法において、
入力サンプルのストリームを受信し、
前記受信した入力サンプルに基づいて、周波数オフセットの推定を決定し、
前記周波数オフセットを補償し、これにより初期周波数取得を実現する方法。
【請求項２】
前記入力サンプルのストリームの受信は、変調フレームの第１番目のパイロットシンボル
に属する入力サンプルを受信することを含み、
前記周波数オフセットの推定を決定することは、前記第１番目のパイロットシンボルの間に受信された入力サンプルの少なくとも２つのシーケンスに属する相関付けられた入力サンプルを累算することを含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
入力サンプルの少なくとも２つのシーケンスは、それぞれが１２８個のサンプルの連続するシーケンスであり、所定回数前記周波数オフセットを更新することをさに具備することを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記所定回数は、前記変調フレームの第１番目のパイロットシンボルにおける複製シーケンスの数に対応する請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記所定回数は、約３２回である請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記周波数オフセットの補償をすることは、利得パラメータによって周波数オフセットをスケーリングすることをさらに含み、所定時間期間の間に周波数オフセットが補償されることにより前記利得パラメータが選択される請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記所定時間期間は、第１番目のパイロットシンボルの遅れである請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記周波数オフセットの補償をすることは、スケールされた周波数オフセットの累算をすることをさらに含み、これにより、実際の周波数オフセットを取得する請求項６記載の方法。
【請求項９】
前記周波数オフセットの補償をすることは、さらに、前記実際の周波数オフセットに基づいて、局発信器を制御することを含む請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記周波数オフセットの補償をすることは、さらに、前記入力サンプルの位相回転を含む請求項８記載の方法。
【請求項１１】
前記位相回転をすることは、さらに、実際の周波数オフセットを位相オフセットに変換することを含む請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記位相回転をすることは、さらに、位相オフセットに基づいて、前記入力サンプルを位相回転することを含む請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
無線通信ネットワークにおける初期周波数取得方法を実行する手段を有するコンピュータ読み取り可能な媒体において、
前記方法は、
入力サンプルのストリームを受信し、
前記受信した入力サンプルに基づいて、周波数オフセットの推定を決定し、
前記周波数オフセットを補償し、これにより初期周波数取得を実現することを含む。
【請求項１４】
無線通信ネットワークにおける初期周波数取得のための装置において、
入力サンプルのストリームを受信する手段と
前記受信した入力サンプルに基づいて、周波数オフセットの推定を決定する手段と、
前記周波数オフセットを補償し、これにより初期周波数取得を実現する手段とを具備する装置。
【請求項１５】
前記入力サンプルのストリームの受信手段は、変調フレームの第１番目のパイロットシンボルに属する入力サンプルを受信する手段を含み、
前記周波数オフセットの推定を決定する手段は、前記第１番目のパイロットシンボルの間に受信された入力サンプルの少なくとも２つのシーケンスに属する相関付けられた入力サンプルを累算する手段を含む請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
入力サンプルの少なくとも２つのシーケンスは、それぞれが１２８個のサンプルの連続するシーケンスであり、所定回数前記周波数オフセットを更新する手段をさに具備することを特徴とする請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
前記所定回数は、前記変調フレームの第１番目のパイロットシンボルにおける複製シーケンスの数に対応する請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
前記所定回数は、約３２回である請求項１７記載の装置。
【請求項１９】
前記周波数オフセットの補償をする手段は、利得パラメータによって周波数オフセットをスケーリングする手段をさらに含み、所定時間期間の間に周波数オフセットが補償されることにより前記利得パラメータが選択される請求項１４記載の装置。
【請求項２０】
前記所定時間期間は、第１番目のパイロットシンボルの遅れである請求項１９記載の装置。
【請求項２１】
前記周波数オフセットの補償をする手段は、スケールされた周波数オフセットの累算をする手段をさらに含み、これにより、実際の周波数オフセットを取得する請求項１９記載の装置。
【請求項２２】
前記周波数オフセットの補償をする手段は、さらに、前記実際の周波数オフセットに基づいて、局発信器を制御する手段を含む請求項２１記載の装置。
【請求項２３】
前記周波数オフセットの補償をする手段は、さらに、前記入力サンプルの位相回転を含む請求項２１記載の装置。
【請求項２４】
前記位相回転をする手段は、さらに、実際の周波数オフセットを位相オフセットに変換する手段を含む請求項２３記載の装置。
【請求項２５】
前記位相回転をする手段は、さらに、位相オフセットに基づいて、前記入力サンプルを位相回転することを含む請求項２４記載の装置。
【請求項２６】
無線通信ネットワークにおける初期周波数を取得する装置において、
入力サンプルのストリームを受信する受信機と、
前記受信した入力サンプルに基づいて、周波数オフセットの推定を決定するプロセッサと、
前記周波数オフセットを補償し、これにより初期周波数取得を実現する補償器と
を具備する装置。
【請求項２７】
前記補償器は、利得パラメータによって周波数オフセットをスケーリングする乗算器を有する請求項２６記載の装置。
【請求項２８】
前記補償器は、さらに、実際の周波数オフセットを生成するアキュームレータを具備する請求項２７記載の装置。
【請求項２９】
前記補償器は、さらに、位相回転器を具備する請求項２８記載の装置。
【請求項３０】
無線通信ネットワークにおける初期周波数取得方法を実行するようにプログラムされた少なくとも１つのプロセッサにおいて、
前記方法は、
入力サンプルのストリームを受信し、
前記受信した入力サンプルに基づいて、周波数オフセットの推定を決定し、
前記周波数オフセットを補償し、これにより初期周波数取得を実現することを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、通信に関し、より具体的には、初期周波数取得及び同期に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高容量及び高信頼性の通信システムへの要求が増大している。今日、データトラフィックは、主に、デスクトップ或いはポータブルコンピュータと同様に、移動電話から生ずる。時間の経過及び技術が進歩するにつれて、まだ開発されていない他の通信装置からの要求が増大することが予期される。現在では通信装置として考えられていない装置、例えば、他の消費者製品と同様の機器のようなものが膨大な伝送のためのデータを生成することになる。さらに、今日の装置のうち、移動電話及びパーソナルディジタルアシスタント（ＰＤＡ）のような装置は、より広く行きわたっているだけではなく、前例のない帯域が、双方向及びマルチメディアの用途の複合及び拡大をサポートするために要求されている。
【０００３】
データトラフィックが配線を介して伝送されている間に、無線通信の要求は、現在、及び将来に渡って急速に増大してくる。我々の社会の人々の増大する移動性は、移動性に関する技術も同様にポータブルであることを要求する。したがって、今日において、多くの人々は音声及びデータ通信に移動電話及びＰＤＡを使用している（例えば、移動ｗｅｂ、ｅｍａｉｌ、インスタントメッセージ．．．）。さらに、増え続ける人々が、無線ホーム及びオフィスネットワークを構築し、さらに、学校、喫茶店、空港及びその他の公衆空間においてインターネット接続を可能にするために無線ホットスポットを希望している。さらに、車、ボート、電車などのような移動車両において、コンピュータの集積化及び通信技術に関して大規模な動きが続いている。要するに、コンピューティング及び通信技術は、より多くなってきており、さらなるユビキダス要求が無線領域において増大し続け、特に、最も実用的で、便利な通信媒体においてそれは顕著である。
【０００４】
一般的に、無線通信プロセスは、送信機と受信機の双方を有する。送信機は、キャリア信号上でデータを変調し、順次、そのキャリア信号を伝送媒体（例えば、無線周波数）を介して伝送する。受信機は、その後、当該伝送媒体を通して、そのキャリア信号を受信する役割を有する。より具体的には、受信機は、受信信号を同期して、信号の開始、信号に含まれる情報及び信号がメッセージを含んでいるか否かを決定する仕事を行なう。しかしながら、同期は、雑音、干渉及び他の要因により複雑である。このような障害にもかかわらず、受信機は、さらなる検出、或いは信号の認識及び内容の解釈を通信を有効にするために行なわなければならない。
【０００５】
通信システムには、音声、パケットデータなど種々の通信サービスが広く配備されている。これらシステムは、入手可能なシステム資源によって共用される複数のユーザとの通信をサポートすることが可能な時間、周波数、及び／又は符号拡散多重アクセスシステムである。このような多重アクセスシステムの例は、符号拡散多重アクセス（ＣＤＭＡ）システム、多重キャリアＣＤＭＡ（ＭＣ−ＣＤＭＡ）、広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）システム、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）システム及び直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）システムである。
【０００６】
商用的な承諾を急速に獲得している１つの変調技術は、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を基礎にしたものである。ＯＦＤＭは並列伝送通信技術であり、この並列伝送通信技術では、高レートデータストリームが多くの低レートストリームに分割され、所定周波数或いはトーンの間隔の多重サブキャリア上で同時に伝送される。周波数の間隔精度は、トーン間で直交性を与える。直交周波数は、通信信号の中のクロストーク或いは干渉を最小限にし、或いは除去する。高伝送レートに加えて、干渉への耐性、高スペクトル効果が、周波数が相互干渉なしにオーバラップすることができるにつれて得られる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＯＦＤＭシステムは、受信機の同期エラーに対して敏感である。このことは、システムの性能を劣化させる。特に、システムはサブキャリアのなかの直交性を失い、それ故に、ネットワークユーザを失う。直交性を保存するために、送信機及び受信機が同期される。要するに、受信機の同期がＯＦＤＭ通信の成功に対して重要である。
【０００８】
したがって、迅速で信頼性のある初期周波数取得及びＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡシステムの同期の新規なシステム及び方法が必要とされている。
【発明の概要】
【０００９】
この出願は、２００４年１月２８日出願の米国仮出願番号６０／５３９，５４１、題名「可変利得ＶＣＯの存在におけるＯＦＤＭ受信機の初期周波数取得のための方法及び装置」の利益を要求する。
【００１０】
この出願は、また、２００４年１月２８日に出願の米国出願番号Ｎｏ．６０／５４０，０８９、題名「ＴＤＭパイロットの検出から初期ＯＦＤＭフレーム同期及び初期ＯＦＤＭシンボルタイミングを取得するための手順」の利益を要求する。上述の出願の全体は、参照のために本願に含まれる。
【００１１】
開示される本実施の形態は、無線通信ネットワークにおける初期周波数取得のための方法及び装置を提供する。１つのアスペクトにおいては、初期周波数取得のための方法は、送信機からの入力サンプルストリームを受信し、受信した入力サンプルに基づいて、送信機及び受信機に関連付けられた周波数オフセットの推定を決定し、初期周波数取得を達成するための周波数オフセットを補償するための動作を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、コアースフレーム検出システムのブロック図である。
【図２ａ】図２ａは、理想シングルパス環境における相関カーブのグラフである。
【図２ｂ】図２ｂは、実マルチパス環境における相関カーブのグラフである。
【図３】図３は、確認コンポーネントの実施の形態のブロック図である。
【図４】図４は、トレーリングエッジコンポーネントの実施の形態のブロック図である。
【図５】図５は、遅れ相関器コンポーネントの実施の形態のブロック図である。
【図６】図６は、ファインフレーム検出システムの実施の形態のブロック図である。
【図７】図７は、初期フレーム検出方法のフローチャート図である。
【図８】図８は、リーディングエッジ検出方法のフローチャート図である。
【図９】図９は、リーディングエッジ確認及びフラットゾーン検出方法のフローチャート図である。
【図１０ａ】図１０ａは、リーディングエッジ確認及びフラットゾーン検出方法のフローチャート図である。
【図１０ｂ】図１０ｂは、リーディングエッジ確認及びフラットゾーン検出方法のフローチャート図である。
【図１１】図１１は、トレーリングエッジ検出方法のフローチャート図である。
【図１２】図１２は、フレーム同期方法のフローチャート図である。
【図１３】図１３は、開示された実施の形態を実行するための適切な動作環境の偽略ブロック図である。
【図１４】図１４は、ＯＦＤＭシステムにおいて使用されるスーパフレーム構造の実施の形態の図である。
【図１５ａ】図１５ａは、ＴＤＭパイロット−１の実施の形態の図である。
【図１５ｂ】図１５ｂは、ＴＤＭパイロット−２の実施の形態の図である。
【図１６】図１６は、アクセスポイントにおけるＴＸデータ及びパイロットプロセッサの実施の形態のブロック図である。
【図１７】図１７は、アクセスポイントにおけるＯＦＤＭ変調器の実施の形態のブロック図である。
【図１８ａ】図１８ａは、ＴＤＭパイロット−１の時間域表現の図である。
【図１８ｂ】図１８ｂは、ＴＤＭパイロット−２の時間域表現の図である。
【図１９】図１９は、アクセス端末における同期及びチャネル推定ユニットの実施の形態のブロック図である。
【図２０】周波数ロックドループ（ＦＬＬ）のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の上述の及び他のアスペクトは、以下の詳細な説明及び添付した図面から明らかにされる。
【００１４】
本発明の実施の形態を添付した図面を参照して述べる。この場合において、同じ参照符号は、全体を通して同じ或いは対応する要素を参照する。しかしながら、図面及びそれに対応する記述は、本発明を限定する意図ではなく、開示された特定の実施の形態を意図するものではないことが理解されるべきである。むしろ、開示された実施の形態は、請求の範囲の精神及び観点の範囲内において、全ての変形例、均等物及び代替をカバーする。
【００１５】
本願において使用されているように、用語”コンポーネント”及び”システム”は、コンピュータ関連のエンティティ、ハードウェア、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせ、ソフトウェア、実行の際のソフトウェアを意図している。例えば、コンポーネントは、プロセッサ上で走るプロセス、プロセッサ、オブジェクト、実行可能な、実行のスレッド、プログラム及び／又はコンピュータ（例えば、デスクトップ、ポータブル、ミニ、パームなど）であっても良く、また、これらに限られるものではない。例として、コンピュータ装置上で走るアプリケーション及び装置自体の双方がコンポーネントとなることが可能である。１つ以上のコンポーネントは、プロセス及び／又は実行のスレッドに存在することが可能であり、コンポーネントは１つのコンピュータ及び／又は２つ以上のコンピュータ間で分散されてローカライズされることが可能である。
【００１６】
さらに、開示された実施の形態のアスペクトは、方法、装置、製品として実現され、これらは標準プログラミング及び／又はエンジニアリング技術を使用し、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア或いはこれらのいくつかの任意の組み合わせを作り出し、コンピュータを開示された方法を実行するように制御する。ここにおいて使用される用語”製品”或いは（”コンピュータプログラム製品”）は、任意のコンピュータ読み取り可能な装置、キャリア、或いは媒体からアクセス可能なコンピュータプログラムを包含することを意図している。例えば、コンピュータ読み取り可能な媒体は、磁気記憶装置（例えば、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ストライプ・・・）、光学ディスク（例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル汎用ディスク（ＤＶＤ）・・・）、スマートカード及びフラッシュメモリ装置（例えば、カード、スティック）を含むが、これに限られるものではない。さらに、キャリア波は、コンピュータ読み取り可能な電子データを搬送するように用いられることは明らかであり、コンピュータ読み取り可能な電子データは、電子メールの送信及び受信の際に使用されるものや、インターネットのようなネットワークあるいはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）にアクセスする際に使用されるものである。当然、当業者は多くの変形を認識することができ、開示された実施の形態の範囲或いは精神を離れることなくこの構成を作ることができる。
【００１７】
開示された実施の形態及び対応する開示は加入者局との関連においても述べられる。加入者局は、システム、加入者ユニット、移動局、車、遠隔局、アクセスポイント、遠隔端末、アクセス端末、ユーザ端末、ユーザエージェント或いはユーザ機器としても述べられる。加入者局は、セルラー電話、コードレス電話、セッションイニシャルプロトコル（ＳＩＰ）電話、無線ローカルループ（ＷＬＬ）局、パーソナルディジタルアシスタント（ＰＤＡ）、無線接続能力を有するハンドヘルド装置、或いは無線モデムに接続された処理装置であってもよい。
【００１８】
最初に図１を参照すると、フレーム検出システム１００が示されている。より具体的には、システム１００は、ＯＦＤＭ伝送の同期に関連付けられた受信側のサブシステムである。同期は、一般的に受信機によって実行されるプロセスを参照し、フレーム及びシンボルのタイミングの双方を得る。これからセクションについてより詳しく説明するように、フレーム検出は、パイロットの識別或いはフレーム或いはスパーフレームのスタートで伝送されるトレーリングシンボルに基づく。ある実施の形態においては、パイロットシンボルは、時分割多重（ＴＤＭ）パイロットである。特に、第１番目の（最初の）パイロットシンボルは、フレーム及びＯＦＤＭシンボル領域のコアース推定に使用され、特に、このコアース推定は、第２番目のパイロットシンボルがこのような推定を改善するために使用されている間に行なわれる。システム１００は、他のトレーニング信号の検出に関連して使用されるといえども、主に、フレーム検出のための第１番目のパイロットシンボルの検出に関連する。システム１００は、遅れ相関コンポーネント１１０、リーディングエッジ検出コンポーネント１２０、確認コンポーネント１３０及びトレーリングエッジ検出コンポーネント１４０を有している。
【００１９】
遅れ相関コンポーネント１１０は、アクセス端末受信機（図示せず）からディジタル入力信号のストリームを受信する。この遅れ相関コンポーネント１１０は、この入力信号を処理し、互いに関連付けられた検出メトリクス或いは相関出力（Ｓｎ）を生成する。検出メトリック或いは相関出力は、１つのパイロットシーケンスに関連付けられたエネルギーを示している。入力信号のストリームから検出メトリクスを生成する計算メカニズムが後に詳細に提示される。検出メトリクスは、さらなる処理のために、リーディングエッジコンポーネント１２０、確認コンポーネント１３０及びトレーリングエッジコンポーネント１４０に提供される。
【００２０】
図２ａ、図２ｂに戻ると、２つの例示的なパイロット相関図が明確化のために示されており、これらは認識され、克服された問題のうちの１つの理解を容易にすることと同様である。相関図或いはグラフは相関器出力を示しており、この相関器出力は時間外の検出メトリックの大きさによってキャプチャされたものである。図２ａは、雑音なしの場合のシングルパスチャネルにおける相関器出力を示す図である。相関器出力は、明らかにリーディングエッジ、フラット部及びそれに続くトレーリングエッジを有している。図２ｂは、雑音を持つマルチパスチャネルにおける例示的な相関カーブを示す図である。そこにパイロットがあることが観察することができるが、そのことはチャネル雑音及びマルチパス遅れにより不明瞭である。従来、単一しきいが、パイロットシンボルを検出するために使用されている。特に、しきいは、相関値が設定された或いは所定のしきいよりも大きい場合に、シンボルのスタートを決定するために使用される。図２ａの理想的なケースにおいては、しきいはフラットゾーン値に近い値にセットされ、シンボルは、その値をクロスするときにセットされる。続いて、カウントがトレーリングエッジを決定するために開始される。また、トレーリングエッジは、カーブの値がしきいの下に落ちたときに、単に検出される。望ましくないことに、このような従来の方法及び技術は、現実のマルチパス環境において有効ではない。図２ｂから確認されるように、リーディングエッジは、相関値から容易に決定することはできない。マルチパスは値を拡散させ、雑音とし、さらに、リーディングエッジを不明瞭にする。このことは、結果的に、多数の偽の正の検出となる。さらに、信号の拡散は、トレーリングエッジを検出するためのカウントサンプルを助けるものではなく、値が少ししきいの下方に落ちた時に、雑音がトレーリングエッジの検出を禁止する。ここにおいて述べられる技術は、実世界のマルチパス環境におけるロバストシステム及びパイロット及びフレーム検出の方法を提供する。
【００２１】
図１に戻ると、リーディングエッジコンポーネント１２０は、相関カーブのリーディングエッジのポテンシャルを検出するために使用される。リーディングエッジコンポーネント１２０は、遅れ相関器コンポーネント１１０からの検出メトリック値（Ｓｎ）列を受信する。受信を行なうと、その値が固定されたあるいはプログラマブルなしきい（Ｔ）と比較される。特に、Ｓｎ＞＝Ｔであるか否かについての決定が行なわれる。Ｓｎ＞＝Ｔである場合には、次に、カウント或いはカウンタ（例えば、ランカウント）が増加させられる。また、Ｓｎ＜Ｔの場合には、カウンタはゼロに設定される。カウンタは、これにより、しきいより大きい連続する相関出力値の数を保存する。リーディングエッジコンポーネント１２０は、このカウンタを監視し、所定の或いはプログラムされたサンプル数が分析されたことを保証する。本実施の形態によれば、このことは、ランカウント＝６４の時に相当する。しかしながら、この値が特定の環境における特定のシステムで最適な検出を行なうように変形することができることは認識されるべきである。この技術は、リーディングエッジが、初期雑音或いは拡散の結果として、誤って検出されることを小さくする。何故ならば、サンプルは連続的にしきい上の時間長とどまるからである。一度条件が満たされると、リーディングエッジコンポーネントは、ポテンシャルリーディングエッジの検出を明らかにする。続いて、信号がそのようなことを示す確認コンポーネント１３０に供給される。
【００２２】
名前が示唆するように、確認コンポーネント１３０は、リーディングエッジが実際にリーディングエッジコンポーネント１２０によって検出されたかを確認する。リーディングエッジに続いて、長いフラット期間が予想される。その結果、もしフラット部が検出されると、次に、このことがパイロットシンボルのリーディングエッジがリーディングエッジコンポーネント１２０によって検出されたことの信頼を増加する。もし検出されない場合には、新しいリーディングエッジが検出されることが必要とされる。リーディングエッジコンポーネント１２０からの信号を受信すると、確認コンポーネント１３０は、追加検出メトリック値（Ｓｎ）の受信及び解析を開始する。
【００２３】
図３を参照すると、確認コンポーネント１３０の１つの例示的な実施のブロック図が理解の容易のために示されている。確認コンポーネント１３０は、プロセッサ３１０、しきい値３２０、インターバルカウント３３０、ヒットカウント３４０、ランカウント３５０及び周波数アキュームレータ３６０を含み、関連付けられている。さらに、プロセッサ３１０は、相関値Ｓｎの受信及び/又は検索をすることができるように動作可能であり、このことは、リーディングエッジコンポーネント１２０（図１）及びトレーリングエッジコンポーネント１４０（図１）との相互作用（例えば、受信及び送信信号）することと同様である。しきい値３２０は、同一のしきいであることが可能であり、リーディングエッジコンポーネント１２０（図１）において用いられている。さらに、しきい値が、ハードコード化値として、確認コンポーネント１３０の一部として示されていることに注意すべきであり、例えば、しきい値３２０は、外部のコンポーネントから受信或いは検索することも可能であり、そのような値のプログラミングを容易にする。要するに、インターバルカウント３３０は、周波数アキュームレータ３６０を介して周波数オフセットを決定するために、いつ周波数ロックドループを更新するかを決定する際に使用される。このことは、トレーリングエッジをを検出することと同じである。ヒットカウント３４０は、シンボルフラット損を検出するために使用され、ランカウント３５０はトレーリングエッジを認識するために使用される。
【００２４】
相関値の最初の処理の前に、プロセッサ３１０はカウンタ３３０、３４０、３５０それぞれの初期化を行なうことができ、このことは、周波数アキュームレータ３６０を例えば０にすることと同様である。プロセッサ３１０は、次に、相関出力Ｓｎ及びしきい３２０を受信或いは検索する。次に、インターバルカウント３３０は、新しいサンプルが検索されることを注意するために、増加させられる。新しい相関サンプルが検索される各時間毎に、インターバルカウント３３０が増加させられる。プロセッサ３１０は、次に、相関値をしきい３２０と比較する。Ｓｎがしきい以上の場合には、ヒットカウントが増加させられる。ランカウントについて、Ｓｎがしきい３２０よりも小さい場合には、ランカウントが増大させられ、さもなければ、ランカウントがゼロにセットされる。リーディングエッジと同様に、ランカウントはしきいより下方の連続するサンプル数を示す。カウント値は、他の中からリーディングエッジがが検出されたか否か、偽の正であったか否か、さもなければリーディングエッジが誤ったか否か（例えば、取得が遅かった）を決定するために分析される。
【００２５】
ある実施の形態においては、確認コンポーネント１３０は、リーディングエッジコンポーネント１２０が偽のリーディングエッジを検出したことをランカウント及びヒットカウントを調べるこにより決定することができる。値がしきい以上の場合に、確認コンポーネントは相関カーブのフラットゾーンを検出するべきであるので、仮に、ヒットカウントが十分に低く、ランカウントが設定された値或いはヒットカウントよりも大きく、ランカウントが実質的に等しい場合には、雑音がリーディングエッジの正しくない検出を引き起こしていることが決定される。特に、受信した相関値が期待したものと等しくないことに留意すべきである。ある実施の形態によれば、ランカウントが１２８以上であり、ヒットカウントが４００より小さい時に、偽のリーディングエッジである決定が検出される。
【００２６】
決定は確認コンポーネント１３０によって行なわれ、その決定は、ランカウント及びヒットカウントの値を再度比較することによって、リーディングエッジが誤ったもの、或いは適切なタイミングよりも遅すぎて検出されたものであることである。ある実施の形態においては、ランカウントが７６８以上であって、ヒットカウントが４００以上の場合に、このことが決定される。もちろん、ここにおいて提供される全ての特定の値については、特定のフレーム構造及び／又は環境に対して最適化され或いは調整される。
【００２７】
適切なリーディングエッジが検出されたか否かを決定するためにフラットゾーンを解析している間、確認コンポーネント１３０がカーブのトレーリングエッジの検出を開始することが認識される。トレーリングエッジが検出された場合には、確認コンポーネントは成功して終了する。トレーリングエッジを検出するために、インターバル及びランカウントが用いられる。上述のように、インターバルカウントは、受信され、関連付けられた入力サンプルの数を含む。フラットゾーンの長さは、特定のカウント以内であることが知られている。その結果、ポテンシャルリーディングエッジを検出し、適切なフラットゾーンサンプル数を受信した後、トレーリングエッジのいくつかの形跡がでて、次に、確認コンポーネントがトレーリングエッジの検出を明らかにする。トレーリングエッジの形跡は、ランカウントによって提供され、このランカウントは相関値がしきいより下方になった連続回数をカウントする。ある実施の形態においては、確認コンポーネント１３０はインターバルカウントが３４＊１２８（４３５２）以上であって、ランカウントがゼロよりも大きい場合に、トレーリングエッジの検出を明らかにする。
【００２８】
確認コンポーネントが、上述の３つの条件のうちのいずれか１つの検出も失敗した場合には、単に、相関値を受信し、カウンタを更新し続ける。条件のうちの１つが検出された場合には、プロセッサがカウンタについて１つ以上の追加チェックを与え、条件のうちの１つが実際に発生していることの信用を増加する。特に、プロセッサ３１０は、フラットゾーンにおける最小ヒット数を主張し、それは、リーディングエッジ検出の後に、観測されることが期待されているものである。例えば、プロセッサは、ヒットカウントが２０００のような設定値よりも大きいか否かをテストする。ここにおいて開示されるフレーム構造の１つの実施の形態によれば、フラットゾーンにおいて期待されるヒット数は、３４＊１２８であり、これは４０００以上である。しかしながら、雑音は実際の結果を和らげ、ゲート値が４０００よりもやや小さい値に設定される。仮に、追加条件がある場合には、確認コンポーネント１３０が信号をトレーリングエッジコンポーネントに選択的に供給し、確認コンポーネントがリーディングエッジコンポーネントに新しいリーディングエッジを配置することを知らせる。
【００２９】
確認コンポーネント１３０が、タイムインスタンスの保存及び周波数の更新のような追加機能を提供することもまた認識される。図１の対象フレーム検出システム１００は、フレーム及びシンボル領域のコース検出を提供する。したがって、より正確な同期を取得するために、いくつかのファインチューニングが遅い時間で実行されることが必要とされる。したがって、少なくとも１つの時間基準が、ファインタイミングシステム及び／又は方法によって、後の使用のために保存される。ある実施の形態によれば、ランカウントが毎回ゼロに等しくなる。タイムインスタンスは、相関曲線のフラットゾーンの最終時間、或いはトレーリングエッジの検出の直前の時間として保存される。さらに、適切な同期は適切な周波数で固定されることが必要である。その結果、プロセッサ３１０は、周波数アキュームレータ３６０を利用する周波数ロックドループを、入力が周期的な場合のように特定の時間で更新する。ある実施の形態によれば、周波数ロックドループは、例えば、インターバルカウンタによってトラックされたような１２８個の入力サンプル毎に更新される。
【００３０】
図１を参照すると、トレーリングエッジコンポーネント１４０は、確認コンポーネント１３０によって検出されない場合に、トレーリングエッジを検出するように構成されている。要するに、トレーリングエッジコンポーネント１４０は、他のリーディングエッジがリーディングエッジコンポーネント１２０によって検出されるので、トレーリングエッジ或いは単なるタイムアウトを検出することができるように動作可能である。
【００３１】
図４を参照すると、トレーリングエッジコンポーネント１４０の実施の形態が示されている。このトレーリングエッジコンポーネント１４０は、プロセッサ４１０、しきい４２０、インターバルカウント４３０及びランカウント４４０を含み、或いはこれらに関連付けられている。他の検出コンポーネントと同様に、トレーリングエッジコンポーネント１４０は、遅れ相関コンポーネントから複数の相関値を受信し、最初（第１番目）のＴＤＭパイロット信号に関連付けられた相関カーブトレーリングエッジの検出を容易にするために、適切なカウントを増加する。特に、プロセッサ４１０は、相関値をしきい４２０と比較し、インターバルカウント４３０及びランカウント４４０の一方或いは双方を配置する。しきい４２０は、トレーリングエッジコンポーネントの一部としてしか示されていないが、中央プログラムのロケーションのような外部のコンポーネントから受信され、あるいは検索されことも可能である。プロセッサ４１０が、第１の比較に先立ち、インターバルカウント４３０及びランカウント４４をゼロに初期化することは当然に認識することができる。インターバルカウント４３０は、受信した相関出力数を格納する。したがって、各受信し或いは検索された相関値について、プロセッサ４１０はインターバルカウント４３０を増加する。ランカウントは、相関値或いは出力がしきい４２０より小さい時の連続数を格納する。相関値がしきいよりも小さい時には、次に、プロセッサ４１０はランカウント４４０を増加し、さもなければ、ランカウント４４０をゼロに設定する。トレーリングエッジコンポーネント１４０は、プロセッサ４１０を介して、例えば、インターバルカウント値或いはランカウント値がインターバルカウント４３０及び／又はランカウント４４０を利用することを満たしているか否かをテストすることができる。例えば、ランカウント４４０が特定の値に達成した場合には、トレーリングエッジコンポーネントはトレーリングエッジの検出を宣言する。特定の値に達しない場合には、トレーリングエッジコンポーネント１４０は、相関値の受信及びカウントの更新を続ける。しかしながら、インターバルカウント４３０が十分に大きくなった場合には、このことはトレーリングエッジが検出されず、新しいリーディングエッジが配置されることが必要であることを示している。ある実施の形態においては、この値は、８＊１２８（１０２４）である。一方、ランカウント４４０がある値をヒットし或いはある値に到達すると、このことは、トレーリングエッジが検出されたことを示している。ある実施の形態においては、この値は３２である。
【００３２】
さらに、トレーリングエッジコンポーネント１４０はファインタイミングの取得において使用されるタイムインスタンスをも保存する。実施の形態によれば、トレーリングエッジコンポーネント１４０はランカウントがゼロと等しくなるときはいつでもタイムインスタンスを保存し、これにより、トレーリングエッジ検出直前のタイムインスタンスを提供する。ある実施の形態及び以下に述べるフレーム構造によれば、保存されたタイムインスタンスが、次のＯＦＤＭシンボル（ＴＤＭパイロットー２）における第２５６のサンプルに対応する。ファインフレーム検出システムは、次に、後の章において述べるように、その値を改良する。
【００３３】
図５は、ある実施の形態におけるさらに詳細な遅れ相関コンポーネント１１０を示している。この遅れ相関コンポーネント１１０は、フレーム検出のためのパイロット−１  ＯＦＤＭシンボルの周期的な特性を利用する。ある実施の形態において、相関器１１０はフレーム検出を容易にするために以下の検出メトリックを使用する。
【数１】
2010220238.tif 000003
【００３４】
ここで、Ｓｎは、サンプル周期ｎの検出メトリック、”＊”は複素共役及び|ｘ|２はｘの２乗の大きさである。
【００３５】
式（１）は、２つの連続するパイロット−１シーケンス或いはｃｉ＝ｒｉ−Ｌ１・ｒｉ＊における２つの入力サンプルｒｉ及びｒｉ−Ｌ１の間の遅れ相関を計算する。この遅れ相関は、チャネル利得推定を要求することなく通信チャネルの効果を取り除き、さらに、通信チャネルを介して受信されたエネルギーをコヒーレントに組み合わせる。式（１）は、次に、パイロット−１の全てのＬ１サンプルの相関結果を累算し、累算された相関結果Ｃｎを得る。この累算された相関結果Ｃｎは、複素数値である。式（１）は、次に、二乗された大きさのＣｎとしてのサンプル周期ｎのための決定メトリック或いは相関出力Ｓｎを引き渡す。遅れ相関に使用される２つのシーケンス間で一致があれば、決定メトリックＳｎは長さＬ１の１つの受信したパイロット−１シーケンスのエネルギーを示す。
【００３６】
遅れ相関器１１０内において、（長さＬ１の）シフトレジスタ５１２は、入力サンプル｛ｒｎ｝を受信、記憶及びシフトし、Ｌ１サンプル周期だけ遅らされた入力サンプル｛ｒｎーＬ１｝を供給する。サンプルバッファもまたシフトレジスタ５１２の代わりに使用することができる。ユニット５１６は入力サンプルを受信し、複素共役サンプル｛ｒｎ＊｝を提供する。各サンプル周期ｎについて、乗算器５１４は、シフトレジスタ５１２からの遅れ入力サンプルｒｎーＬ１とユニット５１６からの複素共役サンプルｒｎ＊を乗じて、相関結果ｃｎを（長さＬ１の）シフトレジスタ５２２及び加算器５２４に供給する。低い場合のｃｎは１つの入力サンプルに対する相関結果を示し、上位の場合のＣｎはＬ１入力サンプルの累算相関結果を示している。シフトレジスタ５２２は、乗算器５１４からの相関結果｛ｃｎ｝を受信し、記憶し及び遅れさせ、相関結果｛ｃｎーＬ１｝を提供する。この相関結果｛ｃｎーＬ１｝は、Ｌ１サンプル周期だけ遅らされたものである。各サンプル周期ｎについて、加算器５２４は、レジスタ４２６の出力ｃｎ−１を受信し、この出力ｃｎ−１と乗算器４１４からの結果ｃｎを加算し、シフトレジスタ５２２からの遅れ結果ｃｎーＬ１をさらに減算し、その出力Ｃｎをレジスタ５２６に供給する。加算器５２４及びレジスタ５２６はアキュームレータを形成する。このアキュームレータは、式（１）における加算処理を行なうものである。シフトレジスタ５２２及び加算器５２４は、Ｌ１の移動或いはスライディング加算を実行するように構成され、このＬ１は相関結果ｃｎからｃｎーＬ１＋１までの最も最近のものである。このことは、乗算器５１４からの最も最近の相関結果ｃｎを加算し、シフトレジスタ５２２によって供給され、Ｌ１サンプル周期より前からの相関結果ｃｎーＬ１を減算することにより実現される。ユニット５３２は、加算器５２４からの累算出力Ｃｎの二乗絶対値を計算し、検出メトリックＳｎを供給する。
【００３７】
図６は、ファインフレーム検出システム６００を示している。システム６００はファインタイミングコンポーネント６１０及びデータデコーダコンポーネント６２０を有している。ファインタイミングコンポーネント６１０は、コアースフレーム検出システム１００（図１）によって保存されたタイムインスタンスを受信する。上述のように、タイムインスタンスは、ＴＤＭパイロットー２であって、次のＯＦＤＭシンボルの２５６番目のサンプル相当する。このことは、マルチパスについて、まだやや任意の最適化である。ファインタイミングコンポーネント６１０は、次にＴＤＭパイロットー２シンボルを利用して、このコアースタイミング推定（Ｔｃ）を改良する。この分野において知られているものを含むファインタイミングを実現する多くのメカニズムがある。ある実施の形態によれば、周波数ロックドループ或いは自動周波数制御ループが取得からトラッキングモードへ切り替えられることができ、エラー及び異なるトラッキングループ帯域を計算する異なるアルゴリズムを利用する。データデコーダコンポーネント６２０は、１つ以上のＯＦＤＭシンボルのデコードを試みる。これは、同期が成し遂げられていることのさらなる信頼を提供する特別のステップである。もし、データがデコードされない場合には、新たなリーディングエッジが、再度、リーディングエッジコンポーネント１２３（図１）によって検出される。ファインタイミングに関する詳細をさらに、以下説明する。
【００３８】
上述の例示的なシステムの観点において、実現される方法が、図７乃至図１２のフローチャートを参照して良く認識される。説明の簡単化のため、この方法は直列のブロックとして示され、述べられるが、ブロックの順番はこれに限定されるものではないことが理解され、認識される。いくつかのブロックがここにおおいて描かれ、かつ述べられているものものと異なる順序となり、及び／又は、他のブロックと同時となることも可能である。さらに、開示された方法を実現するのに、図示されたブロックの全ては必要とはされない。
【００３９】
さらに、後に開示され、この明細書全体を通した方法は、製品に格納可能であることがさらに認識され、このような方法をコンピュータ装置に転送し、伝送することを実現する。製品という用語の使用は、いずれのコンピュータ読み取り可能なデバイス、キャリア或いはメディアからアクセス可能なコンピュータプログラムを包含することを意図している。
【００４０】
図７に戻ると、初期ＯＦＤＭフレーム検出のロバスト方法が示されている。この方法は、本質的に３つのステージを含んでいる。第１のステージの７１０では、パイロットシンボルリーディングエッジが検出されることを観察する試みが行なわれる。リーディングエッジは、複数の検出メトリクス或いは遅れ相関器によって作り出された相関出力値を解析することにより検出される。特に、検出メトリクス（Ｓｎ）或いはいくつかのそれらの機能（例えば、Ｓｎ２．．．）はしきい値と比較される。リーディングエッジのポテンシャル検出は、メトリックがしきい以上である数に基づいて予測される。７２０では、検出されたリーディングエッジが、さらなる相関値を観察し、それらをしきいと比較することにより確認される。ここで、相関器出力は、再度、しきいと比較され、相関器出力がしきいに到達した回数に関して観測が行なわれる。プロセスは、所定期間（フラットゾーンに対応する）以上或いは一致したトレーリングエッジの検出の際に、このステージにとどまることができる。さらに、周波数オフセットがここで得られ、周期的に周波数アキュムレータが更新されることに留意すべきである。確認条件が合致せず、リーディングエッジの誤り検出もない場合には、手続きが初期化され、再度、７０１から開始される。７３０では、以前に観測されなかった場合に、トレーリングエッジの観測が試みられる。相関器出力が、連続サンプル数、例えば、３２回、しきいより小さい場合には、ＴＤＭパイロット検出が宣言され、初期周波数取得が完全であると仮定される。この条件に合致しない場合、次に、プロセスが初期化され、７１０から再度スタートする。所期ＯＦＤＭシンボル時間推定はトレーリングエッジを基にしている。相関器出力がトレーリングエッジの観測中に、最初にしきいよりも小さくなった時に、タイムインスタンスは次のＯＦＤＭシンボル、ここではＴＤＭパイロット−２、へのインデックス（例えば２５６次のサンプル）としての見通しとなる。
【００４１】
図８は、リーディングエッジ検出方法８００を説明するためのフローチャートである。８１０では、送信された入力シンボルが受信される。８２０では、遅れ相関が受信入力及びその遅れバージョンに基づいて実行される。相関出力は、次に、決定ブロック８３０に供給される。８３０では、相関出力は、固定或いはプログラマブルなしきい値と比較される。相関値がしきい以上の場合、ランカウント或いはカウンタが、８４０で増加させられる。相関値がしきい値よりも小さい場合、ランカウントが、８５０で０に設定される。次に、８６０で、ランカウントがマルチパス環境において、リーディングエッジの検出のために最適化された所定の値と比較される。ある実施の形態においては、値は６４の入力サンプルである。ランカウントが所定値と等しい場合、プロセスが終了する。ランカウントが所定値と等しくない場合、８１０でさらなる入力値が受信され、処理が繰り返される。
【００４２】
図９は、リーディングエッジ確認方法９００のフローチャート図である。方法９００は、コアース或いは初期フレーム検出方法における第２のステージを示しており、このリーディングエッジ検出がさらに予期された結果、すなわち、フラットゾーン及び／又はトレーリングエッジの検出を介して確認される。９１０では、無数の入力サンプルのうちの１つが受信される。遅れ相関が入力サンプル及びその遅れヴァージョン上で９２０で実行され、相関出力を作り出す。複数の相関出力は、次に、その次の決定を行なうためにプログラマブルなしきいに関して解析される。９３０では、偽リーディングエッジが検出されたか否かについて決定が行なわれる。偽リーディングエッジの検出は、他の事象の中のチャネル雑音から生ずる。この決定は、十分な相関出力値がしきいよりも大きくない場合に行なわれる。９４０では、リーディングエッジの検出が遅すぎたか否かについての決定が行なわれる。言い換えれば、パイロットのフラットゾーン領域に十分に入るまでリーディングエッジが検出されなかったということである。９５０では、トレーリングエッジが観察されているか否かの決定が行なわれる。このように受信した相関出力に基づいて真であるこれら条件がない場合には、プロセスは９６０を継続し、十分に長いフラットゾーンの観測が行なわれ、十分に長いフラットゾーンが検出されたことの信用が提供されたか否かについてさらなる決定が行なわれる。仮に、そうである場合には、手続きは終了する。そうではない場合には、プロセスは方法８００（図８）のような他の方法に進み、新しいリーディングエッジを検出する。ある実施の形態においては、新しいパイロットシンボルが、以前のパイロットシンボルの後に１秒送られる。
【００４３】
図１０は、特定の実施の形態に従ったフラットゾーンの検出及びリーディングエッジの検出の確認のより詳細な方法を示している。特に、プロセス３カウント或いはカウンタが使用される。インターバルカウント、ヒットカウント及びランカウントである。１０１０では、カウンタは全てゼロに初期化される。１０１２では、入力サンプルが受信される。１０１４では、インターバルカウントが増加され、入力サンプルの受信を示す。ブロック図には具体的には示していないけれども、周波数ループは、インターバルカウントによってトラックされたような１２８サンプルごとに更新されることもまた認識される。１０１６では、入力サンプル及びその時間遅れヴァージョンを利用して、遅れ相関が実行され、相関出力（Ｓｎ）が生成される。次に、１０１８では、Ｓｎがしきい（Ｔ）以上であるか否かについて決定が行なわれる。Ｓｎ＝Ｔの場合には、次に、ヒットカウントが１０２０で増加され、プロセスは１０２８に進む。もしそうでない場合には、次に、Ｓｎ＜Ｔであるか否かについて１０２２で決定が行なわれる。もしそうである場合には、次に、ランカウントが１０２４で増加される。そうでない場合には、ランカウントがゼロに初期化され、時間が保存される。この保存された時間は、その結果、トレーリングエッジの観測に先立ち、タイムインスタンスを提供する。決定ブロック１０２２は、ここでは厳密には必要ではないが、このような方法のプロセスの順番が示されているように固定されている必要がないことをさらに強調するのと同様に、明確化のために設けられている。方法は、１０２８に続く。この１０２８では、ヒットカウント及びランカウントが偽リーディングエッジが検出されたか否かを決定するために詳細に調べられる。ある実施の形態においては、これは１２８以上になったランカウント及び４００より小さくなったヒットカウントに一致する。偽の正が検出された場合には、プロセスは１０３６に進む。１０３６では、新しいリーディングエッジが配置される。偽の正が検出することができない場合には、次に、プロセスは、決定ブロック１０３０に続く。１０３０では、ランカウント及びヒットカウントが、リーディングエッジが遅く検出されたか否かを決定するために解析される。特定のある実施の形態によれば、このことはランカウントが７６８以上であって、ヒットカウントが４００以上である場合に対応する。このケースの場合、プロセスは１０３４に進む。リーディングエッジの検出が遅くない場合、プロセスは１０３２に進む。１０３２では、インターバルカウント及びランカウントがトレーリングエッジが観測されているか否かを決定するために解析される。ある実施の形態においては、このことはインターバルカウントが４５３２（３４＊１２８）であり、ランカウントが０よりも大きい場合である。言い換えれば、フラットゾーンの全長が検出されており、しきいよりも低いディップが丁度観測されている。そうでない場合、次に、３つの全ての条件が失敗し、プロセスは１０１２に進む。１０１２では、より多くの入力サンプルが受信される。もしそうである場合には、方法がフラットゾーンが検出されたことの確認の決定を可能にするために、しきい上で十分な値が観測されたかか否かについて１０３４で決定が行なわれる。より具体的には、ヒットカウントはあるプログラム値よりも大きい。ある実施の形態においては、その値は２０００である。しかしながら、これはある程度の裁量である。理想的には、プロセスはしきい上の３４＊１２８（４３５２）サンプルであるべきであり、雑音はカウントを調節する。したがって、プログラマブル値は、フラットゾーンが検出されている信用の特定のレベルを提供する最適なレベルに設定される。もしヒットカウントが提供された値よりも大きい場合には、プロセスは終了する。そうでない場合には、プロセスは１０３６に進み、この１０３６では新しいエッジが検出されることが必要とされる。
【００４４】
図１１は、トレーリングエッジ検出方法１１００のある実施の形態を示す図である。トレーリングエッジ検出方法は、事前にパイロットシンボルに関連付けられた相関曲線のトレーリングエッジが検出されない場合に、当該トレーリングエッジを検出するように設けられる。１１１０では、インターバル及びランカウンタを含むカウンタはゼロに初期化される。１１１２では、入力サンプルが受信される。インターバルカウンタは、１１１４で、受信したサンプルに対応して増加される。１１１６で相関出力Ｓｎを生成するために、各入力サンプルは遅れ相関器によって利用される。相関出力Ｓｎがプログラマブルしきい（Ｔ）よりも小さいことに関して１１１８で決定が行なわれる。Ｓｎ＜Ｔの場合には、次に、ランカウントが増加され、プロセスは１１２６に移る。相関出力がしきいよりも小さくない場合には、次に、ランカウンタが１１１２でゼロに設定され、タイムインスタンスが１１２４で保存される。１１２６では、十分な相関出力の成功した認識を確信的に宣言するために、十分な相関出力が連続的に観測されているか否かについての決定が行なわれる。ある実施の形態においては、このことは３２以上のランタイムに対応する。もし、ランタイムが十分に大きい場合、プロセスは成功して終了する。ランタイムが十分に大きくない場合、プロセスは決定ブロック１１２８に進む。１１２８では、インターバルカウンタは、検出方法１１００がタイムアウトであるか否かに決定するために設けられる。ある実施の形態においては、インターバルカウントが８＊１２８（１０２４）である場合に、トレーリングエッジ検出方法１１００がタイムアウトする。１１２８で方法がタイムアウトしない場合には、次に、さらなるサンプルが受信され、１１１２で再度分析が開始される。１１２８で方法がタイムアウトする場合には、方法１１００がトレーリングエッジの観測に失敗したと同様に、次に、新しいパイロットリーディングエッジが検出されることが必要とされる。
【００４５】
図１２は、フレーム同期方法１２００を示す。１２１０では、プロセスがまず、安定のために自動利得制御を待つ。自動利得制御は、信号が適切に処理されるように入力信号を一致した信号強度或いはレベルに調整する。１２２０では、周波数ロックドループアキュームレータが初期化される。１２１４では、ポテンシャルリーディングエッジが検出される。１２１６では、リーディングエッジが、フラットゾーン及び／又はトレーリングエッジの検出によって確認される。１２１８で無効なリーディングエッジが検出されていないと決定された場合には、次に、手続きが１２１０を通して開始する。この点で、周波数ロックドループが周波数アキュームレータを介して定期的に更新される場合に、例えば、初期周波数オフセットを取得することも認識される。１２２０では、以前に観測されていない場合には、トレーリングエッジが検出される。ここで、トレーリングエッジの初期ディップに先立って、ファインチューニングで後に使用するために時間が保存される。１２２２でトレーリングエッジが検出されず、事前に検出されない場合には、次に、プロセスは１２１０に移り、この方法が再度始まる。トレーリングエッジが検出された場合には、次に、初期コアース検出が完了している。１２２４で手続きが継続する。この１２２４では、周波数ロックドループがトラッキングモードに切り替えられる。ファインタイミングが第２のＴＤＭパイロットシンボル及び以前のコアース推定を利用して取得される。特に、保存されたタイムインスタンス（Ｔｃ）は、第２のパイロットシンボル内における特定のサンプルオフセットと一致する。ある実施の形態においては、この保存されたタイムサンプルは、第２のパイロットシンボルにおける２５６番目のサンプルと一致する。特定のアルゴリズムがそれらに使用され、後のセクションにおいて述べられるタイミング推定を向上させる。ファインタイミングの取得が終了すると、１つ以上のデータシンボルが検索され、１２２８でこのようなシンボルの符号化を試みる。１２３０で、この符号化が成功した場合には、プロセスは終了する。しかしながら、プロセスが成功しなかった場合には、方法は１２１２からスタートする。
【００４６】
以下は、上述の特定の進歩性の観点のためのコンテキストを提供するための複数の適切な動作環境のうちの１つについての議論である。さらに、明確化及び理解のため、時分割多重パイロット、ＴＤＭ−パイロット−１及びＴＤＭパイロット−２の１つの実施の形態の詳細な説明が行なわれる。
【００４７】
下記に述べられ及び全体を通した同期技術は、種々の多重キャリアシステムに使用され、また、アップリンクと同様にダウンリンクについて使用される。ダウンリンク（或いは、フォワードリンク）はアクセスポイントからアクセス端末への通信リンクに関連し、アップリンク（或いはリバースリンク）はアクセス端末からアクセスポイントへの通信リンクに関連する。明確化のために、これら技術がＯＦＤＭシステムにおけるダウンリンクについて下記に述べられる。
【００４８】
図１３は、ＯＦＤＭシステム１３００におけるアクセスポイント（ＡＰ）１３１０及びアクセス端末（ＡＴ）１３５０のブロック図を示す。アクセスポイント１３１０は、一般的に固定局であり、ベーストランシーバシステム（ＢＴＳ）、基地局、或いは他の用語でも呼ばれる。アクセス端末１３５０は固定され、或いは移動可能であり、ユーザ端末、移動局或いは他の用語で呼ばれる。アクセス端末１３５０はセルラー電話、ハンドヘルドデバイス、無線モジュール、パーソナル・ディジタル・アシスタント（ＰＤＡ）などのようなポータブルユニットである。
【００４９】
アクセスポイント１３１０では、ＴＸデータ及びパイロットプロセッサ１３２０が異なる種類のデータ（例えば、トラフィック／パケット  データ及びオーバヘッド／制御データ）を受信し、この受信したデータを処理（例えば、符号化、インターリーブ及びシンボルマップ）し、データシンボルを生成する。ここで、”データシンボル”はデータについての変調シンボルであり、”パイロットシンボル”はパイロットについての変調シンボルであり、変調シンボルは変調スキーム（例えば、Ｍ−ＰＳＫ、Ｍ−ＱＡＭなど）のための信号コンステレーション(constellation)におけるポイントについての複合値である。プロセッサ１３２０はパイロットデータを処理し、パイロットシンボルを生成し、データ及びパイロットシンボルをＯＦＤＭ変調器１３３０に供給する。
【００５０】
ＯＦＤＭ変調器１３３０は、上述のように、データ及びパイロットシンボルを適切なサブバンド及びシンボル周期に多重化し、さらに、ＯＦＤＭ変調を多重化されたシンボルについて行ない、ＯＦＤＭシンボルを生成する。送信機ユニット（ＴＭＴＲ）１３３２は、ＯＦＤＭシンボルを１つ以上のアナログ信号に変換し、さらに、このアナログ信号を調整（例えば、増幅、フィルタ及び周波数アップコンバート）し、変調された信号を生成する。アクセスポイント１３１０は、次に、この変調された信号をアンテナ１３３４からシステムのアクセス端末に送信する。
【００５１】
アクセス端末１３５０では、アクセスポイント１３１０から伝送された信号がアンテナ１３５２によって受信され、受信機ユニット１３５４（ＲＣＶＲ）１３５４に供給される。受信機ユニット１３５４は受信した信号を調整（例えば、増幅、フィルタ及び周波数ダウンコンバート）し、この調整された信号をデジタル化し、入力サンプルのストリームを取得する。ＯＦＤＭ復調器１３６０は、この入力サンプルについて復調を行ない、受信したデータ及びパイロットシンボルを取得する。ＯＦＤＭ変調器１３６０は、この受信したデータシンボルについてチャネル推定（例えば、周波数応答推定）を使用して検出（例えば、マッチドフィルタリング）を行ない、検出されたデータシンボルを取得する。これらは、アクセスポイント１３１０によって送られたデータシンボルの推定である。ＯＦＤＭ復調器１３６０は、検出されたデータシンボルを受信（ＲＸ）データプロセッサ１３７０に供給する。
【００５２】
同期／チャネル推定ユニット１３８０は、受信機ユニット１３５４からの入力サンプルを受信し、上述の、又は以下に述べるフレーム及びシンボルタイミングを決定するための同期を実行する。ユニット１３８０は、ＯＦＤＭ復調器１３６０から受信したパイロットシンボルを使用するチャネル推定を得る。ユニット１３８０は、シンボルタイミング及びチャネル推定をＯＦＤＭ復調器１３６０に供給し、フレームタイミングをＲＸＸデータプロセッサ１３７０及び／又はコントローラ１３９０に供給する。ＯＦＤＭ復調器１３６０はこのシンボルタイミングを使用し、ＯＦＤＭ変調を実行し、チャネル推定を使用して受信したデータシンボルについての検出を行なう。
【００５３】
ＲＸデータプロセッサ１３７０はＯＦＤＭ復調器１３６０からの検出されたデータシンボルを処理（例えば、シンボルダンプ、デインターリーブ及び復号）し、検出されたデータを供給する。ＲＸデータプロセッサ１３７０及び／又はコントローラ１３９０は、フレームタイミングを使用することができ、アクセスポイント１３１０によって送られた異なる種類のデータをリカバーする。一般的に、ＯＦＤＭ復調器１３３０及びＲＸデータプロセッサ１３７０による処理は、ＯＦＤＭ変調器１３３０、ＴＸデータ及びパイロットプロセッサ１３２０によるアクセスポイント１３１０での処理とそれぞれ相補完的なものである。
【００５４】
コントローラ１３４０、１３９０は、アクセスポイント１１０及びアクセス端末１３５０でそれぞれ直接操作を行なう。メモリユニット１３４２、１３９２は、それぞれコントローラ１３４０、１３９０それぞれで使用されるプログラムコード、データのための記憶装置を提供する。
【００５５】
アクセスポイント１３１０は、ポイント−ポイント伝送を１つのアクセス端末へ、マルチキャスト送信をアクセス端末グループへ、同報通信伝送をそのカバーエリア内の全てのアクセス端末へ送ることができ、また、これらのいくつかの組み合わせを送ることができる。例えば、アクセスポイント１３１０は、パイロット及びオーバヘッド／制御データをそのカバーエリア内の全てのアクセス端末へ同報通信することが可能である。アクセスポイント１３１０は、さらに、ユーザ特定データを特定のアクセス端末へ、マルチキャストデータをアクセス端末のグループへ、及び／又は同報通信データを全てのアクセス端末へ伝送可能である。
【００５６】
図１４はＯＦＤＭシステム１３００で使用されるスーパフレーム構造１４００を示す図である。データ及びパイロットは、スーパフレームにおいて伝送され、各スーパフレームは所定の時間遅れ（例えば、１秒）を有している。スーパフレームは、フレーム、タイムスロット或いは他の用語としても参照される。図１４において示した実施の形態については、各スーパフレームは、最初（第１番目）のＴＤＭパイロット（すなわち、”ＴＤＭパイロット−１”）についてのフィールド１４１２、２番目（第２）のＴＤＭパイロット（すなわち、”ＴＤＭパイロット−２”）についてのフィールド１４１４、オーバヘッド／制御データについてにフィールド１４１６及びトラフィック／パケットデータについてのフィールド１４１８を有している。
【００５７】
１４１２から１４１８までの４つのフィールドは、１つのフィールドだけがある与えられた瞬間に伝送されるので、各スーパフレーム毎に時分割多重される。４つのフィールドは、また、図１４に示した順序で配置され、同期及びデータリカバリを実現する。各スーパフレームにおいて最初に伝送されるフィールド１４１２、１４１４におけるパイロットＯＦＤＭシンボルがフィールド１４１６におけるオーバヘッドＯＦＤＭシンボルの検出に使用される。このＯＦＤＭシンボルは次のスーパフレームにおいて伝送される。フィールド１４１６から得られるオーバヘッド情報は次に、フィールド１４１８において送られるトラフィック／パケットデータのリカバリに使用される。このトラフィック／パケットデータは、最後のスーパフレームにおいて伝送される。
【００５８】
ある実施の形態においては、フィールド１４１２は１つのＴＤＭパイロット−１についてのＯＦＤＭシンボルを伝送し、フィールド１４１４はまた１つのＴＤＭパイロット−２についてのＯＦＤＭシンボルを伝送する。一般的に、どんな持続時間を有する各フィールドは、どんな順番でも配置することができる。ＴＤＭパイロット−１及びＴＤＭパイロット−２は、各フレーム毎に周期的に同報通信され、アクセス端末によって同期が実現される。オーバヘッドフィールド１４１６及び／又はデータフィールド１４１８もまたパイロットシンボルを含み、このパイロットシンボルは以下に述べるデータシンボルによって周波数分割多重化されている。
【００５９】
ＯＦＤＭシステムは、ＢＷ  ＭＨｚ全体のシステム帯域を有し、このシステム帯域はＯＦＤＭを使用するＮ直交サブバンドに分割される。隣接するサブバンド間の間隔はＢＷ／Ｎ  ＭＨｚである。Ｎ個の総サブバンドのうち、Ｍ個のサブバンドはパイロット及びデータ伝送に使用される。ここで、Ｍ＜Ｎであり、残りのＮ−Ｍ個のサブバンドは使用されず、ガードサブバンドとして扱われる。ある実施の形態においては、ＯＦＤＭシステムはＮ＝４０９６個の総サブバンド、Ｍ＝４０００個の使用可能サブバンド及びＮ−Ｍ＝９６個のガードサブバンドを有するＯＦＤＭ構造を使用する。一般的に、いくつかの数の総サブバンド、使用可能サブバンド及びガードサブバンドがＯＦＤＭシステムに使用可能である。
【００６０】
上述のように、ＴＤＭパイロット１、２は、システムにおけるアクセス端末によって同期を実現するように設計される。アクセス端末はＴＤＭパイロット−１を使用可能であり、各フレームのスタートの検出、シンボルタイミングのコアース推定及び推定周波数エラーの取得を行なう。アクセス端末は、順次、ＴＤＭパイロット−２を使用し、より正確なシンボルタイミングを取得する。
【００６１】
図１５ａは、周波数領域におけるＴＤＭパイロット−１の実施の形態を示す図である。本実施の形態について、ＴＤＭパイロット−１はＬ１パイロットシンボルを有する。このパイロットシンボルはＬ１サブバンド上で伝送されたものである。１つのパイロットシンボルは、ＴＤＭパイロット−１に使用されるサブバンド毎のものである。Ｌ１サブバンドは、一様にＮ個の総サブバンドを通して分散され、Ｓ１サブバンドで均一な空間が空けられる。ここで、Ｓ１＝Ｎ／Ｌ１である。例えば、Ｎ＝４０９６、Ｌ１＝１２８及びＳ１＝３２である。しかしながら、他の値をＮ、Ｌ１及びＳ１について使用してもよい。ＴＤＭパイロット−１についてのこの構造は、（１）過酷なマルチパスチャネルを含む種々のチャネルにおけるフレーム検出について良い性能を提供する  （２）過酷なマルチパスチャネルにおいて十分に正確な周波数エラー推定及びコアースシンボルタイミングを提供する  （３）以下に述べるようにアクセス端末で処理を単純化する。
【００６２】
図１５ｂは、周波数領域におけるＴＤＭパイロット−２の実施の形態を示す図である。本実施の形態について、ＴＤＭパイロット−２はＬ２パイロットシンボルを有する。このパイロットシンボルはＬ２サブバンド上で伝送されたものである。ここで、Ｌ２＞Ｌ１である。Ｌ２サブバンドは、Ｎ個の総サブバンドを通して均一に分散され、Ｓ２サブバンドで均一な空間が空けられる。ここで、Ｓ２＝Ｎ／Ｌ２である。例えば、Ｎ＝４０９６、Ｌ２＝２０４８及びＳ２＝２である。他の値をＮ、Ｌ２及びＳ２について使用してもよい。ＴＤＭパイロット−２についてのこの構造は、過酷なマルチパスチャネルを含む種々のチャネルにおける正確なシンボルタイミングを提供することができる。アクセス端末は、（１）ＴＤＭパイロット−２を効率的な方法で処理し、次のＯＦＤＭシンボルの到来に先立って、シンボルタイミングを取得する。このことはＴＤＭパイロット−２のすぐ後に起こることが可能である。（２）  このシンボルタイミングを次のＯＦＤＭシンボルに下記に述べるように適用する。
【００６３】
大きな周波数エラーがＴＤＭパイロット−１について修正することができるように、小さな値がＬ１について使用される。パイロット−２シーケンスがより長くなるようにより大きな値がＬ２について使用され、このことはアクセス端末にパイロット−２シーケンスからより長いチャネルインパルス応答推定を取得する。Ｓ１理想パイロット−１シーケンスがＴＤＭパイロット−１について生成されるように、ＴＤＭパイロット−１のためのＬ１サブバンドが選択される。同様に、Ｓ２理想パイロット−２シーケンスがＴＤＭパイロット−２について生成されるように、ＴＤＭパイロット−２のためのＬ２サブバンドが選択される。
【００６４】
図１６は、アクセスポイント１３１０におけるＴＸデータ及びパイロットプロセッサ１３２０の実施の形態のブロック図である。プロセッサ１３２０内において、ＴＸデータプロセッサ１６１０がトラフィック／パケットデータを受信、符号化、インターリーブ及びシンボルマップを行ない、データシンボルを生成する。
【００６５】
実施の形態においては、擬似ランダム番号（ＰＮ）生成器１６２０が両ＴＤＭパイロット１、２のためのデータを生成するために使用される。ＰＮ生成器１６２０は、例えば、１５タップリニアフィードバックシフトレジスタ（ＬＦＳＥ）とともに実行可能である。この１５タップリニアフィードバックシフトレジスタは、生成器多項式ｇ（ｘ）＝ｘ１５＋ｘ１４＋１を実行する。この場合において、ＰＮ生成器１６２０は、（１）  直列に接続された１５遅れ要素１６２２ａから１６２２ｏ  （２）  遅れ要素１６２２ｎ及び１６２２ｏとの間に接続された加算器１６２４を含む。遅れ要素１６２２ｏはパイロットデータを提供し、このパイロットデータはまた遅れ要素１６２２ａの入力及び加算器１６２４の１つの入力にフィードバックされる。ＰＮ生成器１６２０はＴＤＭパイロット１、２についての異なる初期状態に対して初期化され、例えば、ＴＤＭパイロット−１については”０１１０１０１０１００１１１０”、ＴＤＭパイロット−２については”０１０１１０１０００１１１００”へ初期化される。一般的に、どんなデータもＴＤＭパイロット１、２について使用することができる。パイロットデータは、ピーク振幅とパイロットＯＦＤＭシンボルの平均振幅との間の差異を減少するように選択される（すなわち、ＴＤＭパイロットについて、時間域波形におけるピーク−平均変化を最小化すること）。ＴＤＭパイロット−２についてのパイロットデータは、データをスクランブルするために使用される同一のＰＮ生成器とともに生成される。アクセス端末は、ＴＤＭパイロット２について使用されるデータの認識を有し、ＴＤＭパイロット−１についての使用されるデータを知る必要はない。
【００６６】
ビット−シンボルマッピングユニット１６３０は、パイロットデータをＰＮ生成器１６２０から受信し、パイロットデータのビットを変調技術に基づいて、パイロットシンボルにマップする。同一或いは異なる変調技術がＴＤＭパイロット１、２に対して使用される。ある実施の形態においては、ＱＰＳＫがＴＤＭパイロット１、２の双方に対して使用される。この場合において、マッピングユニット１６３０は、パイロットデータを２ビットバイナリ値にグループし、さらに、各２ビット値を特定のパイロット変調シンボルにマップする。各パイロットシンボルは、ＱＰＳＫについての信号コンステレーションにおいて複素値である。ＱＰＳＫがＴＤＭパイロットに使用される場合、次に、マッピングユニット１６３０は、ＴＤＭパイロット１の２Ｌ１パイロットデータビットをＬ１パイロットシンボルにマップし、さらにＴＤＭパイロット２の２Ｌ２パイロットデータビットをＬ２パイロットシンボルにマップする。マルチプレクサ（Ｍｕｘ）４４０は、Ｔｘデータプロセッサ１６１０からのデータシンボル、マッピングユニット１６３０からのパイロットシンボル及びコントローラ１３４０からのＴＤＭ＿Ｃｔｒｌ信号を受信する。マルチプレクサ１６４０は、図１４に示すようなＴＤＭパイロット１、２フィールドのパイロットシンボル、オーバヘッドのためのデータシンボル及び各フレームのデータフィールドをＯＦＤＭ変調器１３３０に供給する。
【００６７】
図１７は、アクセスポイント１３１０でのＯＦＤＭモジュレータ１３３０の実施の形態のブロック図である。シンボル−サブバンドマッピングユニット１７１０は、ＴＸデータ及びパイロットプロセッサ１３２０からのデータ及びパイロットシンボルを受信し、３つのシンボルをコントローラ１３４０からのSubband_Mux_Ctrl信号に基づいて適切なサブバンドにマップする。各ＯＦＤＭシンボル期間において、マッピングユニット１７１０は、データ或いはパイロット伝送で使用される各サブバンド上の１つのデータ或いはパイロットシンボル及び各使用されないサブバンドについての”ｚｅｒｏ  ｓｙｍｂｏｌ”（ゼロの信号値）を供給する。使用されていないサブバンドについて指定されたパイロットシンボルは、ゼロシンボルに置き換えられる。各ＯＦＤＭシンボル期間について、マッピングユニット１７１０は、Ｎ個の総サブバンドについてのＮ個の”伝送シンボル”を提供する。ここで、各伝送シンボルはデータシンボル、パイロットシンボル或いはゼロシンボルである。逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）ユニット１７２０は、各ＯＦＤＭシンボル期間についてＮ個の伝送シンボルを受信し、このＮ個の伝送シンボルをＮ−ポイントＩＤＦＴで時間域に変換し、Ｎ個の時間域サンプルを含む”変換された”シンボルを提供する。各サンプルは、１つのサンプル周期において送られるべき複素値である。典型的なケースであるＮが二乗の場合には、Ｎポイント逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）も、ＮポイントＩＤＦＴの代わりに行なわれる。並列−直列（Ｐ／Ｓ）コンバータ１７３０は、各変換されたシンボルについてのＮ個のサンプルをシリアライズする。巡回プレフィックス生成器１７４０は、次に、各変換されたシンボルの部分（或いはＣサンプル）を繰り返し、Ｎ＋Ｃサンプルを有するＯＦＤＭシンボルを形成する。巡回プレフィックスは、通信チャネルにおける長遅れ拡散によって引き起こされる内部シンボルインターフェイス（ＩＳＩ）及び内部キャリアインターフェイス（ＩＣＩ）を抑制するために使用される。遅れ拡散は、受信機における最も早い到来信号インスタンスと最も遅い到来信号インスタンスとの時間差である。ＯＦＤＭシンボル期間（或いは、単に、”シンボル期間”）は、ＯＦＤＭシンボルの存続期間であり、Ｎ＋Ｃサンプル周期と等しい。
【００６８】
図１８ａはＴＤＭパイロット−１の時間域表現を示す。ＴＤＭパイロット−１（或いは”パイロット−１  ＯＦＤＭシンボル”）についてのＯＦＤＭシンボルは、長さＮの変換されたシンボル及び長さＣの巡回プレフィックスから構成されている。何故ならば、ＴＤＭパイロット１についてのＬ１パイロットシンボルがＳ１サブバンドだけ均等な間隔のＬ１サブバンド上に送られ、ゼロシンボルが残りのサブバンド上に送られ、ＴＤＭパイロット−１についての変換されたシンボルがＳ１理想パイロット−１シーケンスとともに、Ｌ１時間域サンプルを含む各パイロット−１シーケンスを含むからである。各パイロット−１シーケンスは、ＴＤＭパイロット１についてのＬ１パイロットシンボル上でＬ１ポイントＩＤＦＴを実行することによって生成される。ＴＤＭパイロット−１についての巡回プレフィックスは、変換されたシンボルのＣ個の右端のサンプルで構成され、変換されたシンボルの前に挿入される。パイロット−１  ＯＦＤＭシンボルは、したがって、合計Ｓ１＋Ｃ／Ｌ１パイロット−１シーケンスを含む。例えば、Ｎ＝４０９６、Ｌ１＝１２８、Ｓ１＝３２及びＣ＝５１２の場合には、次に、パイロット−１ＯＦＤＭシンボルは、３６個のパイロット−１シーケンスを含み、各パイロット−１シーケンスは、１２８時間域サンプルを含む。
【００６９】
図１８ｂは、ＴＤＭパイロット−２の時間域表現を示す。ＴＤＭパイロット−２（すなわち、”パイロット−２  ＯＦＤＭシンボル”）についてのＯＦＤＭシンボルは長さＮの変換されたシンボル及び長さＣの巡回プレフィックスで構成される。ＴＤＭパイロット２についての変換されたシンボルは、Ｓ２個の理想パイロット−２シーケンスを含み、各パイロット−２シーケンスはＬ２時間域サンプルを含む。ＴＤＭパイロット２についての巡回プレフィックスは変換されたシンボルのＣ個の右端のサンプルで構成され、変換されたシンボルの前に挿入される。例えば、Ｎ＝４０９６、Ｌ２＝２０４８、Ｓ２＝２及びＣ＝５１２の場合には、次に、パイロット−２ＯＦＤＭシンボルは２つの完全なパイロット−２シーケンスを含み、各パイロット−２シーケンスは２０４８時間域サンプルを含む。ＴＤＭパイロット２についての巡回プレフィックスは、パイロット−２シーケンスの部分のみである。
【００７０】
図１９はアクセス端末３１５０での同期及びチャネル推定ユニット１３８０の実施の形態のブロック図を示している。ユニット１３８０内のフレーム検出器１００（詳細は上述した）は受信機ユニット１３５４からの入力サンプルを受信し、入力サンプルを処理し、各フレームのスタートを検出し、フレームタイミングを提供する。シンボルタイミング検出器１９２０は、入力サンプル及びフレームタイミングを受信し、入力サンプルを処理し、受信したＯＦＤＭシンボルのスタートを検出し、シンボルタイミングを提供する。周波数オフセット推定器１９１２は、受信したＯＦＤＭシンボルにおける周波数オフセットを推定する。チャネル推定器１９３０は、シンボルタイミング検出器１９２０からの出力を受信し、チャネル推定を得る。
【００７１】
さらに、図１において詳述したように、受信機ユニット１３５４からの入力サンプルにおいて、ＴＤＭパイロット−１について検出することによってフレーム同期を実行する。簡単のために、インスタント詳細記述は、通信チャネルが付加的白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）チャネルであると仮定する。各サンプル周期の入力サンプルは、以下のように表わされる。
【００７２】
ｒｎ＝ｘｎ＋ｗｎ    （２）
ｎはサンプル周期のインデックス、ｘｎはサンプル周期ｎにおけるアクセスポイントによって送られた時間域サンプル、ｒｎはサンプル周期ｎにおけるアクセス端末によって得られる入力サンプル、ｗｎはサンプル周期ｎについての雑音である。
【００７３】
周波数オフセット推定器１９１２は受信したパイロット−１ＯＦＤＭシンボルにおける周波数オフセットを推定する。この周波数オフセットは種々の原因、例えば、アクセスポイント及びアクセス端末での発信器の周波数における差、ドップラーシフトなどに起因する。周波数オフセット推定器１９１２は各パイロット−１シーケンス（最後のパイロット−１シーケンス以外）についての周波数オフセット推定を生成する。
【数２】
2010220238.tif 000004
【００７４】
ここで、ｒｌ，ｉは、ｌ番目のパイロット−１シーケンスについてのｉ番目の入力サンプル
Ａｒｇ（ｘ）はｘの虚数成分の比をｘの実成分の比で割るアークタンジェント、すなわち、Ａｒｇ（ｘ）＝ａｒｃｔａｎ［Ｉｍ（ｘ）／Ｒｅ（ｘ）］
ＧＤは検出器利得であり、ＧＤ＝（２π・Ｌ１）／ｆｓａｍｐ
Δｆｌはｌ番目のパイロット-１シーケンスについての周波数オフセット推定
検出可能な周波数オフセットの範囲は、
２π・Ｌ１・｜Δｆｌ｜／ｆｓａｍｐ  ＜  π／２
或いは  ｜Δｆｌ｜  ＜  ｆｓａｍｐ／（４・Ｌ１）          （４）
ここで、ｆｓａｍｐは入力サンプルレートである。式（４）は検出された周波数オフセットの範囲がパイロット−１シーケンスの長さに依存し、逆に関連する。周波数オフセット推定器１９１２は、フレーム検出成分１００内において実行され、より具体的には、遅れ相関成分１１０を介する。累算相関結果が加算器５２４から入手できるからである。
【００７５】
周波数オフセット推定は、種々の方法で使用される。例えば、各パイロット−１シーケンスについての周波数オフセット推定は、周波数トラッキングループの更新に使用される。この周波数トラッキングループは、アクセス端末でのどんな検出された周波数オフセットも修正するように試みる。周波数トラッキングループは、位相ロックドループ（ＰＬＬ）であり、アクセス端末での周波数ダウンコンバートのために使用されるキャリア信号の周波数を調整することができる。周波数オフセット推定は、パイロット−１ＯＦＤＭシンボルについての単一周波数オフセット推定Δｆを得るために平均化される。このΔｆは、次に、ＯＦＤＭ復調器１６０内のＮポイントＤＦＴの前或いは後のいずれかで周波数オフセット修正に使用される。ポストＤＦＴ周波数オフセット修正については、サブバンド間隔の整数倍である周波数オフセットΔｆを修正するために使用され、ＮポイントＤＦＴからの受信したシンボルはΔｆサブバンドによって変換され、各適用可能なサブバンドｋについての周波数修正シンボルＲ〜ｋがＲ〜ｋ＝Ｒ〜ｋ＋Δｆとして得られる。プレＤＦＴ周波数オフセット修正については、入力サンプルは周波数オフセット推定Δｆによって回転された位相であり、ＮポイントＤＦＴが次に位相回転サンプル上で実行される。
【００７６】
フレーム検出及び周波数オフセット推定が、パイロット−１に基づいてたの方法で実行される。例えば、パイロット-１ＯＦＤＭシンボルに対しての入力サンプルのアクセスポイントで生成された実際のパイロット−１に対してのダイレクト相関が実行されることにより、フレーム検出が実現する。この直接相関は、各強信号インスタンス（或いはマルチパス）についての高相関結果を提供する。与えられたアクセスポイントについて１つ以上のマルチパス或いはピークが得られるので、アクセス端末は検出されたピーク上でポスト処理を実行し、タイミング情報を得る。フレーム検出は、遅れ相関及び直接相関の組み合わせで実現される。
【００７７】
ある実施の形態によれば、キャリア周波数及びサンプリングクロック周波数取得及び／又はトラッキングは受信機において、単一クローズドループ補償器を通して実現される。ある実施の形態においては、１次周波数ロックドループ（ＦＬＬ）が使用される。ここで、複雑などんな命令の線形、非線形、適応、エキスパートシステム及びニューラルネットワークのような他の制御技術も使用される。キャリア周波数及び／又はサンプリングクロック周波数は例えば、受信機における電圧制御局発振器（ＶＣＸＯ）から得られる。一般的に、このような局発振器は環境要素、例えば、経年、温度、製造者などに対して敏感であり、決定性出力（周波数）対入力（電圧）特性を有しない。キャリア周波数及び／又はサンプリングクロック周波数は、共通ＶＣＸＯから得られ、単一ＦＬＬのＶＣＸＯの直接制御は両キャリア及びサンプリングクロック周波数取得及びトラッキングを提供する。
【００７８】
ある実施の形態においては、巡回プレフィックス相関は、例えば、各ＯＦＤＭシンボルで、各ＯＦＤＭフレームの部分で或いはこれらの組み合わせで周波数オフセットを推定するのに使用される。送信された信号ｘ（ｔ）が周期成分、すなわち、ｘ［ｋＴｓ］＝ｘ［（ｋ＋Ｎ）Ｔｓ］を有している場合に、ここでＴｓはサンプリング周期、ｋは時間インデックス、Ｎは周期性であり、受信した信号をｒ（ｔ）で示し、ｒ＊［ｋＴｓ］ｒ［（ｋ＋Ｎ）Ｔｓ］の位相が下記に述べるように、送信機及び受信機に関連付けられたキャリア周波数エラーの測定を提供する。
【００７９】
初期位相オフセットφを有する受信信号及び周波数オフセットΔｆは以下のように定義される。
【００８０】
ｒ（ｔ）＝ｘ（ｔ）ｅｊ２πΔｆｔ＋φ＋ｎ（ｔ）  （５）
ここで、ｎ（ｔ）は雑音信号を示す。受信信号のサンプルされたバージョンは、
ｒ（ｋＴｓ）＝ｘ（ｋＴｓ）ｅｊ２πΔｆｋｔｓ＋φ＋ｎ（ｋＴｓ）  （６）
ｒ＊（ｋＴｓ）ｒ（（ｋ＋Ｎ）Ｔｓ）＝｜ｘ（ｋＴｓ）｜２ｅｊ２πΔｆＮｔｓ＋ｎｏｉｓｅ  （７）
ＯＦＤＭシンボルにおける巡回プレフィックスは波形の周期構造を定義し、この巡回プレフィックスを上述のアルゴリズムを使用した周波数オフセットを推定するのに適するように加工する。
【００８１】
図２０は、ある実施の形態に従った周波数ロックドループ（ＦＬＬ）のブロック図を示す。｛ｒｍ，ｋ｝を｛ＯＦＤＭ｝シンボルの受信したサンプルシーケンスとし、ここで、ｍは｛ＯＦＤＭ｝シンボルインデックスを示し、ｋはサンプル時間インデックス、例えば、ｋ＝０，１，２，．．．，４６０７を示す。ある実施の形態においては、図２０の上部に示すように、ｋ＝０〜５１１のサンプル時間インデックスは、受信したＯＦＤＭシンボルの巡回プレフィックス部を示し、ＦＥＴウィンドウは、ｋ＝５１２のサンプル時間インデックスでスタートし、ｋ＝４６０７で終了する。ＦＬＬ動作の周波数トラッキングモードについては、周波数オフセットのｍ次推定は、以下の式から得られる。
【数３】
2010220238.tif 000005
【００８２】
ここで、ＧＤは検出利得であり、以前に定義されている。ＦＬＬの周波数取得モードについて、周波数オフセットのｍ次推定は上記式（８）、以前に与えられた式（４）によって得られ、以下のように繰り返される。すなわち、
【数４】
2010220238.tif 000006
【００８３】
ここで、ｍは最初のＯＦＤＭシンボルにおけるサンプルの複製シーケンスの周期インデックスであり、例えば、各１２８個のサンプルの１〜３２シーケンスである。ある実施の形態においては、式（８）及び／又は式（９）における相関入力サンプルはＯＦＤＭフレームの最初のパイロットシンボルの間に受信された入力サンプルの少なくとも２つのシーケンスに属する。入力サンプルの少なくとも２つのシーケンスは、各１２８個のサンプルの連続するシーケンスである。推定された周波数オフセットは、所定回数更新され、この所定回数はＯＦＤＭフレームの最初のパイロットシンボルにおけるサンプルの複製シーケンス数に一致し、例えば、約３２である。
【００８４】
ある実施の形態によれば、式（８）或いは式（９）によって与えられる周波数オフセットは、例えば、５１２サンプルの大きさ（トラッキングモード）、１２８サンプル（取得モード）のバッファ２００２、周波数オフセット検出器２００４（トラッキングモード）或いは２００６（取得モード）、検出器２００４、２００６のうちの１つからの出力を選択する２対１ＭＵＸ２００８を使用することによって、この場合に実行される。ＭＵＸ２００８の出力は、例えば、マルチプレクサー２０１０によって、利得パラメータでスケールされ、次に、周波数オフセットアキュームレータ２０１２に供給される。周波数オフセットアキュームレータ２０１２は周波数オフセットの実際の値を生成する。
【００８５】
ある実施の形態においては、周波数オフセット比較が少なくとも２つのモードで実行される。ＣＤＭＡを利用したＯＦＤＭＡの動作の同時モードにおいて、ＣＤＭＡ部分はＶＣＸＯをデジタル的に制御し、スイッチ２０１４は位置”１”で閉じ、ループが閉となる。スタントアロンモードにおいては、ＦＬＬがＤＡＣ２０１６を通してＶＣＸＯを直接的に制御するので、ＯＦＤＭＡ部分はＶＣＸＯを分析的に制御し、スイッチ２０１４は位置”２”に開き、ループが開となる。ある実施の形態においては、ＤＡＣ２０１６は１ビットＤＡＣであり、パルス密度変調器（ＯＤＭ）及びＲＣフィルタを含む。この場合において、周波数オフセットは補償されているので、周波数オフセットの実際の値、ΔｆはＶＣＸＯに印加されるポテンシャル差に変換される。
【００８６】
ＣＤＭＡ制御の場合においては、周波数オフセットの実際の値がスイッチ２０１４を通して、位相アキュームレータ２０１８に供給される。位相アキュームレータ２０１８は、位相オフセットφの実際の値を生成する。実施の形態においては、ｓｉｎ／ｃｏｓルックアップテーブル２０２０は、複素数”ｃｏｓφ−ｊｓｉｎφ”を生成する。この複素数は入力サンプルの位相回転を定義するｅｘｐ（−ｊφ）。位相回転器２０２４は、例えば、複素乗算器であり、入力サンプルの位相オフセットを補償し、或いは周波数オフセットを均一に補償する。この補償は、入力サンプルを複素数”ｃｏｓφ−ｊｓｉｎφ”に乗ずることにより行なわれる。
【００８７】
実施の形態においては、周波数オフセット検出器２００４、２００６の利得、ＶＣＸＯ利得及び／又はＶＣＸＯ周波数とキャリア周波数との比などがループ利得パラメータαにおいてひとまとめにされる。パラメータαも２乗数に量子化され、乗算器２０１０は単純なプログラマブルシフターによって置き換えることもできる。αは２つの動作モードによって異なることに注意すべきである。実施の形態によれば、周波数オフセットが所定の時間に所定の値、例えばゼロに収束するまで、αはＦＬＬに増加しながら印加される。この増加は、ＦＬＬの安定性を維持するために十分に小さく、例えば０．２で選択され、及び例えば、周波数エラーが最初のＴＤＭパイロットの間の所定時間において所定のレベルに収束するのに十分に大きく選択される。
【００８８】
開示された実施の形態は以下の技術の１つ以上の組み合わせに適用される。符号拡散多重アクセス（ＣＤＭＡ）システム、多重キャリアＣＤＭＡ（ＭＣ−ＣＤＭＡ）、ワイドバンドＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）システム、周波数拡散多重アクセス（ＦＤＭＡ）システム及び直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）システム。
【００８９】
ここにおいて述べられる周波数取得及び同期技術は、種々の方法で実行される。例えば、これら技術はハードウェア、ソフトウェア或いはこれらの組み合わせにおいて実現される。ハードウェアについての実現については、同期（例えば、ＴＸデータ及びパイロットプロセッサ１２０）をサポートするために使用されるアクセスポイントでのプロセスユニットが、１つ以上の特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号プロセッシング装置（ＤＳＰＳ）、プログラマブル論理装置（ＰＬＤ）、電解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、ここにおいて述べられた機能を実行するために設計された他の電子ユニット、或いはその組み合わせ内において実現される。同期を実行（例えば、同期及びチャネル推定ユニット１８０）するために使用されるアクセス端末のプロセスユニットは、１つ以上のＡＳＩＣ、ＤＳＰなど内部において実現される。
【００９０】
ソフトウェアについての実現については、プログラムモジュール（例えば、ルーチン、プログラム、コンポーネント、手続き、機能、データ構造、スキーム。。）と組み合わせて実現される。プログラムモジュールは、ここにおいて述べられる種々の機能を実行する。ソフトウェアコードは、メモリユニット（例えば、図１３のメモリユニット１３９２）に格納され、プロセッサ（例えば、コントローラ１９０）によって実行される。メモリユニットは、プロセッサ内或いはプロセッサ外で実現される。さらに、当業者であれば本願発明の主題である方法が他のコンピュータシステム構成によって実現できることを認識することができる。他のコンピュータシステム構成は、パーソナルコンピュータ、ハンドヘルドコンピューティング装置、マイクロプロセッサベース或いはプログラマブルコンピュータ電子機器などと同様に、シングルプロセッサ或いはマルチプロセッサコンピュータシステム、ミニコンピューティング装置、メインフレームコンピュータを含む。
【００９１】
上述において述べたことは、発明の主題のいくつかの実施の形態の例を含む。勿論、開示された実施の形態の目的を述べるために要素あるいは方法の全ての考えられる組み合わせを述べることは不可能であるが、当業者であればさらに多くの組み合わせ及び並び替えを認識することができる。したがって、開示された実施の形態は、添付した請求の範囲の精神及び範囲内における全てのこのような選択肢、改良及びバリエーションを包含する。さらに、用語”includes”が詳細な説明或いは請求の範囲において使用されている範囲で、このような用語は、包含的であることが意図される。このことは、用語"comprising"が請求の範囲において異なる言葉として使用される場合の用語"comprising"と同様である。
【図１】
2010220238.tif 000007
【図２ａ】
2010220238.tif 000008
【図２ｂ】
2010220238.tif 000009
【図３】
2010220238.tif 000010
【図４】
2010220238.tif 000011
【図５】
2010220238.tif 000012
【図６】
2010220238.tif 000013
【図７】
2010220238.tif 000014
【図８】
2010220238.tif 000015
【図９】
2010220238.tif 000016
【図１０ａ】
2010220238.tif 000017
【図１０ｂ】
2010220238.tif 000018
【図１１】
2010220238.tif 000019
【図１２】
2010220238.tif 000020
【図１３】
2010220238.tif 000021
【図１４】
2010220238.tif 000022
【図１５ａ】
2010220238.tif 000023
【図１５ｂ】
2010220238.tif 000024
【図１６】
2010220238.tif 000025
【図１７】
2010220238.tif 000026
【図１８ａ】
2010220238.tif 000027
【図１８ｂ】
2010220238.tif 000028
【図１９】
2010220238.tif 000029
【図２０】
2010220238.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】平成22年5月19日(2010.5.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信ネットワークにおける初期周波数取得方法において、
入力サンプルのストリームを受信し、
前記受信した入力サンプルに基づいて、周波数オフセットの推定を決定し、
前記周波数オフセットを補償し、これにより初期周波数取得を実現し、
前記周波数オフセットを補償することは、さらに、
利得パラメータによって周波数オフセットをスケーリングし、前記利得パラメータは、所定期間の間に補償されるように選ばれ、
前記スケーリングされた周波数オフセットの累算をし、これにより、実際の周波数オフセットを取得し、
前記入力サンプルの位相回転をする方法。
【請求項２】
前記入力サンプルのストリームの受信は、変調フレームの第１番目のパイロットシンボルに属する入力サンプルを受信することを含み、
前記周波数オフセットの推定を決定することは、前記第１番目のパイロットシンボルの間に受信された入力サンプルの少なくとも２つのシーケンスに属する相関付けられた入力サンプルを累算することを含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
入力サンプルの少なくとも２つのシーケンスは、それぞれが１２８個のサンプルの連続するシーケンスであり、所定回数前記周波数オフセットを更新することをさに具備することを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記所定回数は、前記変調フレームの第１番目のパイロットシンボルにおける複製シーケンスの数に対応する請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記所定回数は、約３２回である請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記所定時間期間は、第１番目のパイロットシンボルの遅れである請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記周波数オフセットの補償をすることは、さらに、前記実際の周波数オフセットに基づいて、局発信器を制御することを含む請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記位相回転をすることは、さらに、実際の周波数オフセットを位相オフセットに変換することを含む請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記位相回転をすることは、さらに、位相オフセットに基づいて、前記入力サンプルを位相回転することを含む請求項８記載の方法。
【請求項１０】
無線通信ネットワークにおける初期周波数取得のための装置において、
入力サンプルのストリームを受信する手段と
前記受信した入力サンプルに基づいて、周波数オフセットの推定を決定する手段と、
前記周波数オフセットを補償し、これにより初期周波数取得を実現する手段とを具備し、
前記周波数オフセットを補償する手段は、さらに、
利得パラメータによって周波数オフセットをスケーリングする手段と、前記利得パラメータは、所定期間の間に補償されるように選ばれ、
前記スケーリングされた周波数オフセットの累算をする手段と、これにより、実際の周波数オフセットを取得し、
前記入力サンプルの位相回転をする手段とを具備する装置。
【請求項１１】
前記入力サンプルのストリームの受信手段は、変調フレームの第１番目のパイロットシンボルに属する入力サンプルを受信する手段を含み、
前記周波数オフセットの推定を決定する手段は、前記第１番目のパイロットシンボルの間に受信された入力サンプルの少なくとも２つのシーケンスに属する相関付けられた入力サンプルを累算する手段を含む請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
入力サンプルの少なくとも２つのシーケンスは、それぞれが１２８個のサンプルの連続するシーケンスであり、所定回数前記周波数オフセットを更新する手段をさらに具備することを特徴とする請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記所定回数は、前記変調フレームの第１番目のパイロットシンボルにおける複製シーケンスの数に対応する請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
前記所定回数は、約３２回である請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
前記所定時間期間は、第１番目のパイロットシンボルの遅れである請求項１０記載の装置。
【請求項１６】
前記周波数オフセットの補償をする手段は、さらに、前記実際の周波数オフセットに基づいて、局発信器を制御する手段を含む請求項１０記載の装置。
【請求項１７】
前記位相回転をする手段は、さらに、実際の周波数オフセットを位相オフセットに変換する手段を含む請求項１０記載の装置。
【請求項１８】
前記位相回転をする手段は、さらに、位相オフセットに基づいて、前記入力サンプルを位相回転することを含む請求項１７記載の装置。
【請求項１９】
無線通信ネットワークにおける初期周波数を取得する装置において、
入力サンプルのストリームを受信する受信機と、
前記受信した入力サンプルに基づいて、周波数オフセットの推定を決定するプロセッサと、
前記周波数オフセットを補償し、これにより初期周波数取得を実現する補償器とを具備し、
前記補償器はさらに、利得パラメータによって周波数オフセットをスケーリングし、前記利得パラメータは、所定期間の間に補償されるように選ばれ、
前記スケーリングされた周波数オフセットの累算し、これにより、実際の周波数オフセットを取得し、
前記入力サンプルの位相回転をすることにより周波数オフセットを補償するように適応される装置。
【請求項２０】
前記補償器は、利得パラメータによって周波数オフセットをスケーリングする乗算器を有する請求項１９記載の装置。
【請求項２１】
前記補償器は、さらに、実際の周波数オフセットを生成するアキュームレータを具備する請求項２０記載の装置。
【請求項２２】
前記補償器は、さらに、位相回転器を具備する請求項２１記載の装置。
【外国語明細書】
2010220238000001.pdf