(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マクロセルネットワークのカバーエリア内でフェムトセルネットワーク内のチャネル間干渉を低減するための方法であって、前記マクロセルネットワーク及び前記フェムトセルネットワークが両方とも直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）システムであり、
前記方法が、
相関メトリックを使用して、前記フェムトセルネットワークの基地局で受信される前記マクロセルネットワークのモバイルユーザからの到着信号の到着時間を判定するステップと、
前記判定された到着時間に応じて導出される同期点に基づいて、前記フェムトセルネットワークのユーザによる送信時間を同期するステップと、
を含む、当該方法。
【請求項２】
前記マクロセルの複数の移動局からの到着信号が、前記フェムトセルネットワークのカバーエリア内に存在する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記同期点は、最初の到着ユーザ遅延と最後の到着ユーザ遅延との間の時間差の推定値を考慮して導出される請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記時間差が、前記フェムトセルネットワークのアップリンク信号における巡回プレフィックスの持続時間よりも短い場合に、前記フェムトセルネットワークが前記最初の到着ユーザの前記到着時間に同期する請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記時間差が、前記フェムトセルネットワークのアップリンク信号における巡回プレフィックスの持続時間よりも長い場合に、前記フェムトセルネットワークが前記最初の到着ユーザの前記到着時間より後の所定の時間に同期する請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記時間差の推定値は、マクロセルネットワークの前記モバイルユーザの前記信号の前記到着時間の統計量を使用して推定される請求項３に記載の方法。
【請求項７】
最初の到着信号と最後の到着信号との間の遅延の最大値が、巡回プレフィックスの持続時間より短い場合に、前記フェムトセルネットワークが、最初の到着ユーザに同期する請求項１に記載の方法。
【請求項８】
最初の到着信号と最後の到着信号との間の遅延の最大値が、巡回プレフィックスの持続時間より長い場合に、前記フェムトセルネットワークが、前記送信時間を、最初の到着ユーザの前記到着時間より後の所定の時間に同期させる請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記マクロセルの移動局が、前記マクロセルネットワークの基地局に同期する請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
最初の到着マクロセル移動局からの信号と最後の到着マクロセル移動局からの信号との間の遅延が（２ｄ／ｃ）であり、ここでのｄは前記マクロセルネットワークの基地局と前記フェムトセルネットワークの基地局との間の距離を表し、ｃは光の速度を表す、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記同期点が、前記最初のユーザの到着時間に設定される請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記最初のユーザが、前記相関メトリックに対する閾値に応じて識別される請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記最初のユーザが、複数のピークのうちから最も早い遅延を有する前記１つのピークを選択することによって、識別される請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記フェムトセルネットワーク内の前記信号が、前記マクロセルネットワークの信号内の巡回プレフィックスと異なる持続時間を有する巡回プレフィックス、を有する請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記フェムトセルネットワーク内の前記巡回プレフィックスが、前記マクロセルネットワークの信号内の巡回プレフィックスより短い持続時間を有し、
前記フェムトセルネットワーク内の信号が、前記マクロセルネットワークの信号内のシンボル持続時間より長いシンボル持続時間を有する請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記フェムトセルネットワークが、当該フェムトセルネットワークのシンボル持続時間において、前記マクロセルネットワークの前記シンボル持続時間に関して、より多くのデータを送信する請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記フェムトセルネットワークにおける前記巡回プレフィックスの前記持続時間と前記シンボル持続時間との組合せ持続時間が、前記マクロセルネットワークにおける前記巡回プレフィックスの前記持続時間と前記シンボル持続時間との組合せ持続時間に等しい請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記マクロセルネットワーク及び前記フェムトセルネットワーク内の前記シンボル持続時間が等しい請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記マクロセルネットワーク及び前記フェムトセルネットワークは、各信号におけるデータ期間を処理するために、同じＦＦＴサイズを使用する請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記フェムトセルネットワーク内の信号が、シンボル送信の間のサイレント期間を含む請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
前記サイレント期間が、前記フェムトセルネットワーク内の信号の前記巡回プレフィックスの持続時間と前記マクロセルネットワーク内の信号における前記巡回プレフィックスの持続時間との間の差に等しい請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記フェムトセルネットワークの前記基地局が、チャネル間干渉メトリックを計算し、前記同期点及び前記チャネル間干渉メトリックを使用して前記送信時間をスケジュールする請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
前記フェムトセルの前記基地局が、副搬送波を前記フェムトセルの前記ユーザに割り当てる請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記フェムトセルの前記基地局が、ユーザへの副搬送波の割り当てを、割り当て時に計算される前記同期点における前記副搬送波に対する前記チャネル間干渉メトリックに応じて行う請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記相関メトリックが、前記マクロセルネットワーク内の信号の巡回プレフィックスの持続時間より長い持続時間を有する相関窓を使用して計算される請求項１に記載の方法。
【請求項２６】
前記相関窓の前記持続時間が、閾値化方法を使用して決定される請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記拡張相関窓の前記持続時間が、前記フェムトセルネットワークの前記基地局と前記マクロセルネットワークの基地局との間の距離に従って決定される請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
前記相関メトリックが、Ｂｅｅｋの推定量に基づく請求項１に記載の方法。
【請求項２９】
前記相関メトリックが、Ｍｕｌｌｅｒの推定量に基づく請求項１に記載の方法。
【請求項３０】
前記相関メトリックが、Ｓｐｅｔｈの推定量に基づく請求項１に記載の方法。
【請求項３１】
前記相関メトリックが、相関ベースのタイミング推定量に基づく請求項１に記載の方法。
【請求項３２】
コグニティブ無線送信が考慮され、前記マクロセルネットワークが一次ネットワークであり、フェムトセルネットワークが二次ネットワークである請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信に関するものである。より具体的には、本発明は、無線でサブネットワーク基地局をマクロセルネットワークに効率よく同期させ、干渉を最小限に抑える方法を提供する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本出願は、同時係属米国特許出願である（ａ）２００８年８月２８日に出願したＩｓｍａｉｌ  Ｇｕｖｅｎｃらによる「Ａ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｏｖｅｒ−ｔｈｅ−Ａｉｒ  Ｂｌｉｎｄ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｔｗｏ  ＯＦＤＭＡ−Ｂａｓｅｄ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ  ｆｏｒ  Ｍｉｎｉｍｉｚｉｎｇ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ」という表題の米国特許仮出願第６１／０９２，６７８号、並びに（ｂ）２００８年１０月７日に出願した「Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｏｖｅｒ−ｔｈｅ−Ａｉｒ  Ｂｌｉｎｄ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｔｗｏ  ＯＦＤＭＡ−Ｂａｓｅｄ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ  Ｕｓｉｎｇ  ａｎ  Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  Ｗｉｎｄｏｗ  Ｌｅｎｇｔｈ」という表題の米国特許仮出願第６１／１０３，５１７号、及び（ｃ）２００９年６月２９日に出願した「Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｏｖｅｒ−ｔｈｅ−Ａｉｒ  Ｂｌｉｎｄ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｔｗｏ  ＯＦＤＭＡ−Ｂａｓｅｄ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ  ｔｈａｔ  Ｍｉｎｉｍｉｚｅｓ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｂｙ  Ｕｓｉｎｇ  ａｎ  Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  Ｗｉｎｄｏｗ  Ｌｅｎｇｔｈ」という表題の米国特許非仮出願第１２／４９３，８９２号に関係し、これらの特許出願の優先権を主張するものであり、これらの特許出願はすべて参照により本明細書に組み込まれる。
【０００３】
本件に対応する米国出願は、前述の米国特許出願第１２／４９３，８９２号の継続出願である。
【背景技術】
【０００４】
フェムトセルは、モバイルユーザの家屋内に配置されるセルラ通信における新しいタイプのセルである。フェムトセルは、データ転送速度の向上、屋内カバレッジの改善、及び通信事業者にとってのバックボーントラフィックの低減など、通信事業者と消費者の双方に多くの利点をもたらす。フェムトセルの利点は、論文（ａ）「Ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｆ  ｕｓｅｒ−ｄｅｐｌｏｙｅｄ，ｃｏ−ｃｈａｎｎｅｌ  ｆｅｍｔｏｃｅｌｌｓ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｃａｌｌ  ｄｒｏｐ  ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ  ｉｎ  ａ  ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ  ｓｃｅｎａｒｉｏ」、Ｌ．Ｔ．Ｗ．Ｈｏ及びＨ．Ｃｌａｕｓｓｅｎ著、Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ  Ｉｎｔ．Ｓｙｍｐ．Ｐｅｒｓｏｎａｌ，Ｉｎｄｏｏｒ，Ｍｏｂｉｌｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｃｏｍｍｕｎ．（ＰＩＭＲＣ）（ギリシャ、アテネ）発行、２００７年９月、１〜５頁；
論文（ｂ）「Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｏｆ  ｍａｃｒｏ−  ａｎｄ  ｃｏ−ｃｈａｎｎｅｌ  ｆｅｍｔｏｃｅｌｌｓ  ｉｎ  ａ  ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ  ｃｅｌｌ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ」、Ｈ．Ｃｌａｕｓｓｅｎ著、Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ  Ｉｎｔ．Ｓｙｍｐ．Ｐｅｒｓｏｎａｌ，Ｉｎｄｏｏｒ，Ｍｏｂｉｌｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｃｏｍｍｕｎ．（ＰＩＭＲＣ）（ギリシャ、アテネ）発行、２００７年９月、１〜５頁；並びに、
論文（ｃ）「３ｒｄ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  ｐｒｏｊｅｃｔ；ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｇｒｏｕｐ  ｒａｄｉｏ  ａｃｃｅｓｓ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ；３Ｇ  Ｈｏｍｅ  ＮｏｄｅＢ  ｓｔｕｄｙ  ｉｔｅｍ  ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  ｒｅｐｏｒｔ」、ｔｈｅ  ３ＧＰＰ  ｓｔａｎｄａｒｄ、中国上海、２００８年３月、３ＧＰＰ  ＴＲ．２５．８２０  Ｖ８．０．０（２００８−０３）［ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．３ｇｐｐ．ｏｒｇ／ｆｔｐ／Ｓｐｅｃｓ／ｈｔｍｌ−ｉｎｆｏ／２５８２０．ｈｔｍから入手可能］において開示されている。しかし、フェムトセルには、マクロセルと他のフェムトセルの両方から受ける同一チャネル干渉、ハンドオフ、及びセキュリティ問題など、いくつかの固有の技術的難題が多数ある。
【０００５】
直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）ベースのフェムトセルネットワークでは、フェムトセルは、マクロセルの未使用の副搬送波を使用することによってマクロセルネットワークと共存することができる。このようなフェムトセルでは、図１に例示されているように、マクロセル移動局（ｍＭＳ）からのいくつかのアップリンク（ＵＬ）信号が異なる遅延でフェムトセル基地局（ｆＢＳ）に届きうる。図１に示されているように、マクロセルユーザ（つまり、ｍＭＳ  １０１〜１０４）からのアップリンク干渉は、マクロセル基地局（ｍＢＳ）１１０に同期する。しかし、ｍＭＳ  １０１〜１０４の信号は、異なる遅延でｆＢＳ  １２０に届き、その結果、チャネル間又は搬送波間干渉（ＩＣＩ）が生じる。
【０００６】
論文「Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ＯＦＤＭＡ  ｓｙｓｔｅｍｓ  ｗｉｔｈ  ｔｉｍｉｎｇ  ｍｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔ」（「Ｓａｈｉｎ」）、Ｍ．Ｅ．Ｓａｈｉｎ、Ｉ．Ｇｕｖｅｎｃ、Ｍ．Ｒ．Ｊｅｏｎｇ、及びＨ．Ａｒｓｌａｎ著、ＩＥＥＥ  Ｇｌｏｂａｌ  Ｔｅｌｅｃｏｍ：Ｃｏｎｆ．（ＧＬＯＢＥＣＯＭ）（ルイジアナ州ニューオーリンズ）、２００８年１１月発表で説明されているように、ｍＭＳからの信号がフェムトセルユーザの巡回プレフィックスの後に届いたときに、ｍＭＳからの信号がかなりのＩＣＩを引き起こす。ＩＣＩがマクロセルネットワークのＵＬ信号に及ぶのを防ぐか、又は低減するために、ｆＢＳは好ましくはマクロセルネットワークに効率的に同期しなければならない。しかし、ｍＭＳは、フェムトセルと直接的に通信することはないため、ｍＭＳは同期するためにいかなるパイロット／トレーニングシンボルもフェムトセルに送信しない。したがって、フェムトセルは、ＵＬ受信マルチユーザ信号を通じてマクロセルネットワークと「ブラインド方式で」同期しなければならない。
【０００７】
ＯＦＤＭシステムにおけるブラインド時間同期は、例えば、論文「Ｂｌｉｎｄ  ｓｙｍｂｏｌ−ｔｉｍｉｎｇ  ａｎｄ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−ｏｆｆｓｅｔ  ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｉｎ  ＯＦＤＭ  ｓｙｓｔｅｍｓ  ｗｉｔｈ  ｒｅａｌ  ｄａｔａ  ｓｙｍｂｏｌｓ」（「Ｔａｎｄａ」）、Ｍ．Ｔａｎｄａ著、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ  Ｃｏｍｍｕｎ．発行、第５２巻、第１０号、１６０９〜１６１２頁、２００４年１０月；
論文「Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ  ｏｆ  ｂｌｉｎｄ  ｓｙｍｂｏｌ  ｔｉｍｉｎｇ  ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｉｎ  ｃｙｃｌｉｃ  ｐｒｅｆｉｘｅｄ  ＯＦＤＭ  ｓｙｓｔｅｍｓ」（「Ｇｕｏ」）、Ｈ．Ｇｕｏ、Ｑ．Ｃｈｅｎｇ、及びＲ．Ｌｉｙａｎａ−Ｐａｔｈｉｒａｎａ著、Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ  ＴＥＮＣＯＮ（オーストラリア、メルボルン）発行、２００５年１１月、１〜５頁；
論文「ＭＬ  ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｉｍｅ  ａｎｄ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｏｆｆｓｅｔ  ｉｎ  ＯＦＤＭ  ｓｙｓｔｅｍｓ」（「Ｂｅｅｋ」）、Ｖ．Ｂｅｅｋ、Ｍ．Ｓａｎｄｅｌｌ、及びＰ．Ｂｏｒｊｅｓｓｏｎ著、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｓｉｇ．Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ発行、第４５巻、第７号、１８００〜１８０５頁、１９９７年７月；
論文「Ｏｎ  ｔｈｅ  ｏｐｔｉｍａｌｉｔｙ  ｏｆ  ｍｅｔｒｉｃｓ  ｆｏｒ  ｃｏａｒｓｅ  ｆｒａｍｅ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｉｎ  ＯＦＤＭ：Ａ  ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ」（「Ｍｕｌｌｅｒ」）、Ｓ．Ｍｕｌｌｅｒ−Ｗｅｉｎｆｕｒｔｎｅｒ著、Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ  Ｉｎｔ．Ｓｙｍｐ．Ｐｅｒｓｏｎａｌ，Ｉｎｄｏｏｒ，Ｍｏｂｉｌｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｃｏｍｍｕｎ．（ＰＩＭＲＣ）（マサチューセッツ州ボストン）発行、１９９８年９月；
論文「Ｆｒａｍｅ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ＯＦＤＭ  ｓｙｓｔｅｍｓ  ｉｎ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  ｆａｄｉｎｇ  ｃｈａｎｎｅｌｓ」（「Ｓｐｅｔｈ」）、Ｍ．Ｍ．Ｓｐｅｔｈ、Ｆ．Ｃｌａｓｓｅｎ、及びＨ．Ｍｅｙｒ著、Ｐｒｏｃ．ＴＲＰＥ  Ｖｅｈｉｃ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｃｏｎｆ．（ＶＴＣ）（アリゾナ州フェニックス）、１９９７年５月、１８０７〜１８１１頁；
論文「Ａ  ｎｏｖｅｌ  ｂｌｉｎｄ  ｃａｒｒｉｅｒ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ＭＩＭ０  ＯＦＤＭ  ｓｙｓｔｅｍ」、Ｄ．Ｗａｎｇ、Ｊ．Ｗｅｉ、及びＸ．Ｚｈａｎｇ著、Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ  Ｍｉｌｉｔａｒｙ  Ｃｏｍｍｕｎ．Ｃｏｎｆ（ＭＩＬＣＯＭ）（フロリダ州オーランド）発行、２００７年１０月、１〜４頁：
論文「Ａ  ｂｌｉｎｄ  ｕｐｌｉｎｋ  ＯＦＤＭ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｃｙｃｌｏｓｔａｔｉｏｎａｒｉｔｙ」、Ｍ．Ｈｕａ及びＪ．Ｚｈｕ著、Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ  Ｖｅｈｉｃ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｃｏｎｆ．（ＶＴＣ）発行、第２巻、スウェーデン。ストックホルム、２００５年６月、１００２〜１００６頁；
論文「Ｂｌｉｎｄ  ｔｉｍｅ  ａｎｄ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｉｎ  ＯＦＤＭ  ｂａｓｅｄ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ」、Ｈ．Ｗ．Ｋｉｍ、Ｓ．ｍｉｎ  Ｌｅｅ、Ｋ．Ｋａｎｇ、及びＤ．−Ｓ．Ａｈｍ、Ｐｒｏｃ．Ｖｅｈｉｃ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｃｏｎｆ．（ＦＴＣ）（オーストラリア、メルボルン）発行、２００６年９月、１〜５頁；並びに、
論文「Ｂｌｉｎｄ  ＯＦＤＭ  ｓｙｍｂｏｌ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｉｎ  ＩＳＩ  ｃｈａｎｎｅｌｓ」、Ｒ．Ｎｅｇｉ．及びＪ．Ｍ．Ｃｉｏｆｆｉ著、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｃｏｍｍｕｎ．発行、第５０巻、第９号、１５２５〜１５３４頁、２００２年９月において開示されている。これらの文献において開示されている技術では、受信信号を復号化するために同期を実行するが、マクロセルとフェムトセルとの間のＩＣＩを低減又は最小化するために同期を実行することはしない。
【０００８】
しかし、マルチユーザの場合のブラインド同期（つまり、ＵＬマルチユーザ信号との同期）については、文献において説明されていない。ブラインド同期に対する狭帯域干渉効果は、例えば、論文「Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｅｆｆｅｃｔ  ｏｎ  ＯＦＤＭ  ｔｉｍｉｎｇ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ」、Ｍ．Ｍａｒｅｙ及びＨ．Ｓｔｅｅｎｄａｍ著、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ  Ｓｉｇ．Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ発行、第５５巻、第９号、４５５８〜４５６６頁、２００７年９月において開示されているが、このシステムでは、ブラインド推定方式ではなく、パイロット支援タイミング推定方式を考えている。狭帯域干渉は、マルチユーザ干渉と異なるので、適用可能な推定技術は異なることがある。
【０００９】
論文「Ａ  ｔｉｍｅ  ａｎｄ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｓｃｈｅｍｅ  ｆｏｒ  ｍｕｌｔｉｕｓｅｒ  ＯＦＤＭ」、Ｊ．Ｖ．Ｂｅｅｋ、Ｐ．Ｏ．Ｂｏｒｊｅｓｓｏｎ、Ｍ．Ｌ．Ｂｏｕｃｈｅｒｅｔ、Ｄ．Ｌａｎｄｓｔｒｏｍ、Ｊ．Ｍ．Ａｒｅｎａｓ、Ｐ．Ｏｄｌｉｎｇ、Ｃ．Ｏｓｔｂｅｒｇ、Ｍ．Ｗａｈｌｑｖｉｓｔ、及びＳ．Ｋ．Ｗｉｌｓｏｎ著、ＩＥＥＥ  Ｊ．Ｓｅｌｅｃｔ．Ａｒｅａｓ  Ｃｏｍｍｕｎ．（ＪＳＡＣ）発行、第１７巻、第１１号、１９００〜１９１４頁、１９９９年１１月では、マルチユーザＯＦＤＭシステムに関して時間／周波数同期方式が開示された。しかし、そのシステムでは、それぞれのユーザは、それぞれのユーザの時間／周波数をオフセットを個別に推定することを目的として他のユーザから（周波数領域内の分離フィルターを通じて）特に分離されている。
【００１０】
フェムトセルにおけるブラインド同期の目的は、受信信号を復号化することにあるのではない。むしろ、マクロセルＵＬマルチユーザ信号との効率的な同期により、フェムトセルにおいてＩＣＩを低減することができる。上述のように、それぞれのｍＭＳは、典型的には、それ専用のｍＢＳに同期する。例えば、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｅｅｅ８０２．ｏｒｇ／１６／ｐｕｂｓ／８０２１６ｅ．ｈｔｍから入手可能な２００６年２月版のＩＥＥＥ  ８０２．１６ｅ標準（つまり、「ＷｉＭＡＸ規格」）の初期／周期的レンジングメカニズムを参照のこと。ｍＭＳとｍＢＳとの同期は、ｍＭＳからｆＢＳへの信号到着時間の統計量に影響を及ぼす。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】論文「Ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｆ  ｕｓｅｒ−ｄｅｐｌｏｙｅｄ，ｃｏ−ｃｈａｎｎｅｌ  ｆｅｍｔｏｃｅｌｌｓ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｃａｌｌ  ｄｒｏｐ  ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ  ｉｎ  ａ  ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ  ｓｃｅｎａｒｉｏ」、Ｌ．Ｔ．Ｗ．Ｈｏ及びＨ．Ｃｌａｕｓｓｅｎ著、Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ  Ｉｎｔ．Ｓｙｍｐ．Ｐｅｒｓｏｎａｌ，Ｉｎｄｏｏｒ，Ｍｏｂｉｌｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｃｏｍｍｕｎ．（ＰＩＭＲＣ）（ギリシャ、アテネ）発行、２００７年９月、１〜５頁
【非特許文献２】、論文「Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｏｆ  ｍａｃｒｏ−  ａｎｄ  ｃｏ−ｃｈａｎｎｅｌ  ｆｅｍｔｏｃｅｌｌｓ  ｉｎ  ａ  ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ  ｃｅｌｌ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ」、Ｈ．Ｃｌａｕｓｓｅｎ著、Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ  Ｉｎｔ．Ｓｙｍｐ．Ｐｅｒｓｏｎａｌ，Ｉｎｄｏｏｒ，Ｍｏｂｉｌｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｃｏｍｍｕｎ．（ＰＩＭＲＣ）（ギリシャ、アテネ）発行、２００７年９月、１〜５頁
【非特許文献３】論文「３ｒｄ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  ｐｒｏｊｅｃｔ；ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｇｒｏｕｐ  ｒａｄｉｏ  ａｃｃｅｓｓ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ；３Ｇ  Ｈｏｍｅ  ＮｏｄｅＢ  ｓｔｕｄｙ  ｉｔｅｍ  ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  ｒｅｐｏｒｔ」、ｔｈｅ  ３ＧＰＰ  ｓｔａｎｄａｒｄ、中国上海、２００８年３月、３ＧＰＰ  ＴＲ．２５．８２０  Ｖ８．０．０（２００８−０３）［ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．３ｇｐｐ．ｏｒｇ／ｆｔｐ／Ｓｐｅｃｓ／ｈｔｍｌ−ｉｎｆｏ／２５８２０．ｈｔｍ］
【非特許文献４】論文「Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ＯＦＤＭＡ  ｓｙｓｔｅｍｓ  ｗｉｔｈ  ｔｉｍｉｎｇ  ｍｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔ」（「Ｓａｈｉｎ」）、Ｍ．Ｅ．Ｓａｈｉｎ、Ｉ．Ｇｕｖｅｎｃ、Ｍ．Ｒ．Ｊｅｏｎｇ、及びＨ．Ａｒｓｌａｎ著、ＩＥＥＥ  Ｇｌｏｂａｌ  Ｔｅｌｅｃｏｍ：Ｃｏｎｆ．（ＧＬＯＢＥＣＯＭ）（ルイジアナ州ニューオーリンズ）、２００８年１１月発表
【非特許文献５】論文「Ｂｌｉｎｄ  ｓｙｍｂｏｌ−ｔｉｍｉｎｇ  ａｎｄ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−ｏｆｆｓｅｔ  ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｉｎ  ＯＦＤＭ  ｓｙｓｔｅｍｓ  ｗｉｔｈ  ｒｅａｌ  ｄａｔａ  ｓｙｍｂｏｌｓ」（「Ｔａｎｄａ」）、Ｍ．Ｔａｎｄａ著、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ  Ｃｏｍｍｕｎ．発行、第５２巻、第１０号、１６０９〜１６１２頁、２００４年１０月
【非特許文献６】論文「Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ  ｏｆ  ｂｌｉｎｄ  ｓｙｍｂｏｌ  ｔｉｍｉｎｇ  ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｉｎ  ｃｙｃｌｉｃ  ｐｒｅｆｉｘｅｄ  ＯＦＤＭ  ｓｙｓｔｅｍｓ」（「Ｇｕｏ」）、Ｈ．Ｇｕｏ、Ｑ．Ｃｈｅｎｇ、及びＲ．Ｌｉｙａｎａ−Ｐａｔｈｉｒａｎａ著、Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ  ＴＥＮＣＯＮ（オーストラリア、メルボルン）発行、２００５年１１月、１〜５頁
【非特許文献７】論文「ＭＬ  ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｉｍｅ  ａｎｄ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｏｆｆｓｅｔ  ｉｎ  ＯＦＤＭ  ｓｙｓｔｅｍｓ」（「Ｂｅｅｋ」）、Ｖ．Ｂｅｅｋ、Ｍ．Ｓａｎｄｅｌｌ、及びＰ．Ｂｏｒｊｅｓｓｏｎ著、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｓｉｇ．Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ発行、第４５巻、第７号、１８００〜１８０５頁、１９９７年７月
【非特許文献８】論文「Ｏｎ  ｔｈｅ  ｏｐｔｉｍａｌｉｔｙ  ｏｆ  ｍｅｔｒｉｃｓ  ｆｏｒ  ｃｏａｒｓｅ  ｆｒａｍｅ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｉｎ  ＯＦＤＭ：Ａ  ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ」（「Ｍｕｌｌｅｒ」）、Ｓ．Ｍｕｌｌｅｒ−Ｗｅｉｎｆｕｒｔｎｅｒ著、Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ  Ｉｎｔ．Ｓｙｍｐ．Ｐｅｒｓｏｎａｌ，Ｉｎｄｏｏｒ，Ｍｏｂｉｌｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｃｏｍｍｕｎ．（ＰＩＭＲＣ）（マサチューセッツ州ボストン）発行、１９９８年９月
【非特許文献９】論文「Ｆｒａｍｅ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ＯＦＤＭ  ｓｙｓｔｅｍｓ  ｉｎ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  ｆａｄｉｎｇ  ｃｈａｎｎｅｌｓ」（「Ｓｐｅｔｈ」）、Ｍ．Ｍ．Ｓｐｅｔｈ、Ｆ．Ｃｌａｓｓｅｎ、及びＨ．Ｍｅｙｒ著、Ｐｒｏｃ．ＴＲＰＥ  Ｖｅｈｉｃ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｃｏｎｆ．（ＶＴＣ）（アリゾナ州フェニックス）、１９９７年５月、１８０７〜１８１１頁
【非特許文献１０】論文「Ａ  ｎｏｖｅｌ  ｂｌｉｎｄ  ｃａｒｒｉｅｒ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ＭＩＭ０  ＯＦＤＭ  ｓｙｓｔｅｍ」、Ｄ．Ｗａｎｇ、Ｊ．Ｗｅｉ、及びＸ．Ｚｈａｎｇ著、Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ  Ｍｉｌｉｔａｒｙ  Ｃｏｍｍｕｎ．Ｃｏｎｆ（ＭＩＬＣＯＭ）（フロリダ州オーランド）発行、２００７年１０月、１〜４頁
【非特許文献１１】論文「Ａ  ｂｌｉｎｄ  ｕｐｌｉｎｋ  ＯＦＤＭ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｃｙｃｌｏｓｔａｔｉｏｎａｒｉｔｙ」、Ｍ．Ｈｕａ及びＪ．Ｚｈｕ著、Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ  Ｖｅｈｉｃ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｃｏｎｆ．（ＶＴＣ）発行、第２巻、スウェーデン。ストックホルム、２００５年６月、１００２〜１００６頁
【非特許文献１２】論文「Ｂｌｉｎｄ  ｔｉｍｅ  ａｎｄ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｉｎ  ＯＦＤＭ  ｂａｓｅｄ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ」、Ｈ．Ｗ．Ｋｉｍ、Ｓ．ｍｉｎ  Ｌｅｅ、Ｋ．Ｋａｎｇ、及びＤ．−Ｓ．Ａｈｍ、Ｐｒｏｃ．Ｖｅｈｉｃ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｃｏｎｆ．（ＦＴＣ）（オーストラリア、メルボルン）発行、２００６年９月、１〜５頁
【非特許文献１３】論文「Ｂｌｉｎｄ  ＯＦＤＭ  ｓｙｍｂｏｌ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｉｎ  ＩＳＩ  ｃｈａｎｎｅｌｓ」、Ｒ．Ｎｅｇｉ．及びＪ．Ｍ．Ｃｉｏｆｆｉ著、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｃｏｍｍｕｎ．発行、第５０巻、第９号、１５２５〜１５３４頁、２００２年９月
【非特許文献１４】論文「Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｅｆｆｅｃｔ  ｏｎ  ＯＦＤＭ  ｔｉｍｉｎｇ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ」、Ｍ．Ｍａｒｅｙ及びＨ．Ｓｔｅｅｎｄａｍ著、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ  Ｓｉｇ．Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ発行、第５５巻、第９号、４５５８〜４５６６頁、２００７年９月
【非特許文献１５】論文「Ａ  ｔｉｍｅ  ａｎｄ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｓｃｈｅｍｅ  ｆｏｒ  ｍｕｌｔｉｕｓｅｒ  ＯＦＤＭ」、Ｊ．Ｖ．Ｂｅｅｋ、Ｐ．Ｏ．Ｂｏｒｊｅｓｓｏｎ、Ｍ．Ｌ．Ｂｏｕｃｈｅｒｅｔ、Ｄ．Ｌａｎｄｓｔｒｏｍ、Ｊ．Ｍ．Ａｒｅｎａｓ、Ｐ．Ｏｄｌｉｎｇ、Ｃ．Ｏｓｔｂｅｒｇ、Ｍ．Ｗａｈｌｑｖｉｓｔ、及びＳ．Ｋ．Ｗｉｌｓｏｎ著、ＩＥＥＥ  Ｊ．Ｓｅｌｅｃｔ．Ａｒｅａｓ  Ｃｏｍｍｕｎ．（ＪＳＡＣ）発行、第１７巻、第１１号、１９００〜１９１４頁、１９９９年１１月
【発明の概要】
【００１２】
本発明は、サブネットワーク（例えば、フェムトセルネットワーク）とより大きなネットワーク（例えば、マクロセルネットワーク）のＵＬとの無線による同期を実現するものである。この同期の目標は、異なるネットワーク（例えば、マクロセルネットワーク）内の送信機からフェムトセルネットワークへのＩＣＩを低減することである。フェムトセルネットワークは、異なるネットワークの送信機から受信した信号を復号化しないので、異なるネットワークへの最適な同期点は、信号復号化が望ましい場合と異なる。
【００１３】
本発明の一実施形態により、サブネットワーク通信に対するＩＣＩを低減するためのブラインド同期方法が開示される。それに加えて、拡張相関窓を使用して第１のユーザに対し正確に、ブラインド方式で同期する方法が開示される。
【００１４】
本発明の一実施形態により、この方法は、マクロセルネットワークのカバーエリア内のフェムトセルネットワークにおけるチャネル間干渉を、フェムトセルネットワークのカバーエリア内で信号が検出されうるマクロセルネットワークの複数のユーザの存在下で低減する。マクロセルネットワークのユーザの信号は、マクロセルネットワークの基地局に同期させることができる。マクロセルネットワークとフェムトセルネットワークは両方とも、ＯＦＤＭＡシステムとすることができる。この方法は、（ａ）相関メトリックを使用して、フェムトセルネットワークの基地局で受信されるマクロセルネットワークのモバイルユーザからの信号の到着時間を判定するステップと、（ｂ）判定された到着時間に応じて導き出された同期点に基づいてフェムトセルネットワークのユーザによる送信時間を同期又はスケジュールするステップとを含む。同期点は、最初の到着ユーザ遅延と最後の到着ユーザ遅延との間の時間差の推定を考慮した後に決定される。その時間差は、フェムトセルネットワークのアップリンク信号のＣＰ持続時間より短くてもよい。その状況では、フェムトセルネットワークは、最初の到着ユーザの到着時間に同期することができる。或いは、時間差がＣＰ持続時間より大きい場合、フェムトセルネットワークは、最初の到着ユーザの到着時間の後の所定の時間に同期しうる。時間差の推定では、マクロセルネットワークのモバイルユーザの信号の到着時間の統計量を使用することができる。
【００１５】
本発明の他の実施形態により、最初の到着信号と最後の到着信号との間の最大遅延がＣＰ持続時間より小さい場合に、フェムトセルネットワークは最初の到着ユーザに同期することができる。或いは、最初の到着信号と最後の到着信号との間の最大遅延がＣＰ持続時間より大きい場合、フェムトセルネットワークは、送信時間を最初の到着ユーザの到着時間の後の所定の時間に同期させることができる。
【００１６】
本発明の一実施形態では、最初の到着マクロセル移動局からの信号と最後の到着マクロセル移動局からの信号との間の遅延は、実質的に２ｄ／ｃとみなされ、式中、ｄはマクロセルネットワークの基地局とフェムトセルネットワークの基地局との間の距離を表し、ｃは光の速度を表す。
【００１７】
本発明の一実施形態により、第１のユーザは、相関メトリックを閾値化するか、又は複数のピークのうちから最も早い遅延を有するピークを１つ選択することによって識別される。
【００１８】
フェムトセルネットワークの信号におけるＣＰ持続時間は、マクロセルネットワーク内でのＣＰ持続時間と異なる場合がある。フェムトセルネットワークのＣＰ持続時間が、マクロセルネットワークのＣＰ持続時間よりも短い場合、フェムトセルネットワークでは、この持続時間の差を利用してシンボル持続時間を延長し、これにより追加データを送信することができる。延長されたシンボル持続時間でＣＰ持続時間の差を使い切る可能性があるが、このトレードオフはＩＣＩの増大によって決まる。或いは、ＣＰ持続時間の差によってフェムトセルではサイレント期間を維持することができ（ＩＣＩを持ち込まない）、消費電力を低減することができる。
【００１９】
本発明の一実施形態では、フェムトセルの基地局は、フェムトセルのユーザへの副搬送波の割り当てを、割り当て時に計算される同期点におけるそれぞれの副搬送波に対するＩＣＩメトリックに応じて行う。相関メトリックは、マクロセルネットワーク内のＣＰ持続時間より長い持続時間を有する拡張相関窓を使用して計算できる。拡張相関窓の持続時間は、閾値化方法を使用して決定することができる。或いは、拡張相関窓の持続時間は、フェムトセルネットワークの基地局とマクロセルネットワークの基地局との間の距離に従って決定することができる。相関メトリックは、Ｂｅｅｋの推定量、Ｍｕｌｌｅｒの推定量、Ｓｐｅｔｈの推定量、又は相関ベースのタイミング推定量に基づくものとしてもよい。
【００２０】
本発明は、付属の図面に関連して以下の詳細な説明を考察することでさらによく理解される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】カバレッジ半径Ｒのマクロセルネットワーク１００を示す図である。
【図２】ｍＭＳ２、ｍＭＳ４、ｍＭＳ３、及びｍＭＳ４からのアップリンク時間領域信号１３２、１３４、１３６、及び１３９、並びにｆＢＳ  １２０で受信したフェムトセル移動局（ｆＭＳ）１３０からのアップリンク時間領域信号１３１を示す図である。
【図３】Ｇｕｏの修正メトリックγ（θ）の求め方を示す図である。
【図４】マルチユーザシナリオにおいて、それぞれ異なるユーザの信号に対応する複数の相関ピーク１５０、１５２、１５４を観察することができることを示す図である。
【図５ａ】第１の例において、フェムトセルで観察されるｍＭＳによって引き起こされるＩＣＩに対する同期時点の影響を示す図である。
【図５ｂ】第１の例において、フェムトセルで観察されるｍＭＳによって引き起こされるＩＣＩに対する同期時点の影響を示す図である。
【図５ｃ】第１の例において、フェムトセルで観察されるｍＭＳによって引き起こされるＩＣＩに対する同期時点の影響を示す図である。
【図６ａ】第２の例において、フェムトセルで観察されるｍＭＳによって引き起こされるＩＣＩに対する同期時点の影響を示す図である。
【図６ｂ】第２の例において、フェムトセルで観察されるｍＭＳによって引き起こされるＩＣＩに対する同期時点の影響を示す図である。
【図６ｃ】第２の例において、フェムトセルで観察されるｍＭＳによって引き起こされるＩＣＩに対する同期時点の影響を示す図である。
【図６ｄ】第２の例において、フェムトセルで観察されるｍＭＳによって引き起こされるＩＣＩに対する同期時点の影響を示す図である。
【図７】ＡＷＧＮチャネルのＩＣＩに対するｍＭＳ−ｆＢＳ間距離（つまり、信号到着時間）の影響に関する代表的なシミュレーション結果を示す図である。
【図８】マルチパスチャネルのＩＣＩに対するｍＭＳ−ｆＢＳ間距離（つまり、信号到着時間）の影響に関する代表的なシミュレーション結果を示す図である（６タップＩＴＵ−Ｒ車両用Ａチャネルモデル、ただし、最大超過遅延は２．５１μ秒）。
【図９ａ】本発明による、フェムトセルネットワークに対するＩＣＩの影響を最小にする、マクロセル信号に効率的に同期するための技術を示す図である。
【図９ｂ】本発明による、フェムトセルネットワークに対するＩＣＩの影響を最小にする、マクロセル信号に効率的に同期するための技術を示す図である。
【図１０】異なるシナリオの下でのＩＣＩ電力と最初の到着ユーザの遅延に対する同期点の効果を示す例の図である。
【図１１】本発明の一実施形態による、フェムトセルに対する３つの可変ＣＰ（ＶＣＰ）の例２１６、２１８、及び２２０を示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態による、ｆＢＳ  ３００及びｆＭＳ  ３１０の両方におけるスケジューリング情報の使用例を示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態により、ＯＦＤＭ信号の長いデータ持続時間が複数のユーザの存在下で対毎にどのように相関するかを示す図である。
【図１４】本発明の一実施形態により、拡張相関窓長を用いてブラインド同期に対する相関メトリックを求めることを示す図である。
【図１５ａ】従来の相関窓長（つまり、Ｎｃｏｒｒ＝ＮＣＰ、Ｄｍａｘ＝０）を使用する相関メトリックの理論的平均及びシミュレートされた平均の両方を示す図である。
【図１５ｂ】従来の相関窓長（つまり、Ｎｃｏｒｒ＝ＮＣＰ、Ｄｍａｘ＝０）を使用する相関メトリックの理論的平均及びシミュレートされた平均のそれぞれの分散を示す図である。
【図１６ａ】拡張相関窓長（つまり、Ｎｃｏｒｒ＝ＮＣＰ、Ｄｍａｘ＝２３）を使用する相関メトリックの理論的平均及びシミュレートされた平均の両方を示す図である。
【図１６ｂ】拡張相関窓長（つまり、Ｎｃｏｒｒ＝ＮＣＰ、Ｄｍａｘ＝２３）を使用する相関メトリックの理論的平均及びシミュレートされた平均のそれぞれの分散を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明は、それぞれフェムトセルに基づく１つ又は複数の例によって示されているが、本発明は、ピコセルネットワーク、マイクロセルネットワーク、及び他のサブネットワークの基地局にも適用可能である。図１は、カバレッジ半径Ｒのマクロセルネットワーク１００を示している。図１に示されているように、複数のｍＭＳ  １０１、１０２、１０３、及び１０４はそれぞれ無線ＵＬ上でマクロセル基地局（ｍＢＳ）１１０への送信を行う。これらのＵＬ信号は、ｍＢＳ  １１０から知られている距離ｄのところに配置されている、ｆＢＳ  １２０に非同期に届く。以下の説明では、τｉは、ｍＭＳｉからのｆＢＳ  １２０における信号到着時間を表す。図２は、それぞれｍＭＳ２、ｍＭＳ４、ｍＭＳ３、及びｍＭＳ４からｆＢＳ  １２０で受信したＵＬ時間領域信号１３２、１３４、１３６、及び１３９、並びにフェムトセル移動局（ｆＭＳ）１３０からｆＢＳ  １２０で受信したＵＬ時間領域信号１３１を示している。ｍＭＳからの干渉を回避するために、ｆＭＳ  １３０では、ｍＭＳによって使用される副搬送波と異なる副搬送波を使用するか、又はフェムトセルから非常に遠く離れているｍＭＳによって使用される副搬送波を使用することができる。さらに、ｆＭＳ  １３０によって送信される信号に対するｆＢＳ  １２０における信号到着時間τｓｙｎｃが決定されうる。信号到着時間τｓｙｎｃをｆＭＳ  １３０にフィードバックして、ｍＭＳからのＩＣＩを低減することができる。
【００２３】
巡回プレフィックス（ＣＰ）持続時間ＴＣＰは、フェムトセル送信に対するＣＰの長さ（データサンプルにおける）を表す。受信したｆＭＳ信号を復調するために、フェムトセルは、最初に、ＣＰ（つまり、時刻τｓｙｎｃから（τｓｙｎｃ＋ＴＣＰ）までの間の信号の部分）を取り除く。次いで、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を信号の残り部分（つまり、時刻（τｓｙｎｃ＋ＴＣＰ）から（τｓｙｎｃ＋ＴＣＰ＋ＴＳ）までの間の信号）に適用し、式中、ＴＳはフェムトセル信号のシンボル持続時間を表す。ｍＭＳ信号のどれかが（τｓｙｎｃ＋ＴＣＰ）後に、つまりフェムトセルのＣＰの後に届いた場合、結果としてｆＭＳ信号へのＩＣＩが発生しうる。ｆＢＳで観察されるＩＣＩは、同期点τｓｙｎｃを調節することによって低減されうる。したがって、Ｎｕ人のユーザがＵＬに入っているＯＦＤＭＡシステムでは、ユーザｉの送信機でのサンプリングされた時間領域信号は、
【数１】
0005406928.tif 000002
のように書くことができ、式中、ｍはシンボルインデックスであり、Ｐｔｘ，ｉはユーザｉに対するシンボル毎の全送信電力であり、ｋ∈Γｉは副搬送波インデックスであり、Γｉは合計Ｎ個の搬送波のうちのユーザｉに割り当てられた副搬送波の集合であり、ＮｃｐはＣＰの長さ（サンプル数）であり、Ｘｔ（ｍ）（ｋ）はｋ番目の副搬送波及びｉ番目のユーザのｍ番目のシンボルに関するデータである。時間領域集約受信信号は、すべてのユーザからの信号の重ね合わせであり、それぞれの信号は異なるマルチパスチャネルを通って伝搬し、遅延
【数２】
0005406928.tif 000003
で受信機に届き、式中、
【数３】
0005406928.tif 000004
はユーザｉが受ける伝搬遅延であり、Ｔはシンボルの有用な部分の持続時間である。次いで、集約離散時間受信信号は、
【数４】
0005406928.tif 000005
として表すことができ、式中、ｗ（ｎ）は加法性白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）を示し、
【数５】
0005406928.tif 000006
であり、式中、Ｌはマルチパス成分（ＭＰＣ）の総数を示し、ｈｉ（ｍ）（ｌ）はユーザｉに対するｌ番目のＭＰＣであり、
【数６】
0005406928.tif 000007
であり、式中、τｌ，ｉはユーザｉに対するｌ番目のＭＰＣの遅延である。
【００２４】
ＯＦＤＭシステムに対するシングルユーザブラインド同期技術は、以前から調査されている。従来技術では、同期は、ＩＣＩを気にせずに、シンボル復調を増強することを意図されていた。例えば、Ｇｕｏは、２つの異なるシングルユーザブラインド同期方法（つまり、上記のＢｅｅｋ及びＭｕｌｌｅｒにおいてそれぞれ開示されているＢｅｅｋ推定量及びＭｕｌｌｅｒ推定量）の概要を述べている。Ｇｕｏは、これらの推定量の強化を開示している。Ｇｕｏの論文において、同期に対し相関メトリック
【数７】
0005406928.tif 000008
が定義されており、式中、ｙ（ｋ）は受信したＯＦＤＭ信号のサンプルを示し、ＮＣＰはＣＰの長さを示し、Ｎはシンボル持続時間の長さ（サンプル数）を示す。Ｓｐｅｔｈも、タイミング推定量を提案した（「Ｓｐｅｔｈの推定量」）。Ｂｅｅｋの推定量、Ｍｕｌｌｅｒの推定量、及びＳｐｅｔｈの推定量、並びに相関ベースの推定量は、それぞれ、
【数８】
0005406928.tif 000009
によって与えられる。
【００２５】
Ｇｕｏは、より実用的なものとなるようにＢｅｅｋの推定量をさらに修正している。選択された推定量を得た後、同期メトリックγ（θ）を最大化する時間インデックスをＯＦＤＭシンボルの同期点として選択する。
【００２６】
図３は、Ｇｕｏの同期メトリックγ（θ）の求め方を示している。図３では、ＣＰ長相関が、受信したＯＦＤＭシンボル内の可能なすべての時間シフトに対して生成される（相関１４０、１４１、１４２、及び１４４はそれぞれ１、２、３、及びＮ個のサンプルの時間シフトを表している）。シングルユーザの信号条件に関して、Ｂｅｅｋの推定量又はＭｕｌｌｅｒの推定量に基づく相関メトリックは、ＯＦＤＭシンボルの到着の真時に単一ピークをもたらす。しかし、図４に例示されているように、マルチユーザの信号条件下において、それぞれ異なるユーザの信号の到着に対応する複数の相関ピーク１５０、１５２、及び１５４が観察されうる。異なるユーザ間の遅延がＣＰ持続時間よりも短いと、個別のピークが平滑化され、また個別のピークが消失することすらありうることに留意されたい。ピークを明確に観察するために、複数のシンボルにわたってＯＦＤＭシンボルの平均をとらなければならないことがある。さらに、シャドーイング及び短期若しくは長期フェーディング効果により、最初の観察されたピーク１５０が、必ずしも、最強のピークとは限らない。したがって、最強のピーク１５２を選択しても、必ずしも、最初の到着ユーザの信号の到着時間が得られるわけではない。
【００２７】
Ｇｕｏ、Ｂｅｅｋ、又はＭｕｌｌｅｒのシングルユーザブラインド同期技術では、受信信号を同期させて、受信シンボルの適切な復号化を行うことができる。しかし、効率的な同期は、マルチユーザ環境では困難であり、従来技術の修正が要求される。この詳細な説明では、フェムトセルは、他のｍＭＳからの復号化情報に関係しておらず、むしろ、フェムトセルは、マクロセルネットワークによって引き起こされるフェムトセルへのＩＣＩを低減するように、ｍＭＳに効率よく同期させることに関係する。
【００２８】
図５ａ〜図５ｃ及び図６ａ〜図６ｄはそれぞれ、第１の例及び第２の例においてフェムトセルで観察されるｍＭＳによって引き起こされるＩＣＩに対する同期時点の影響を示している。（同期点は、ｆＢＳへのｆＭＳ信号の到着時間であり、ｆＢＳによって決定され、ｆＭＳに伝達される設計パラメータである）。マクロセルユーザが占有スペクトル（ＯＳ）１６５、１６７、及び１６９を使用する図５ａに示されているように、フェムトセルユーザは、ホワイトスペース（ＷＳ）スペクトル１６６及び１６８を使用することができる。図５ｂに示されているように、最近到着ｍＭＳ信号１６４と最初の到着ｍＭＳ信号１６２との間の遅延は、フェムトセル信号（図５ａ）のＣＰ持続時間１６０より短い（τ３−τ１）である。したがって、フェムトセルが最初の到着ｍＭＳ信号１６２に同期（つまり、τｓｙｎｃｈ＝τ１と設定）した場合、ｍＭＳ信号１６２、１６３、及び１６４は、すべて、フェムトセル信号のＣＰ持続時間１６０の範囲内に入る。その結果、フェムトセルにおけるＷＳスペクトル１６６及び１６８の使用に、ＩＣＩは関わらない。
【００２９】
しかし、図６ｂに例示されているように、最初の到着信号１７０と最後の到着信号１７２との間の遅延（τ３−τ１）がフェムトセルのＣＰ持続時間よりも長い場合、同期は困難なものとなる。フェムトセルが最初の到着ｍＭＳ信号１７０に同期（つまり、τｓｙｎｃｈ＝τ１）した場合、後に到着する信号１７２は、フェムトセル信号のＣＰ持続時間１６０の範囲内にない。図６ｃに例示されているように、ＩＣＩは、フェムトセルネットワーク内で通常使用される、ＷＳスペクトル１７３及び１７４内に持ち込まれる。図６ｄは、後述の本発明のより効率的な同期方法を使用することでＷＳ  １７５及び１７６内ではＩＣＩのレベルが減少することを示している。
【００３０】
図７及び図８は、それぞれ、ＡＷＧＮ及びマルチパスチャネルのＩＣＩに対するｍＭＳ−ｆＢＳ間距離（つまり、信号到着時間）の影響に関する代表的なシミュレーション結果を示している（６タップＩＴＵ−Ｒ車両用Ａチャネルモデル、ただし、最大超過遅延は２．５１μ秒）。図７及び図８のシミュレーション結果は、自由空間経路損失があると仮定して得られる。図７及び図８に示されているように、ＩＣＩに対するｍＭＳとｆＢＳとの間の距離の効果は２面ある。１つは、ｍＭＳとｆＢＳとの間の距離が大きいと、遅延が長くなり、したがって、ＩＣＩも高くなることである。もう１つは、信号の経路損失がｍＭＳとｆＢＳとの間の距離とともに増大すると、ＩＣＩがその距離とともに減少することである。シミュレーション結果は以下を示している。
（ａ）ｍＭＳ信号がフェムトセル信号のＣＰ持続時間内に到着する場合には、ｍＭＳ信号からのＩＣＩはごくわずかである。
（ｂ）信号到着時間の範囲がＣＰ持続時間を超える場合、ＩＣＩは増大する。
（ｃ）減衰により、ＩＣＩピークは、ｆＢＳ−ｍＭＳ間の距離とともに減少する。
（ｄ）マルチパスチャネルでは、最大超過遅延はＣＰ持続時間よりも長いため、距離が小さくてもＣＰ＝１／３２に対してはＩＣＩが存在する（図８のＩＣＩ値１９１及び１９３を参照のこと）。
（ｅ）ＩＣＩは、ＡＷＧＮチャネルと比べて（図８のＩＣＩピーク１８０、１８２、１８４、及び１８６を参照）、マルチパスチャネルに対しては、両方のチャネルが同じ平均シンボルエネルギーを有している場合であっても個別のマルチパス成分の遅延が大きいため、大きい（図７のＩＣＩピーク１９０、１９２、１９４、及び１９６を参照）。
（ｆ）ＩＣＩは、距離に関係なく、ＣＰ持続時間とともに減少する。
【００３１】
図９ａ及び図９ｂは、本発明による、フェムトセルネットワークに対するＩＣＩの影響を最小にする、マクロセル信号に効率的に同期するための２つの技術を示している。図９ａに示されているように、ステップ１０において、ＯＦＤＭＡ信号を受信する。ステップ２０において、受信したＯＦＤＭ信号から、シングルユーザ相関メトリックを導出する。（上述のように、複数のユーザがいる場合、シングルユーザ相関メトリックは、複数のピークを含むことがある。）次いで、ステップ３０において、最近の到着ユーザの信号（τｍａｘ）と最初の到着ユーザの信号（τ１）との間の遅延を推定する。差（τｍａｘ−τ１）がＣＰ持続時間（ＴＣＰ）より小さい場合、フェムトセルは、ステップ５０で、最初の到着ユーザ信号τ１に同期し、その結果、マクロセルネットワークからのＩＣＩは無視できるくらい小さなものとなる。しかし、差（つまり、τｍａｘ−τ１）がＣＰ持続時間より大きい場合、最初の到着ユーザの信号（例えば、図６ｂの信号１７０のような）に同期すると、その後の到着ユーザの信号はフェムトセルのＣＰ持続時間を外れることになる（例えば、図６ｂの信号１７２）。したがって、ステップ６０で、フェムトセルは点（τ１＋Δ）に同期してＩＣＩの影響を小さくする。同期点は、それでも、τ１のままであり、場合によっては、しばらくたってからの到着ユーザの遅延はフェムトセルのＣＰ持続時間の範囲を外れ、その結果、これらのユーザの後の方の到着信号からＩＣＩが生じる可能性がある。しかし、Δが適切に選択されれば、ＩＣＩを緩和することも可能である。同期点を選択する例示的な一方法として、
【数９】
0005406928.tif 000010
を選択する方法があり、式中、
【数１０】
0005406928.tif 000011
及びＥｉはｉ番目のユーザの受信信号エネルギー（或いは、図４に例示されているように、異なるユーザに対する相関メトリックのピーク値）を示し、ｕ（ｔ）は単位階段関数（つまり、ｔ＜０については０の値、ｔ≧０については１の値をとる関数）である。この式の背後にある重要なポイントは、費用関数が同期点に関して最小化されるという点である。与えられた同期点について、ユーザの遅延信号は、ＣＰの範囲内であるか、又はＣＰの範囲外である。遅延がＣＰの範囲外である場合、ユーザ遅延信号は、ＣＰより早く、又はＣＰよりも後に到着する。ユーザの遅延信号が、ＣＰ持続時間内に届いた場合、費用関数はいかなるペナルティも課さない（つまり、単位階段関数であるため対応する項はゼロである）。ユーザ遅延信号が、ＣＰ持続時間より早く、又は後に届いた場合、費用関数はＥｉとＣＰの始点（ＣＰよりも早く到着するユーザの遅延信号に対応する）又はＣＰの終点（ＣＰより後に到着するユーザの遅延信号に対応する）との間の遅延との積だけ増大する。ＣＰの始点は同期時点τｓｙｎｃｈに対応するので、費用関数は、τｓｙｎｃｈを変更し、全費用関数を最小化する値を選択することによって最小化されうる。
【００３２】
同期点は、他の方法でも、また他のメトリックを使用しても決定できる。例えば、ＩＣＩは、例えば、Ｓａｈｉｎにおいて、さらには論文「ＩＣＩ−Ｍｉｎｉｍｉｚｉｎｇ  Ｂｌｉｎｄ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｔｉｍｅ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ＯＦＤＭＡ−Ｂａｓｅｄ  Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」（「Ｇｕｖｅｎｃ」）、Ｉ．Ｇｕｖｅｎｃ、Ｍ．Ｅ．Ｓａｂｉｎ、Ｓ．Ｔｏｍｂａｚ、及びＨ．Ａｒｓｌａｎ著、ＩＥＥＥ  Ｇｌｏｂａｌ  Ｔｅｌｅｃｏｍ．Ｃｏｎｆ（ＧＬＯＢＥＣＯＭ）（ハワイ）提出、２００９年１１月において開示されている方法を使用して明示的に計算され、同期点は、指定された副搬送波に対するＩＣＩを最小化する同期点として選択されうる。Ｉｉ（ｋ）で、ｆＭＳ−１で使用される副搬送波ｋ上のｍＭＳｉによって引き起こされるＩＣＩ信号を表すものとする。表記を簡潔にするためそれぞれのユーザからの単一の占有副搬送波ｐｉを仮定すると、ｆＭＳ−１によって観察される全ＩＣＩ電力は、（Ｇｕｖｅｎｃにおいて開示されているように）
【数１１】
0005406928.tif 000012
によって与えられ、式中、Ｅｓｃ，ｉはＭＳｉに対する副搬送波毎の平均受信エネルギーであり、ξは同期点を示す。Ｇｕｖｅｎｃは、ＩＣＩを最小化するξの値、つまり、最適値ξは、ξに関する上記の式を微分し、０に等しいと置くことによって得られることを示している。信号電力が距離に依存する場合、最初の到着ユーザの信号に同期することで、典型的には、ほとんどの場合においてＩＣＩが最小化されるか、又はＩＣＩは十分に小さくなる。図１０は、２つの動作条件の下で同期点に関して全ＩＣＩがプロットされている単純な例を示している。自由空間経路損失を仮定し、パラメータはＮ＝５１２及びＮＣＰ＝１６（つまり、ＴＣＰ＝２．８μｓ）であるものとする。第１の動作条件の下で、１２人のマクロセルユーザからオポチュニスティックネットワークまでの距離は、それぞれ、［２５０、３００、．．．、８００］ｍ（最初と最後のユーザの信号の間の２０サンプルの遅延に対応する）であると仮定する。第２の動作条件の下で、１２人のマクロセルユーザの距離は、［５００、５５０、．．．、１０５０］ｍ（最初と最後のユーザの信号の間の２１サンプルの遅延に対応する）であると仮定する。両方の条件（つまり、２０サンプルと２１サンプル）の下での信号の拡散はＣＰ持続時間（１６サンプル）より大きいため、ＩＣＩは、同期点に関係なく、常に存在する。図１０に示されているように、オポチュニスティックネットワークが最初の到着マクロセルユーザ信号に正確に同期する場合（つまり、τｓｙｎｃｈ＝τ１）、観察されるＩＣＩ電力は、第１の動作条件の下で最小であり、第２の動作条件の下で最小に近い（同期時点が最初のユーザの到着時間より顕著に後の方の時点である他の動作条件もありうる）。第２の動作条件の差異に対する主な理由は、ユーザの遅延が長いため、最初の到着ユーザの信号は第１の動作条件に比べてより強く減衰することである。したがって、第２の動作条件における同期点では、最初のユーザの信号はＣＰ持続時間から外れたままとなり、ＣＰ持続時間の後に到着する信号の全体的なＩＣＩの寄与は最小になりうる。
【００３３】
最適な同期点を評価するのに必要なパラメータとしては、ｍＭＳ信号の到着時間（τｉ）及びそれぞれの遅延値における相関メトリックが挙げられる。候補相関メトリックのピークは、閾値を超える相関メトリックのいくつかのピークのうちから選択できる。最も早い遅延を有する相関メトリックのピークを選択することができる。その最初の到着ユーザの遅延にはτ１が割り当てられる。個別の遅延は、推定できないが、τ１及びτｍａｘは、決定できる場合、２ユーザシナリオを考え、上述のようにΔを選択するための方法を使用することによって同期点を見つけることができる。
【００３４】
上述のように、個別の遅延は、マルチユーザ信号条件の下では簡単に推定できない場合がある。しかし、ｍＭＳ信号の到着時間の統計量を使用することができる。例えば、「Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ  ｏｆ  ｍａｃｒｏｃｅｌｌ−ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｆｅｍｔｏｃｅｌｌ−ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｕｓｅｒｓ’  ｄｅｌａｙｓ  ｆｏｒ  ｉｍｐｒｏｖｅｄ  ｆｅｍｔｏｃｅｌｌ  ｕｐｌｉｎｋ  ｒｅｃｅｉｖｅｒ  ｄｅｓｉｇｎ」（「Ｇｕｖｅｎｃ２」）、Ｉ．Ｇｕｖｅｎｃ、ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、第１３巻、第４号、２００９年４月、２３９〜２４１頁において開示されているように、われわれは、マクロセルネットワークのｍＭＳ−−半径Ｒの円形セル上に均一に分散されていると仮定される−−はｍＢＳと同期すると考えることができ、したがって、最大遅延拡散（ＭＤＳ）推定は、２ｄ／ｃに等しくなるように導出することができ、式中、ｄはｆＢＳとｍＢＳとの間の距離であり、ｃは光の速度である。ＭＤＳは、（τｍａｘ−τ１）の最大値に対応する。このようなモデルは、ｍＭＳの正確な遅延（ただし、推定が困難であるか、又は実用的でない）に基づくモデルに比べて、精度が低い。多数のｍＭＳがあるマクロセルネットワークでは、ＭＤＳ、それでも、真の（τｍａｘ−τ１）値を精密に近似することができる。
【００３５】
図９ｂは、本発明の一実施形態による、ｆＢＳからＭＤＳ値を取得することに基づく同期のための方法を示している。図９ｂに示されているように、ステップ２０で相関メトリックを取得した後（図９ａのように）、ステップ３５で、最初の到着信号の到着時間に対応する時間τ１を推定する。次いで、ステップ７０でＭＤＳを取得し、その後、ＣＰ持続時間ＴＣＰと比較する（ステップ４５）。ステップ５０において、ＭＤＳがＣＰ持続時間よりも短い場合、フェムトセルは、ＩＣＩの危険性なしで、最初の到着時間τ１に同期することができる。ステップ６０において、ＭＤＳがＣＰ持続時間よりも長い場合、フェムトセルは、同期点（τ１＋Δ）に同期し、ＩＣＩを低減する。Δの値は、ＭＤＳ及びＴＣＰの相対値に応じて選択することができ、ＭＤＳの値が大きければ大きいほど、大きなΔ値を選択すべきである。
【００３６】
上記から明らかなように、フェムトセルにおける効率的な同期点は、ＣＰ持続時間に依存する。フェムトセルで受信した信号のＦＦＴは、ＣＰが取り除かれた後に残る信号のその部分に基づくため、真の同期点は、データ期間の始まりである。典型的には、異なるＣＰ持続時間から干渉が生じるのを回避するために、マクロセルネットワークとフェムトセルネットワークの両方に対して同じＣＰ持続時間が選択される。しかし、フェムトセルネットワークでは、マルチパス成分の最大超過遅延（ＭＥＤ）は、典型的には、マクロセルネットワークのＭＥＤに比べてかなり小さい。例えば、ＩＴＵ−Ｒチャネルモデルに基づき、屋内フェムトセルに対するＭＥＤは、０．５マイクロ秒のオーダーであるが、車両用マクロセルに対するＭＥＤは、最高で２０マイクロ秒までである。さらに、ｍＢＳに非常に近いｆＢＳについては、ＭＤＳも小さい場合がある（上述のように２ｄ／ｃで与えられる）。したがって、フェムトセルでのＣＰ持続時間（ＭＤＳとＭＥＤの両方に対応できるようにするために）は、マクロセルのＣＰ持続時間よりかなり短くなるように選択されうる。図１１は、本発明の一実施形態による、フェムトセルに対する３つの可変ＣＰ（ＶＣＰ）の例２１６、２１８、及び２２０を示している。図１１において、マクロセルにおけるＣＰ持続時間は、ＮＣＰ−１で表され、フェムトセルにおけるＣＰ持続時間は、ＮＣＰ−２で表される。
【００３７】
例２１６では、フェムトセルはＣＰには、送信する前に持続時間（ＮＣＰ−１−ＮＣＰ−２）のサイレント期間がある。このサイレント期間により、マクロセル２０２及びフェムトセル２０６は、両方とも、同じＦＦＴサイズを使用することができ、これにより、潜在的干渉を回避できる。次いで、それぞれのシンボルにおけるＣＰでのエネルギー使用を回避することによってフェムトセルで節電を達成することができる。サイレント期間は、データ期間の直後に設けることもできる。
【００３８】
例２１８において、フェムトセルでは、マクロセルで使用されるＣＰ持続時間よりも短いＣＰ持続時間を使用しているが、フェムトセルでは、追加のデータを送信するために延長時間（つまり、マクロセルＣＰとフェムトセルＣＰとの間の持続時間の差）を用いる。したがって、フェムトセル２１０は、マクロセル２０２に比べて大きいＦＦＴを使用する。この例では、フェムトセルがデータ期間を（ＮＣＰ−１−ＮＣＰ−２）だけ延長しても、ＩＣＩはフェムトセルの副搬送波内に出現する。余分な副搬送波利得が有意であり、結果として生じるＩＣＩがフェムトセル側で管理可能である場合、例２１８における可変ＣＰは、データ送信の改善をもたらしうる。
【００３９】
例２２０において、フェムトセルでは、より短いＣＰ持続時間２１２、及びマクロセルネットワーク２１４と同じＦＦＴサイズを使用し、シンボル間でサイレント期間をもたらさない（例２１６のように）。しかし、図１１からわかるように、この配置構成において、フェムトセルは、第１のシンボルの直後にマクロセルネットワークとの同期を喪失する。したがって、例２２０は、効率的な同期を行うための実現可能な方法ではない。
【００４０】
図１２は、本発明の一実施形態による、ｆＢＳ  ３００及びｆＭＳ  ３１０の両方におけるスケジューリング情報の使用例を示している。図１２に示されているように、ステップ３０２において、ｆＢＳ  ３００は、最初に、ｆＢＳ  ３００が配置されているマクロセルとのＵＬ同期を実行する。ＵＬ同期は、選択された同期方式（例えば、図９ａ及び図９ｂで示されている同期方式のいずれか）に従って達成することができる。次いで、ステップ３０６において、スケジューラによってスケジューリング決定（例えば、ｆＭＳに対する副搬送波の割り当て）を実行し、ｆＭＳによって観察されるＩＣＩを低減する。或いは、マクロセル同期ステップ３０２及びスケジューリングステップ３０６を１回のステップで（「連携して」）実行して、ＩＣＩを低減することができる。次いで、ステップ３２０において同期及びスケジューリング情報をｆＭＳ  ３１０に伝達する。ステップ３１４において、この受信した情報をｆＢＳ  ３１０に格納して、ＯＦＤＭＡ信号の信号生成器３１２を駆動する。ステップ３３０において、ｆＭＳ  ３１０は、ｆＢＳ  ３００へのアップリンクをしかるべく送信する。
【００４１】
図９ａ及び図９ｂを再び参照すると、ＩＣＩを低減するために最初のユーザの遅延τ１との正確な同期を使用することができることがわかる（例えば、ステップ２０、３０、及び３５で）。上述のように、従来技術では、シングルユーザ信号条件を仮定して、信号のＣＰ持続時間に等しい相関窓長を使用する。しかし、上でも説明しているように、複数のユーザが存在する場合、受信したＯＦＤＭＡ信号と他のユーザの信号との相関を対毎にとる（図４）。したがって、本発明の他の実施形態により、ＣＰ持続時間よりも長い相関窓長を使用して、最初の到着ユーザ信号により正確に同期することができる。
【００４２】
図１３は、本発明の一実施形態により、ＯＦＤＭ信号の長いデータ持続時間が複数のユーザの存在下で対毎にどのように相関するかを示している。図１２に示されているように、３人のユーザからの信号６００、６１０、及び６２０は、異なる遅延でｆＢＳに届く。シンボルのＣＰは、データ期間の終わりに送信されるシンボルの部分であるので（定義により）、ＣＰ持続時間内のサンプルは、データ期間の終わりにある対応するサンプルと対毎に相関する。３人のユーザの信号を組み合わせると、マルチユーザＯＦＤＭ信号が得られ、マルチユーザＯＦＤＭ信号内のより多くのサンプルが対毎に相関する。これは、図１３に例示されており、信号部分６３０は、３人のユーザのＣＰ持続時間において送信される信号を含み、信号部分６４０は、データ期間の対応する相関部分を含む。したがって、最初の到着ユーザに正確に同期するために、最適な相関窓長は、個別のＣＰ持続時間のそれぞれより長いことが予想され、また個別のＣＰ持続時間の組合せ持続時間６４０に等しいことが予想される。
【００４３】
図１４は、本発明の一実施形態により、拡張相関窓長を用いてブラインド同期に対する相関メトリックを求めることを示している。この詳細な説明では、拡張相関窓の長さＮｃｏｒｒは、Ｎｃｏｒｒ＝ＮＣＰ＋Ｄｍａｘで表され、式中、Ｄｍａｘは正整数である。理想的には、Ｄｍａｘは、ＡＷＧＮチャネルにおける最初の到着ユーザと最後の到着ユーザとの間の遅延である。マルチパスチャネルでは、最近の到着信号の最大超過遅延をＤｍａｘに追加することができる。実用状況において、Ｄｍａｘを推定することができる（ステップ４１０で）。ステップ４２０で、Ｄｍａｘを推定できる場合（推定値は「Ｄｍａｘ−ｅｓｔ」と表される）、相関窓長は、Ｎｃｏｒｒ＝ＮＣＰ＋Ｄｍａｘ−ｅｓｔに設定することができる。Ｄｍａｘ−ｅｓｔは、例えば、受信機が相関メトリックを取得し、ＣＰ持続時間ＮＣＰより短い相関窓長を使用していくつかの相関を計算することによって推定できる。これらの相関は、ユーザ遅延に対するより大きな粒度をもたらす。相関メトリックに閾値を設定することによって、Ｄｍａｘ−ｅｓｔをおおよそ推定できる。そうでなければ、Ｄｍａｘを推定することはできず、ネットワークトポロジーからの情報を使用して、Ｄｍａｘの近似値を求めることができる。特に、ｆＢＳ−ｍＢＤ間距離を使用してＭＤＳを取得し（例えば、図９ｂからのステップ７０の方法を使用して）、Ｄｍａｘを近似することができる。次いで、ステップ４３０で、相関窓長をＮｃｏｒｒ＝ＮＣＰ＋ＭＤＳに設定する。拡張相関窓を使用することで、相関メトリックを計算することができ（ステップ４５０）、次いで、ステップ３５においてこれを使用して最初の到着時間τ１を決定することができる。
【００４４】
図１５ａ、図１５ｂ、図１６ａ及び図１６ｂは、シンボル毎のＯＦＤＭサンプルの数として２５６サンプルを、ＣＰ持続時間として１６サンプルを使用し、３人のユーザのそれぞれが６４個の直交副搬送波を使用すると仮定して、３人のユーザに対する相関メトリックに対するシミュレーション及び分析結果を示している。３人のユーザの遅延には、それぞれ、３２、４２、及び５５サンプルを割り当てる。図１５ａ及び図１５ｂは、従来の相関窓長（つまり、Ｎｃｏｒｒ＝ＮＣＰ、Ｄｍａｘ＝０）を使用する相関メトリックの理論的平均及びシミュレートされた平均の両方、並びに分散を示している。他のユーザもいるため、相関関数は、真の同期点５１０よりも時間的に後にある、サンプル５００で最大化される。しかし、図１６ａ及び図１６ｂに示されているように、拡張相関窓が使用される場合（例えば、Ｎｃｏｒｒ＝ＮＣＰ＋Ｄｍａｘ、式中、Ｄｍａｘ＝２３）、単一の相関ピーク５２０があることがわかり、これは最初のユーザに対する真の同期時点に出現する。
【００４５】
上で詳述した説明は、本発明の特定の実施形態を例示するために行ったものであり、制限することを意図していない。本発明のさまざまな変更形態及び修正形態が考えられる。本発明は、以下の付属の請求項において規定される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図６ａ】
0005406928.tif 000020
【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１６ａ】
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【図１６ｂ】
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