(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャネル帯域幅にわたる１組のサンプルを受信することと、
複数組の偏移サンプルを生ずるために、前記１組のサンプルを１組のチャネル中心周波数へ同時に周波数偏移させることと、
複数組の帯域制限サンプルを生ずるために、前記複数組の偏移サンプルの各組を同時にフィルタリングすることと、
１組の相関結果を決定するために、前記複数組の帯域制限サンプルの各組と同期チャネルシンボルとを同時に相互に関連させることと、
起こり得る同期チャネル中心周波数を決定するために、前記１組の相関結果を比較することと
を具備し、
前記複数組の帯域制限サンプルの各組の帯域幅が同期チャネル帯域幅に対応する、信号捕捉方法。
【請求項２】
前記周波数偏移は、位相ランプを用いることを具備する請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記１組のチャネル中心周波数の第１のチャネル中心周波数は、受信ユニット内の周波数オフセットを検知するため、前記１組のチャネル中心周波数の第２のチャネル中心周波数とラスタ・ステップ・サイズ以下だけ異なる請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記周波数偏移及び前記フィルタリングの間に、前記チャネル帯域幅にわたる情報信号を受信すること及び処理することを更に具備する請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記情報信号は、サービス基地局によって送信され、前記起こり得る同期チャネル中心周波数は、隣接する基地局の中心周波数に対応する請求項４記載の方法。
【請求項６】
デジタル処理システムによって実行される場合に、システムに信号捕捉の方法を実行させる、実行可能なプログラム命令を包含するコンピュータ可読記憶媒体であって、
チャネル帯域幅にわたる１組のサンプルを受信することと、
複数組の偏移サンプルを生じるために前記１組のサンプルを１組のチャネル中心周波数に同時に周波数偏移させることと、
複数組の帯域制限サンプルを生じるために前記複数組の偏移サンプルの各組を同時にフィルタリングすることと、
１組の相関結果を決定するために同期チャネルシンボルを備える前記複数組の帯域制限サンプルの各組を同時に相互に関連させることと、
起こり得る同期チャネル中心周波数を決定するために前記１組の相関結果を比較することと
を具備し、
前記複数組の帯域制限サンプルの帯域幅が同期チャネル帯域幅に対応する、コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項７】
前記周波数偏移は、位相ランプを具備する請求項６記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項８】
前記１組のチャネル中心周波数の第１のチャネル中心周波数は、受信ユニット内の周波数オフセットを検知するため、前記１組のチャネル中心周波数の第２のチャネル中心周波数とラスタ・ステップ・サイズ以下だけ異なる請求項６記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項９】
前記方法は、前記周波数偏移及び前記フィルタリングの間に、前記チャネル帯域幅にわたる情報信号を受信すること及び処理することを更に具備する請求項６記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１０】
前記情報信号は、サービス基地局によって送信され、前記起こり得る同期チャネル中心周波数は、隣接する基地局の中心周波数に対応する請求項９記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１１】
チャネル帯域幅にわたる１組のサンプルを受信する手段と、
複数組の偏移サンプルを生ずるために、前記１組のサンプルを１組のチャネル中心周波数へ同時に周波数偏移させる手段と、
複数組の帯域制限サンプルを生ずるために、前記複数組の偏移サンプルの各組を同時にフィルタリングする手段と、
１組の相関結果を決定するために、前記複数組の帯域制限サンプルの各組と同期チャネルシンボルとを同時に相互に関連させる手段と、
起こり得る同期チャネル中心周波数を決定するために、前記１組の相関結果を比較する手段と
を具備し、
前記複数組の帯域制限サンプルの各組の帯域幅が同期チャネル帯域幅に対応する、信号捕捉装置。
【請求項１２】
前記周波数偏移手段は、位相ランプを用いる手段を具備する請求項１１記載の信号捕捉装置。
【請求項１３】
前記１組のチャネル中心周波数の第１のチャネル中心周波数は、受信ユニット内の周波数オフセットを検知するため、前記１組のチャネル中心周波数の第２のチャネル中心周波数とラスタ・ステップ・サイズ以下だけ異なる請求項１１記載の信号捕捉装置。
【請求項１４】
前記周波数偏移手段及び前記フィルタリング手段が動作する間に、前記チャネル帯域幅にわたる情報信号を受信する手段及び処理する手段を更に具備する請求項１１記載の信号捕捉装置。
【請求項１５】
前記情報信号は、サービス基地局によって送信され、前記起こり得る同期チャネル中心周波数は、隣接する基地局の中心周波数に対応する請求項１４記載の信号捕捉装置。
【請求項１６】
ワイヤレスリンクに連結されるように、及び、チャネル帯域幅にわたる受信信号のデジタルサンプルを生ずるように構成されるＲＦフロントエンドと、
前記デジタルサンプルを受信するように、及び、複数組の偏移サンプルを生ずるために、前記デジタルサンプルを１組のチャネル中心周波数へ同時に周波数偏移させるように構成される１組の周波数偏移モジュールと、
複数組の帯域制限サンプルを生ずるために、前記複数組の偏移サンプルの各組を同時にフィルタするように構成される１組のフィルタ及びダウンサンプル・モジュールと、
１組の相関結果を決定するために、前記複数組の帯域制限サンプルの各組と同期チャネルシンボルとを同時に関連させるように構成される１組の相関器モジュールと
を備える相関器バンクと、
前記１組の相関結果を記憶するためのバッファと
を具備し、
前記複数組の帯域制限サンプルの各組の帯域幅が同期チャネル帯域幅に対応する、ユーザデバイス。
【請求項１７】
前記１組の周波数偏移モジュールは、位相ランピング技法を用いることによって、前記デジタルサンプルを周波数偏移させるように更に構成される請求項１６記載のユーザデバイス。
【請求項１８】
前記１組のチャネル中心周波数の第１のチャネル中心周波数は、前記ユーザデバイス内の周波数オフセットを検知するため、前記１組のチャネル中心周波数の第２のチャネル中心周波数とラスタ・ステップ・サイズ以下だけ異なる請求項１６記載のユーザデバイス。
【請求項１９】
前記１組の相関器モジュールが前記１組の相関結果を決定する間に、前記チャネル帯域幅にわたる情報信号を処理するように構成されるサンプルバッファ及び高速フーリエ変換器を更に具備する請求項１６記載のユーザデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にワイヤレス通信に関連し、特に、ワイヤレス通信システム内の同期に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤレス通信システムは、例えば、音声、情報、映像等のような様々な型の通信内容を提供するために広範に配置させられる。典型的に、商業上のワイヤレス通信システムは、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）システム等のような、複数のユーザに利用可能なシステムリソースを共有させておくための多元接続技術を用いる。
【０００３】
ワイヤレス通信システムにおいて、基地局（ＢＳ）はＢＳからＵＥへのダウンリンク経路上の、及び、ＵＥからＢＳへのアップリンク経路上のユーザ機器デバイス（ＵＥ）と通信する。ダウンリンクを通じて情報を受信しうるか又はアップリンクを通じて情報を送信しうる前に、ＵＥが初めに作動すると、第１の活動は典型的にシステムと同期することである。同期処理は、典型的に、例えば、ＵＥ内の周波数オフセット誤りを訂正することや評価することに加えて、システムタイムを捕捉することを含む。この目的のために、基地局の集まりは、典型的に、既知のシンボル値をもつコモン同期チャネル（同期チャネル）を送信する。初期システムエントリーで、ＵＥは、システム内に存在するような基地局を通知する先駆者として同期チャネルを検索する。
【０００４】
同期が達成されるまで、ＵＥがシステムを通じて情報を通信し始めないので、初期システムエントリーで同期を能率的に得ることはユーザ機器デバイスにとって好都合なことである。
【発明の概要】
【０００５】
ワイヤレスシステムにおいて、ユーザ機器モジュールは、基地局と通信する前にシステムと同期する。この目的のために、ユーザ機器デバイス（ＵＥ）は、かなり大きい数の仮想の中心周波数及びタイムオフセットを試すことによって、同期チャネルを検索する。ユーザ機器デバイスは、広帯域チャネル帯域幅を受信するためにＲＦ受信機を同調させる。フロントエンドはチャネル帯域幅に等しい帯域幅をもつデジタルサンプルを生ずる。サンプルは相関器モジュールのバンクに入力される。各モジュールはサンプルを異なる中心周波数に偏移させる。偏移させたサンプルは同期チャネルの帯域幅にフィルタされる。フィルタされたサンプルは既知の同期チャネルシンボルと相互に関連させられる。同時相関処理の結果は、おそらく中心周波数と時間同期仮説とを決定するために比較される。
【０００６】
１つの様態において、信号捕捉処理は、チャネル帯域幅にわたる１組のサンプルを受信することを含む。１組のサンプルは、複数組の偏移サンプルを生ずるために、１組のチャネル中心周波数へ同時に周波数偏移させられる。１つの様態に従って、周波数偏移処理は位相ランプを用いて実行される。複数組の偏移サンプルの各組は、複数組の帯域制限サンプルを生ずるために、同時にフィルタされ、複数組の帯域制限サンプルの各組の帯域幅は同期チャネル帯域幅に対応する。複数組の帯域制限サンプルの各組は、１組の相関結果を決定するために、同期チャネルシンボルと同時に相互に関連させられる。１組の相関結果は起こり得る同期チャネル中心周波数を決定するために比較される。
【０００７】
１つの様態において、１組のチャネル中心周波数の第１のチャネル中心周波数は、受信ユニット内の周波数オフセットを検知するため、１組のチャネル中心周波数の第２のチャネル中心周波数とラスタ・ステップ・サイズ以下だけ異なる。別の様態において、チャネル帯域幅にわたる情報信号は、周波数偏移及びフィルタリングの処理の間に、受信され、処理される。いくつかの場合において、情報信号はサービス基地局によって送信され、起こり得る同期チャネル中心周波数は、隣接する基地局の中心周波数に対応する。
【０００８】
別の様態において、機械可読媒体は、デジタル処理システムによって実行される場合に、システムに信号捕捉の方法を実行させる、実行可能なプログラム命令を包含する。命令はチャネル帯域幅にわたる１組のサンプルを受信するための命令を含む。１組のサンプルは、複数組の偏移サンプルを生ずるために、１組のチャネル中心周波数に同時に周波数偏移させられる。複数組の偏移サンプルの各組は、複数組の帯域制限サンプルを生ずるために、同時にフィルタされ、複数組の帯域制限サンプルの各組の帯域幅は同期チャネル帯域幅に対応する。複数組の帯域制限サンプルの各組は、１組の相関結果を決定するために、同期チャネルシンボルと同時に関連させられる。１組の相関結果は、起こり得る同期チャネル中心周波数を決定するために比較される。
【０００９】
更に別の様態において、信号捕捉手段はチャネル帯域幅にわたる１組のサンプルを受信することを含む。１組のサンプルは、複数組の偏移サンプルを生ずるために、偏移手段によって１組のチャネル中心周波数へ同時に周波数偏移させられる。複数組の偏移サンプルの各組は、複数組の帯域制限サンプルを生ずるために、フィルタリング手段によって同時にフィルタされ、複数組の帯域制限サンプルの各組の帯域幅は同期チャネル帯域幅に対応する。複数組の帯域制限サンプルの各組は、１組の相関結果を決定するために、相関手段によって同期チャネルシンボルと同時に関連させられる。１組の相関結果は、起こり得る同期チャネル中心周波数を決定するために、比較される。
【００１０】
システムは、ワイヤレスリンクに連結されるように、及び、チャネル帯域幅にわたる受信信号のデジタルサンプルを生ずるように構成されるＲＦフロントエンドを有するクライアント・ステーションを用いてもよい。クライアント・ステーションは、デジタルサンプルを受信するように構成される周波数偏移モジュールをもつ相関器バンクを有してもよい。周波数偏移モジュールは、複数組の偏移サンプルを生ずるために、デジタルサンプルを１組のチャネル中心周波数へ同時に周波数偏移させるように構成されてもよい。相関器バンクは、複数組の帯域制限サンプルを生ずるために、複数組の偏移サンプルの各組を同時にフィルタするように構成されるフィルタ及びダウンサンプル・モジュールを有してもよく、複数組の帯域制限サンプルの各組の帯域幅は同期チャネル帯域幅に対応する。相関器バンクは、１組の相関結果を決定するために、複数組の帯域制限サンプルの各組と同期チャネルシンボルとを同時に関連させるための相関器モジュールを有してもよい。クライアント・ステーションは、１組の相関結果を記憶するためのバッファを有してもよい。
【００１１】
更に、周波数偏移モジュールは、位相ランピング技法を用いることによって、デジタルサンプルを周波数偏移させるように構成されてもよい。いくつかの場合において、１組のチャネル中心周波数の第１のチャネル中心周波数は、クライアント・ステーション内の周波数オフセットを検知するため、１組のチャネル中心周波数の第２のチャネル中心周波数とラスタ・ステップ・サイズ以下だけ異なる。クライアント・ステーションは、１組の相関器モジュールが１組の相関結果を決定する間に、チャネル帯域幅にわたる情報信号を処理するように構成されるサンプルバッファ及び高速フーリエ変換モジュールを有してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、複数の基地局と複数のユーザ機器デバイスとを備えるワイヤレス通信システムを例証する。
【図２】図２は、ＯＦＤＭＡシステム内のユーザのための周波数スペクトルの描写である。
【図３Ａ】図３Ａは、ＬＴＥ無線フレームの時間領域表現を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、時間及び周波数の両者を通ずるＬＴＥ無線フレームの２次元表現を示す。
【図４】図４は、ユーザ機器デバイスの受信経路の単純化されたブロック図である。
【図５】図５は、相関器モジュールバンクの単純化されたブロック図である。
【図６】図６は、典型的な同時シンボルタイミング検知を示す単純化されたフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本明細書に記述される技法は、例えば、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）ネットワーク、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）ネットワーク、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）ネットワーク、直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）ネットワーク、単一キャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）ネットワーク等のような、様々なワイヤレス通信ネットワークのために用いられてもよい。ＯＦＤＭＡネットワークは、ＩＥＥＥ８０２．１１、ＩＥＥＥ８０２．１６、ＩＥＥＥ８０２．２０、フラッシュ−ＯＦＤＭ（Ｒ）、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）等のような工業規格に従って、又は特許デザインに従って、実現されてもよい。
【００１４】
ＬＴＥはダウンリンク上で直交周波数分割多重送信（ＯＦＤＭ）を用いる。ＯＦＤＭはシステム帯域幅を、トーン、ビン等と通例称される、複数の直交副搬送波に分割する。各副搬送波は、同期チャネルの場合のようにデータをもって変調されてもよい、又は、複数の既知のシンボル値のうちの１つをもって変調されてもよいあるいは非変調のままであってもよい。
【００１５】
図１は、複数の基地局１１０と複数のユーザ機器デバイス（ＵＥ）１２０とを備えるワイヤレス通信システム１００を例証する。基地局はカバレッジエリア１０２ａ，１０２ｂ及び１０２ｃのようなカバレッジエリアの中のＵＥ群と通信する一般的な固定位置局である。システム能力を向上させるために、基地局・カバレッジエリアは、カバレッジエリア１０２ａの区域１０４ａ，１０４ｂ及び１０４ｃとして図１に示されるような、複数の小さなエリアに分割されてもよい。
【００１６】
基地局は、基地局・トランシーバ・サブシステム（ＢＴＳ）又はアクセスポイントと時々称され、たいていが任意のワイヤレスネットワーク・エントリー・ポイントであってもよい。同様に、ＵＥは固定されてもよい、遊動であってもよい、又は可動であってもよい。ＵＥは、加入者システム、加入者ユニット、モバイル局、モバイル、リモート局、リモート端末、アクセス端末、ユーザ端末、ユーザエージェント、ユーザデバイス、加入者宅内機器と時々称される。ユーザ機器は携帯電話、コードレス電話、開始プロトコル（ＳＩＰ）電話、ワイヤレス・ローカル・ループ（ＷＬＬ）局、個人情報端末（ＰＤＡ）、ハンドヘルドデバイス、ゲーミング端末、ワイヤレスモデムカードあるいはドングル、又はワイヤレス通信システムに接続するために用いられるその他の処理デバイスの形態をとってもよい。
【００１７】
初期システムエントリーで、ＵＥ１２０はシステム初期化処理を実行する。この処理の一部として、ＵＥ１２０は典型的にチャネル帯域幅と利用可能スペクトル中のその中心周波数とを決定し、基地局タイミングを捕捉し、内部時計に関連する任意の周波数誤りを訂正する。同期した場合、ＵＥ１２０はシステムパラメータだけでなく基地局特定情報を集め始めてもよい。いったんシステム初期化が完了すると、ＵＥ１２０は、基地局１１０からＵＥ１２０へのダウンリンク１２８（又は、順方向リンク）上に、及び、ＵＥ１２０から基地局１１０へのアップリンク１３０（又は、逆方向リンク）上に、基地局１１０をもつ双方向性の通信リンクを設けてもよい。
【００１８】
多くのＯＦＤＭシステムは認可又は未認可スペクトルのどちらか一方を用いて動作しうる。それぞれの場合において、チャネル帯域幅が利用可能スペクトルより小さいことはよくある。例えば、図２はＯＦＤＭシステムで用いるための周波数スペクトル２００の表現である。例示の目的のために認可システムを想定すると、政府は７５ＭＨｚ又はそれ以上の利用可能スペクトル２０２だけを包含するような排他的な認可を提供してもよい。しかしながら、典型的なＯＦＤＭシステムはこの大きさのチャネル帯域幅２０６を提供しない。例えば、ＬＴＥは、基地局が５ＭＨｚから２０ＭＨｚまでの、及び、様々なステップ間でのコモンチャネルに関連する信号を送信してもよいことを通じて、チャネル帯域幅の範囲を指定する。更に、典型的なシステム設計は、予め定義されたラスタ・ステップ・サイズに従って、チャネル帯域幅２０６の中心周波数２１０の細かい調節を可能にする。例えば、ＬＴＥに従って、ラスタ・ステップ・サイズ２１４は単に１００ｋＨｚである。したがって、７５ＭＨｚの利用可能スペクトル、５ＭＨｚのチャネル帯域幅、及び１００ｋＨｚのラスタ・ステップ・サイズをもつシステムにおいて、可能な中心周波数２１０が約７００ある。
【００１９】
データベアリング機能のためのシステム帯域幅を維持する目的で、典型的に、同期チャネルは絶え間なく送信されない。例えば、図３ＡはＬＴＥ無線フレーム３０２の時間領域表現３００を示す。ＬＴＥフレーム３０２の持続時間は１０ｍｓである。ＬＴＥフレーム３０２は、１ｍｓの持続時間をそれぞれもつ、一連の１０個のサブフレーム３０４ａ−３０４ｊに分割される。ＬＴＥに従って、同期チャネルはサブフレーム０（３０４ａ）及びサブフレーム５（３０４ｆ）に含まれる。しかしながら、同期チャネルはその他のサブフレームには含まれない。サブフレーム３０４ａ中にさえ、同期チャネルはサブフレーム３０４ａの全持続時間のために送信されない。
【００２０】
例えば、図３Ｂは、時間及び周波数の両者を通ずるＬＴＥ無線フレーム３０２の一部の２次元表現３２０を示す。サブフレーム３０４ａは、１．０８ＭＨｚの同期チャネル帯域幅２０８をもつ同期チャネル２１２を含むように示される。示される例において、フレーム３０２のチャネル帯域幅２０６は２０ＭＨｚである。サブフレーム３０４ａは、それぞれチャネル帯域幅にわたり、かつ、０．５ｍｓの持続時間をもつ、２つのスロット３２２ａと３２２ｂとに分割される。第１のスロットの中に、同期チャネル２１２が約１４０μｓで送信される。同期チャネル２１２は第２のスロットには全く送信されない。したがって、１０ｍｓＬＴＥフレームの持続時間を通じて、同期チャネルが２８０μｓだけ送信される。
【００２１】
図２を再度参照して、初期システムエントリーでシステムを同期させるために、ＵＥ１２０はチャネル帯域幅２０６の中心周波数２１０を決定する。ＬＴＥにおいて、ＵＥ１２０は、同期チャネル２１２を用いてこれを決定する。同期チャネル２１２はチャネル帯域幅２０６の大きさと無関係である既知の同期チャネル帯域幅２０８を有する。
【００２２】
初期システムエントリーの間に、ＵＥ１２０は、利用可能スペクトル２０２のエリアが、基地局がチャネル帯域幅２０４で動作しているそれを作るための十分なエネルギーを検知することを決定するために、典型的に帯域スキャンを実行する。典型的に、帯域スキャンはエネルギーを捜し、タイミングを検知しない。
【００２３】
しかしながら、たとえ同期チャネルのための検索が帯域スキャンの結果に基づいて制限されるとしても、ＵＥ１２０が同期チャネル信号を正確に捕捉する前に、多数の同期チャネル仮説を試してもよい。上述したように、ＵＥ１２０が新しいシステムに加わる後に、出来る限り早くエンド・ユーザにサービスを提供できるように、同期チャネルを捕捉するために要求される時間の量を制限することは都合がよい。
【００２４】
１つの様態において、ＵＥは、チャネル帯域幅が同期チャネル帯域幅より大きい事実を利用する。特定のチャネル上での動作のために、ＵＥ１２０は全チャネル帯域幅を受信できる。したがって、一般的にＵＥ１２０は、同期チャネルの帯域幅と比較するとかなり大きい帯域幅を受信するように構成される。１つの様態は、同期チャネル帯域幅より大きいチャネル帯域幅の区域を通じて同期チャネルのための同時並列検索を提供する。
【００２５】
図４はＵＥ１２０の受信経路の単純化されたブロック図である。ＵＥ１２０はアンテナシステム４１６を通じて信号を受信する。典型的に、アンテナシステム４１６は、全利用可能スペクトルを介して信号を受信できる。しかしながら、ＲＦ受信機４０２は受信周波数範囲をチャネル帯域幅に制限する。例えば、上記記載の例に従って、図４の典型的なＵＥ１２０において、ＲＦ受信機４０２は、２０ＭＨｚの帯域幅又はそれ以下の帯域幅をもつアナログ出力を提供する。同期チャネルが捕捉される前に、ＵＥ１２０が事実上のチャネル帯域幅を識別しないことには注意されたい。典型的な実現において、可能なチャネル帯域幅のセットの１つは、同期処理の間に用いるために選択される。
【００２６】
ＲＦ受信機４０２からのアナログ信号出力は、アナログ信号をデジタルサンプルにデジタル化する、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器４０６によって受信される。フロントエンド４０８は、サンプルをデジタル方式でフィルタし、サンプルのコンディションを調整し、サンプルバッファ４１０及び相関器モジュールバンク４１４の両方に結果出力を提供する。いったん同期処理が完了すると、サンプルバッファ４１０は１つのシンボル期間のためにサンプルを集め、高速フーリエ変換（ＦＥＴ）４１２に結果をわたす。ＦＥＴ４１２は時間領域サンプルを周波数領域に変換し、複素数値サンプルを生ずる。相関器モジュールバンク４１４はフロントエンド４０８の出力に連結される。相関器モジュールバンク４１４は、複数の同期チャネル仮説の同時検索を提供することによって、システム同期させることを手助けする。
【００２７】
図５は相関器モジュールバンク４１４の単純化されたブロック図である。相関器モジュールバンク４１４は、複数の段階のコア相関器モジュール（ＣＣＭ）５０８ａ−５０８ｘをもつ。例えば、相関器モジュールバンク４１４は１６個のＣＣＭ５０８又はそれ以上のＣＣＭ５０８ほどを包含してもよい。いくつかの実施形態において、ＣＣＭ回路は、複数の仮想ＣＣＭ群となるように時分割されてもよい。各ＣＣＭ５０８は十分な帯域幅サンプリングレート（ｆｓ）で帯域幅Ｉ／Ｑサンプルを同時に受信する。十分な帯域幅サンプリングレートがチャネル帯域幅２０６をサポートするのは適切である。例えば、十分な帯域幅サンプリングレートは、２０ＭＨｚのチャネル帯域幅のために、１秒あたり３０．７２メガサンプルであってもよい。より低いチャネル帯域幅のために、サンプリングレートは典型的に低くなる。
【００２８】
各ＣＣＭ群５０８中の周波数偏移モジュール５１０は、十分な帯域幅サンプリングレートで、及び、チャネル帯域幅にわたるＩ／Ｑサンプルを受信する。各周波数偏移モジュール５１０は、例えば、位相ランピングを用いて異なる周波数偏移を適用し、十分な帯域幅サンプリングレートで周波数偏移させたサンプルを生ずる。したがって、各周波数偏移モジュール５１０は、異なる中心周波数をもつサンプルを生ずる。
【００２９】
フィルタ及びダウンサンプル・モジュール５１２は偏移サンプルを受信する。そのバンドパスは、同期チャネル帯域幅２０８への帯域幅のサイズを制限するために偏移サンプルをフィルタする。フィルタ及びダウンサンプル・モジュール５１２は、同期チャネル帯域幅２０８のために適切であるサンプリングレート（ｆｓ／Ｎ）に偏移サンプルをダウンサンプルする（または大幅に削減する）。例えば、１つの様態において、フィルタ及びダウンサンプル・モジュール５１２は、１秒当たり１．９２メガヘルツのサンプリングレートにおいて１．０８ＭＨｚ同期チャネル帯域幅を示す狭帯域サンプルを生ずる。
【００３０】
フィルタ及びダウンサンプル・モジュール５１２によって出力される狭帯域サンプルは相関器５１４に入力される。相関器５１４は、データの１つの同期シンボル量を保持する偏移レジスタを包含する。最初に、サンプルは、データの１つの十分な同期シンボル量を保持するまで、相関器５１２内に偏移させられる。この点で、１つ又はそれ以上の既知の同期シンボルへの１つの相関は、記憶されるサンプルを介して実行される。新しいサンプルがフィルタ及びダウンサンプル・モジュール５１２から受信されると、サンプルは相関器５１４内の偏移レジスタに偏移させられる。同時に、最も古いサンプルは外に偏移させられ、捨てられる。別の相関器は、新しい組のサンプル上で実行される。各相関器の結果は結果バッファ５２０内に取り込まれる。典型的に、この処理は同期チャネル２１２の周期性に等しい期間続け、相関処理の間に、この方法において少なくとも１つの同期チャネルシンボルの発現を保証する。例えば、図３Ａ及び３Ｂに示されるタイミングに従って、相関期間は５ｍｓと１つの同期チャネルシンボルの持続時間とを足したものである。
【００３１】
１つの様態において、同期チャネル２１２は、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ（ＺＣ）シーケンスを運ぶ。ＺＣシーケンスは、時間領域表現が周波数領域表現と同じである特別なプロパティをもつ。換言すると、ＺＣシーケンスが周波数領域から時間領域に変換されると、そのシーケンスは同じになる。したがって、周波数領域サンプル及び時間領域サンプルは、同じ自動相関プロパティをもつ。このように、相関機構は上述した方法のような時間領域で実現されてもよい。
【００３２】
相関期間が終わると、結果バッファ５２０は、相関を実行した各ＣＣＭ５０８についての相関結果を包含する。したがって、前述と比較すると、多数の相関が、潜在的に広範な周波数仮説を通ずる単一の相関期間の間に、実行されている。例えば、その他の検索がチャネル帯域幅のハイエンド及び中心で実行されている間に、多数の検索がチャネル帯域幅のローエンドで実行されてもよい。このように、結果は、ＲＦモジュール４０２の再同調を要求することなく、チャネル帯域幅２０６のかなりの部分に一致してもよい。相関結果は同期チャネルを配置するために既に知られている技術に従って用いられてもよい。しかしながら、典型的に、同期が達成される前に、処理はいくつかのこのような相関期間を通じて生ずるであろう。
【００３３】
相関期間が終了する後に、各相関器５１４内の偏移レジスタはリセットされ、帯域制限サンプルの最後の組が、次の相関期間の間にサンプルを受信するために準備される偏移レジスタから離れるように流される。典型的に、相関器５１６は、潜在的な周波数オフセット５１８のリストから新しい組の可能なオフセット周波数を選択する。コントローラ５１６は、新しい中心周波数におけるサンプルを生ずるように、周波数偏移モジュール５１０をリセットする。
【００３４】
図６は、典型的な同時シンボルタイミング検知を示す単純化されたフローチャート６００である。ブロック６０８において、ＲＦモジュール４０２は、チャネル帯域幅中の中心周波数に同調され、チャネル帯域幅におけるデジタルサンプルはＲＦフロントエンド４０８によって生ぜられる。ブロック６１０において、各ＣＣＭ５０８は、チャネル帯域幅にわたるサンプルのコモンセットを同時に受信する。ブロック６１２において、各ＣＣＭ５０８は、サンプルを異なる仮説中心周波数に偏移させ、偏移させたサンプルを生ずる。いくつかの場合において、仮説同期チャネル帯域幅が大いにオーバーラッピングであるように、仮説中心周波数は配置されてもよい。別の場合において、１つ又はそれ以上の仮説同期チャネル中心周波数は、チャネル帯域幅を通って拡散される。ブロック６１４において、各ＣＣＭ５０８は、同期チャネル帯域幅に従って、帯域制限されるサンプルを創り出すために、偏移させたサンプルをダウンサンプルし、フィルタする。ブロック６１６において、各ＣＣＭ５０８は、偏移させた帯域幅制限サンプルと既知の同期チャネルシンボルとを相互に関連させる。ブロック６１８において、各ＣＣＭ５０８は、一連の相関の結果を同時に生ずる。
【００３５】
本明細書に記載されるモジュール、要素及び技法は、ＵＥ１２０内の周波数誤りを相殺するために用いられてもよい。中心周波数が既知であるかどうかに関わらず、初期検索の間に、基地局１１０及びＵＥ１２０間の周波数オフセットは一般的に既知でない。ＵＥ中の内部時計生成装置における周波数ドリフトによるように、このオフセットが大きい場合、オフセットは好結果の同期を妨げうる。このような状態を検知するために、ラスタ・ステップ・サイズ２１４に関しては小さいオフセットをそれぞれもつ、複数の周波数仮説が試されてもよい。本明細書に記載されるモジュール、要素及び技法を用いて、ＲＦ部を再同調させることなく、多くの周波数オフセットが試されてもよい。
【００３６】
本明細書に記載されるモジュール、要素及び技法は、隣接する基地局のために検索するように用いられてもよい。いくつかの通信システムにおいて、カバレッジエリアに隣接する２つの基地局は、異なる周波数マッピングを用いてもよい。例えば、隣接する基地局は異なる中心周波数をもつチャネル帯域幅を用いてもよい。しかしながら、中心周波数及び同期チャネルエネルギーが供給基地局にチャネル帯域幅中に落ちる間は、ＵＥ１２０は、供給基地局に関しては通常動作の間に、隣接する基地局の同期チャネルを捜してもよい。
【００３７】
本明細書で用いられるように、連結される又は接続される用語は、直接的な連結又は接続と同様に間接的な連結を意味するために用いられる。２つ又はそれ以上のブロック、モジュール、デバイス、又は装置が連結される場合、２つの連結されたブロック間に１つ又はそれ以上の介在するブロックがあってもよい。
【００３８】
本明細書における開示される実施形態に関連して示される様々な例示的論理ブロック、モジュール、及び回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）あるいはその他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリート・ゲートあるいはトランジスタ・ロジック、ディスクリート・ハードウェア部品、又はそれらの任意の組合せを用いて実現又は実行されうる。汎用プロセッサとしてマイクロプロセッサを用いることが可能であるが、代わりに、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又は状態機器を用いることも可能である。プロセッサは、例えばＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに接続された１つ又は複数のマイクロプロセッサ、又はこのような任意の構成である計算デバイスの組合せとして実現することも可能である。
【００３９】
本明細書における開示される実施形態に関連して記述された方法、処理、又はアルゴリズムのステップは、ハードウェアによって直接、プロセッサによって実行されるソフトウェア・モジュールによって、又は、これらの組合せによって具現化されうる。方法あるいは処理における様々なステップ又は行為は、示される順序で実行されてもよい、又は別の順序で実行されてもよい。更に、１つ又はそれ以上の処理あるいは方法ステップは方法及び処理を省略されてもよい、又は、１つ又はそれ以上の処理あるいは方法ステップは方法及び処理を追加されてもよい。追加のステップ、ブロック又は行為は、方法及び処理の現存する要素の始め、終わり、又は中間に追加されてもよい。
【００４０】
開示される実施形態の上記記載は、当業者をして本開示の製造又は利用を可能とするために提供される。これら実施形態への様々な変形例もまた、当業者には明らかであり、本明細書で定義された一般原理は、本開示の精神又は範囲から逸脱することなく他の実施形態にも適用されうる。従って本開示は、本明細書に示された実施形態に限定することは意図されておらず、本明細書に開示された原理及び新規特徴と整合が取れた最も広い範囲と一致するように意図されている。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］
チャネル帯域幅にわたる１組のサンプルを受信することと、
複数組の偏移サンプルを生ずるために、前記１組のサンプルを１組のチャネル中心周波数へ同時に周波数偏移させることと、
複数組の帯域制限サンプルを生ずるために、前記複数組の偏移サンプルの各組を同時にフィルタリングすることと、
１組の相関結果を決定するために、前記複数組の帯域制限サンプルの各組と同期チャネルシンボルとを同時に相互に関連させることと、
起こり得る同期チャネル中心周波数を決定するために、前記１組の相関結果を比較することと
を具備し、
前記複数組の帯域制限サンプルの各組の帯域幅が同期チャネル帯域幅に対応する、信号捕捉方法。
［２］
前記周波数偏移は、位相ランプを用いることを具備する［１］記載の方法。
［３］
前記１組のチャネル中心周波数の第１のチャネル中心周波数は、受信ユニット内の周波数オフセットを検知するため、前記１組のチャネル中心周波数の第２のチャネル中心周波数とラスタ・ステップ・サイズ以下だけ異なる［１］記載の方法。
［４］
前記周波数偏移及び前記フィルタリングの間に、前記チャネル帯域幅にわたる情報信号を受信すること及び処理することを更に具備する［１］記載の方法。
［５］
前記情報信号は、サービス基地局によって送信され、前記起こり得る同期チャネル中心周波数は、隣接する基地局の中心周波数に対応する［４］記載の方法。
［６］
デジタル処理システムによって実行される場合に、システムに信号捕捉の方法を実行させる、実行可能なプログラム命令を包含する機械可読媒体であって、
チャネル帯域幅にわたる１組のサンプルを受信することと、
複数組の偏移サンプルを生じるために前記１組のサンプルを１組のチャネル中心周波数に同時に周波数偏移させることと、
複数組の帯域制限サンプルを生じるために前記複数組の偏移サンプルの各組を同時にフィルタリングすることと、
１組の相関結果を決定するために同期チャネルシンボルを備える前記複数組の帯域制限サンプルの各組を同時に相互に関連させることと、
起こり得る同期チャネル中心周波数を決定するために前記１組の相関結果を比較することと
を具備し、
前記複数組の帯域制限サンプルの帯域幅が同期チャネル帯域幅に対応する、機械可読媒体。
［７］
前記周波数偏移は、位相ランプを具備する［６］記載の機械可読媒体。
［８］
前記１組のチャネル中心周波数の第１のチャネル中心周波数は、受信ユニット内の周波数オフセットを検知するため、前記１組のチャネル中心周波数の第２のチャネル中心周波数とラスタ・ステップ・サイズ以下だけ異なる［６］記載の機械可読媒体。
［９］
前記方法は、前記周波数偏移及び前記フィルタリングの間に、前記チャネル帯域幅にわたる情報信号を受信すること及び処理することを更に具備する［６］記載の機械可読媒体。
［１０］
前記情報信号は、サービス基地局によって送信され、前記起こり得る同期チャネル中心周波数は、隣接する基地局の中心周波数に対応する［９］記載の機械可読媒体。
［１１］
チャネル帯域幅にわたる１組のサンプルを受信する手段と、
複数組の偏移サンプルを生ずるために、前記１組のサンプルを１組のチャネル中心周波数へ同時に周波数偏移させる手段と、
複数組の帯域制限サンプルを生ずるために、前記複数組の偏移サンプルの各組を同時にフィルタリングする手段と、
１組の相関結果を決定するために、前記複数組の帯域制限サンプルの各組と同期チャネルシンボルとを同時に相互に関連させる手段と、
起こり得る同期チャネル中心周波数を決定するために、前記１組の相関結果を比較する手段と
を具備し、
前記複数組の帯域制限サンプルの各組の帯域幅が同期チャネル帯域幅に対応する、信号捕捉装置。
［１２］
前記周波数偏移手段は、位相ランプを用いる手段を具備する［１１］記載の信号捕捉装置。
［１３］
前記１組のチャネル中心周波数の第１のチャネル中心周波数は、受信ユニット内の周波数オフセットを検知するため、前記１組のチャネル中心周波数の第２のチャネル中心周波数とラスタ・ステップ・サイズ以下だけ異なる［１１］記載の信号捕捉装置。
［１４］
前記周波数偏移手段及び前記フィルタリング手段が動作する間に、前記チャネル帯域幅にわたる情報信号を受信する手段及び処理する手段を更に具備する［１１］記載の信号捕捉装置。
［１５］
前記情報信号は、サービス基地局によって送信され、前記起こり得る同期チャネル中心周波数は、隣接する基地局の中心周波数に対応する［１４］記載の信号捕捉装置。
［１６］
ワイヤレスリンクに連結されるように、及び、チャネル帯域幅にわたる受信信号のデジタルサンプルを生ずるように構成されるＲＦフロントエンドと、
前記デジタルサンプルを受信するように、及び、複数組の偏移サンプルを生ずるために、前記デジタルサンプルを１組のチャネル中心周波数へ同時に周波数偏移させるように構成される１組の周波数偏移モジュールと、
複数組の帯域制限サンプルを生ずるために、前記複数組の偏移サンプルの各組を同時にフィルタするように構成される１組のフィルタ及びダウンサンプル・モジュールと、
１組の相関結果を決定するために、前記複数組の帯域制限サンプルの各組と同期チャネルシンボルとを同時に関連させるように構成される１組の相関器モジュールと
を備える相関器バンクと、
前記１組の相関結果を記憶するためのバッファと
を具備し、
前記複数組の帯域制限サンプルの各組の帯域幅が同期チャネル帯域幅に対応する、ユーザデバイス。
［１７］
前記１組の周波数偏移モジュールは、位相ランピング技法を用いることによって、前記デジタルサンプルを周波数偏移させるように更に構成される［１６］記載のユーザデバイス。
［１８］
前記１組のチャネル中心周波数の第１のチャネル中心周波数は、前記ユーザデバイス内の周波数オフセットを検知するため、前記１組のチャネル中心周波数の第２のチャネル中心周波数とラスタ・ステップ・サイズ以下だけ異なる［１６］記載のユーザデバイス。
［１９］
前記１組の相関器モジュールが前記１組の相関結果を決定する間に、前記チャネル帯域幅にわたる情報信号を処理するように構成されるサンプルバッファ及び高速フーリエ変換器を更に具備する［１６］記載のユーザデバイス。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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