(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期シーケンスを設計するシステムにおいて、
元の同期シーケンスx(n)を受信し、ＤＡＡが必要とされるかどうか決定し、前記決定及び前記元の同期シーケンスx(n)を出力する検出及び回避（ＤＡＡ）検出モジュールと、
前記ＤＡＡ検出モジュールに動作可能に接続され、前記ＤＡＡ検出モジュールから前記元の同期シーケンスx(n)を受信し、前記決定がＤＡＡが必要とされることである場合に、ＤＡＡ能力を持つ新しいトーンノッチングされた同期シーケンスを設計及び出力し、前記設計が前記受信された元の同期シーケンスx(n)のトーンノッチングである、ＤＡＡ同期シーケンスデザイナ装置と、
を有し、
前記新しいトーンノッチングされた同期シーケンスが、受信器により受信された信号の送信器により使用され、前記受信器が前記元の同期シーケンスの情報のみを持つ場合、前記元の同期シーケンスの相関特性が前記受信器において維持され、
前記元の同期シーケンスが、時間領域同期シーケンスであり、前記時間領域同期シーケンスが、周波数領域同期シーケンスに変換され、前記新しいトーンノッチングされた同期シーケンスが、前記時間領域同期シーケンス及び前記周波数領域同期シーケンスから設計され、
前記ＤＡＡ同期シーケンスデザイナ装置は、前記時間領域同期シーケンスから、前記周波数領域同期シーケンスのサブセットＡに対応する部分の時間領域バージョンを減算することにより前記新しい同期シーケンスを設計する、システム。
【請求項２】
前記決定が、サブキャリアのサブセットＡがオフにされるべきであることであり、
前記ＤＡＡ同期シーケンスデザイナ装置は、前記新しい同期シーケンスが、前記サブセットＡにおいてゼロになるようにノッチングされたスペクトルを持つ前記元の同期シーケンスの時間領域バージョンとして前記元の同期シーケンスx(n)から設計されるように更に構成される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
ノッチングが片側であり、
x(0), x(1), x(2), ..., x(N-1)が前記元の時間領域同期シーケンスであると仮定すると、これの周波数領域応答がX(0), X(1), ..., X(N-1)であり、
【数１】
0005426883.tif 000005
であり、
前記ＤＡＡ同期シーケンスデザイナ装置が、前記サブセットＡにおいて片側においてゼロになるようにスペクトルX(k)をノッチングし、次いで結果として生じる時間領域バージョンが、
【数２】
0005426883.tif 000006
であるように前記時間領域バージョンを得るように更に構成される、
請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
結果として生じる同期シーケンスが、実数であることを必要とされ、前記ノッチングが対称であり、
x(0), x(1), x(2), ..., x(N-1)が前記元の時間領域同期シーケンスであると仮定すると、これの周波数領域応答がX(0), X(1), ..., X(N-1)であり、
【数３】
0005426883.tif 000007
であり、
前記ＤＡＡ同期シーケンスデザイナ装置が、新しい対称にノッチングされた同期シーケンスx"(n)を
【数４】
0005426883.tif 000008
として設計するように更に構成される、
請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
ＤＡＡ同期シーケンス設計に対する装置において、前記装置が、
時間領域同期シーケンスを記憶する第１のメモリと、
前記時間領域同期シーケンスから得られる周波数領域同期シーケンスを記憶する第２のメモリと、
前記第１のメモリに動作可能に接続され、前記第１のメモリから前記時間領域同期シーケンスを取り出し、前記時間領域同期シーケンスを周波数領域同期シーケンスに高速フーリエ変換し、前記第２のメモリに動作可能に接続され、前記第２のメモリに前記周波数領域同期シーケンスを記憶するＦＦＴモジュールと、
前記第１及び第２のメモリに動作可能に接続され、前記第１及び第２のメモリにそれぞれ記憶された前記時間領域及び周波数領域同期シーケンスから片側及び対称の少なくとも一方のノッチングされた同期シーケンスを設計する生成器モジュールと、
を有し、
前記ＤＡＡ同期シーケンス設計に対する装置は、前記時間領域同期シーケンスから、前記周波数領域同期シーケンスのサブセットＡに対応する部分の時間領域バージョンを減算することにより前記ノッチングされた同期シーケンスを設計する、装置。
【請求項６】
前記ノッチングが片側である場合、x(0), x(1), x(2), ..., x(N-1)が前記時間領域同期シーケンスであり、これの周波数領域応答がX(0), X(1), ..., X(N-1)であり、
【数５】
0005426883.tif 000009
であり、
前記生成器モジュールが、サブセットＡにおいて片側においてゼロになるようにスペクトルX(k)をノッチングし、次いで結果として生じる時間領域バージョンが、
【数６】
0005426883.tif 000010
であるように前記時間領域バージョンを得るように更に構成される、
請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記ノッチングが対称である場合、x(0), x(1), x(2), ..., x(N-1)が前記時間領域同期シーケンスであり、これの周波数領域応答がX(0), X(1), ..., X(N-1)であり、
【数７】
0005426883.tif 000011
であり、
前記生成器モジュールが、サブセットＡにおいて対称的にゼロになるようにスペクトルX(k)をノッチングし、次いで実数シーケンスを、
【数８】
0005426883.tif 000012
として得るように更に構成される、
請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記ノッチングが対称である場合、x(0), x(1), x(2), ..., x(N-1)が前記時間領域同期シーケンスであり、これの周波数領域応答がX(0), X(1), ..., X(N-1)であり、
【数９】
0005426883.tif 000013
であり、
前記生成器モジュールが、サブセットＡにおいて対称的にゼロになるようにスペクトルX(k)をノッチングし、次いで実数シーケンスを、
【数１０】
0005426883.tif 000014
として得るように更に構成される、
請求項５に記載の装置。
【請求項９】
同期シーケンスを設計する方法において、前記方法が、
元の同期シーケンスx(n)の情報のみを持つ受信器を提供するステップと、
前記元の同期シーケンスx(n)に関して、検出及び回避（ＤＡＡ）が必要とされるかどうかを決定するステップと、
前記決定が、ＤＡＡが必要とされることである場合、新しいトーンノッチングされた同期シーケンスが前記元の同期シーケンスを使用している受信器により受信された信号の送信器により使用される場合に前記元の同期シーケンスの相関特性が前記受信器において維持されるように、前記受信された元の同期シーケンスx(n)のトーンノッチングにより前記新しいトーンノッチングされた同期シーケンスを設計するステップと、
を有し、
前記元の同期シーケンスが、時間領域同期シーケンスであり、前記時間領域同期シーケンスが、周波数領域同期シーケンスに変換され、前記新しいトーンノッチングされた同期シーケンスが、前記時間領域同期シーケンス及び前記周波数領域同期シーケンスから設計され、
前記設計するステップは、前記時間領域同期シーケンスから、前記周波数領域同期シーケンスのサブセットＡに対応する部分の時間領域バージョンを減算することにより前記新しい同期シーケンスを設計する、方法。
【請求項１０】
前記決定するステップが、サブキャリアのサブセットＡがオフにされるべきかを特定するステップを更に有し、
前記設計するステップが、前記サブセットＡにおいてゼロになるようにノッチングされたスペクトルを持つ前記元の同期シーケンスの時間領域バージョンとして前記元の同期シーケンスx(n)から前記新しい同期シーケンスを得るステップを更に有する、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記トーンノッチングが片側であり、x(0), x(1), x(2), ..., x(N-1)が前記元の時間領域同期シーケンスであり、これの周波数領域応答がX(0), X(1), ..., X(N-1)であり、
【数１１】
0005426883.tif 000015
である場合に、
サブセットＡにおいて片側においてゼロになるようにスペクトルX(k)をノッチングするステップと、
次いで、
【数１２】
0005426883.tif 000016
により与えられる前記片側トーンノッチングとして前記ノッチングされたスペクトルの時間領域バージョンを設計するステップと、
を更に有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
結果として生じる同期シーケンスが実数であることを必要とされ、前記トーンノッチングが対称である場合、新しい対称トーンノッチングされた同期シーケンスx"(n)を
【数１３】
0005426883.tif 000017
として設計するステップ、
を更に有する、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サブキャリアのサブセットがオフにされる場合に同期シーケンスを設計するシステム、装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
検出及び回避（ＤＡＡ）技術は、超広帯域（ＵＷＢ）システムが、同じスペクトルを共有する現在及び未来の無線技術と平和的に共存することを可能にする。ＤＡＡ技術は、広帯域無線信号を探し、衝突を防ぐようにＵＷＢ装置を他の周波数に自動的に切り替えることにより干渉を軽減する。
【０００３】
現在のＵＷＢマルチバンド直交周波数分割多重化（ＭＢ−ＯＦＤＭ）システムにおいて、各装置は、存在する主要な狭帯域装置及びこれらのシステムの帯域幅を検出し、その周波数領域における伝送を防ぐ機能を持つ必要がある。これらのいわゆる検出及び回避（ＤＡＡ）機能は、ペイロード伝送及びチャネル推定プリアンブル伝送の間に動作するようにトーンノッチング（tone notching）のフォーマットとして設計されている。しかしながら、現在の同期シーケンスに行われた多すぎる変更を持たないＤＡＡ能力を持つ同期シーケンスの設計は、受信器に注意し、異なるモード間の切り替えフレキシビリティを追加することを必要とされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、当技術分野において、この問題に効率的に対処し、同時に既存の同期シーケンスに最小の影響を与える機構に対する要望が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ＵＷＢ  ＭＢ−ＯＦＤＭシステムの同期シーケンスは、良好な相関特性を持つだけでなく、ＦＣＣにより発行されたエミッションマスク（emission mask）要件をも満たすべきである。前記同期シーケンスに対する周波数領域内のいくつかのトーンが、ゼロである（前記同期シーケンスのスペクトルにおいてゼロにノッチングされる）ことを必要とされる場合、本発明は、前記周波数領域における前記同期シーケンスの再設計を回避する。通常は、受信器は、特定のトーンがノッチングされたか又は送信器に存在しないか知らないが、本発明は、存在する同期シーケンスの良好な相関特性を維持する。
【０００６】
前記ＯＦＤＭシステムが、ＤＡＡを考慮に入れた同期シーケンスを必要とする場合、同期シーケンスデザイナは、現在の同期シーケンスのスペクトルにおいて対応するサブキャリアをゼロにノッチングすることができる。好適な第１の実施例において、新しい同期シーケンスは、本発明の第１の式によって前記ノッチングされたスペクトルの逆ＦＦＴバージョンである。対称ノッチングが必要とされる場合、本発明の第２の好適な実施例において、第２の式は、実同期シーケンスを生成するために提供される。前記受信器は、前記送信器におけるノッチングに気付く必要はない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、説明目的のみに示される添付図面を参照して以下の詳細な記載を考慮して当業者により容易に理解されることができる。図面において、冗長な説明を除くために、同じ参照シンボルは、同一の構成要素を示す。
【０００８】
本発明において、ノッチングされていないシーケンスとの相互相関が前記ノッチングされたシーケンスの自己相関と同じぐらい良好に維持されるノッチングされたトーンを用いて同期シーケンスを生成する変換領域アプローチが提供される。前記同期シーケンスが同様の相関特性を持つが、ＤＡＡ能力を持つ所望のシーケンスを構成する本発明のアプローチは、基本的であり、単純である。基本的に、本発明は、相関要件を周波数領域アイデンティティに変換し、ＯＦＤＭシステムにおいて異なるトーンノッチング要件を持つ複数のシーケンスを生成するのに使用されることができる。
【０００９】
x(0), x(1), x(2), ..., x(N-1)が、時間領域同期シーケンスであると仮定すると、周波数領域応答は、X(0), X(1), ..., X(N-1)であり、ここで、
【数１】
0005426883.tif 000002
である。
【００１０】
前記システムが、サブキャリアのサブセットＡがオフにされることを要する場合、前記同期シーケンスの再設計は、第１の好適な実施例において必要ではない。第１の好適な実施例において、本発明は、サブセットＡにおいてゼロになるようにスペクトルX(k)をノッチングし、次いで、その時間領域バージョンを得る。したがって、結果として生じる時間領域シーケンスは、
【数２】
0005426883.tif 000003
である。
【００１１】
前記送信器は、新しいシーケンスとしてx'(n)を使用するのに対し、前記受信器は、この情報を知る必要はなく、依然として前記受信された信号と相関を取るために元の同期シーケンスx(n)を使用する。
【００１２】
第１の実施例のこの技術は、周波数領域において相関により捕獲されたエネルギがサブキャリアのサブセットＡにおいて少量のみ減少されるので受信器がピークを見つけることを保証する。他方で、このノッチング方法は、チャネルがサブキャリアサブセットＡから深く弱まり、結果として前記元の同期シーケンスが依然としてこの種のチャネルに対して機能するという観点から見られることができる。
【００１３】
対称ノッチングは、結果として生じる同期シーケンスが実数であることを必要とされる場合にはいつでも必要とされる。（１つのシンボルをサブキャリアｋ上に置き、その共役をk=0以外のサブキャリアN-k上に置く）周波数領域拡散を用いる特定の伝送モードにおいて、時間領域信号は、ペイロード伝送に対して実数である。よく知られているように、前記信号の実部は、送信器チェインのＩブランチに送られ、前記信号の虚部は、前記送信器チェインのＱブランチに送られる。この場合、前記Ｉブランチのみが、この低レートモードにおいて送信器複雑度を低減するために必要とされる。データ部分の伝送と一致するために、この対称ノッチング方法は、前記同期シーケンスにおいて必要とされる。ＡＧＣ（自動ゲイン制御）が、振幅検出器に影響を与えることができるチェインゲイン変化を取り除くために復調器のフロントエンドにあることは、周知である。したがって、前記ノッチングは、前記同期シーケンスに対する受信信号の振幅がノッチングされたチャネル推定シーケンス及びノッチングされたペイロード部分に対する受信信号と同じレベルに維持されることができるように、ＡＧＣの態様からチャネル推定シーケンス及びペイロード部分の後に続くノッチングパターンまで一致していなくてはならない。第２の好適な実施例において、前記送信器に対する新しい同期シーケンスに対する数式は、
【数３】
0005426883.tif 000004
である。
【００１４】
良好な相関特性を持つ同期シーケンスは、多くの通信システムにおいて望ましい。しばしば、自己相関関数がゼロ遅延において単一のピークを持つシーケンスの群を持つことが望ましい。本発明のトーンノッチングを用いる同期シーケンスは、前記受信器に記憶された同期シーケンスとは異なるので、これらの間の相互相関関数は、ゼロ遅延において単一のピークを持つことを決定するために確認される。
【００１５】
いくつかのシミュレーション結果が、ＵＷＢシステムにおいて一般に使用されるＣＭ１及びＣＭ２チャネルモデルに対して以下に示される。同期は、前記ノッチングされた同期シーケンスx'(n)に対する前記受信信号（x"(n)及び元のシーケンスx(n)）間で相互相関を実行することにより実行される。
【００１６】
図１は、前記元の同期シーケンスのスペクトルを示し、これはエミッションマスクを満たすために太い。
【００１７】
図２は、本発明によって、図１のスペクトルが、片側ノッチングに対してサブキャリア３２ないし３９からゼロにノッチングされ、同様に対称ノッチングに対してサブキャリア８９ないし９６からゼロにノッチングされることを示す。
【００１８】
図３は、ＣＭ１チャネル下で前記受信器における同期に対する相関結果を示す。本発明の第１及び第２の実施例による、片側ノッチング及び対称ノッチングに対するピーク値は、ノッチングを用いない同期３０１に対する１０４１．８と比較して１００８．８  ３０２及び９４０．４  ３０３としてそれぞれ見つけられる。
【００１９】
図４は、ＣＭ２チャネル下で前記受信器における同期に対する相関結果を示す。本発明の第１及び第２の実施例による、片側ノッチング及び対称ノッチングに対するピーク値は、ノッチングを用いない同期４０１に対する１４２７．５と比較して１３２２．９  ４０２および１２２８．９  ４０３としてそれぞれ見つけられる。
【００２０】
図５は、本発明の第１及び第２の実施例による、前記元の同期シーケンスからトーンノッチングを用いて同期シーケンスを生成する同期生成器装置５００を示す。同期生成器装置５００は、時間領域シーケンスx(N)を記憶する第１のメモリ５０１と、第１のメモリ５０１に記憶された時間領域シーケンスx(N)にアクセスするために第１のメモリ５０１に動作可能に接続されたＦＦＴモジュール５０２とを有する。ＦＦＴモジュール５０２は、周波数領域シーケンスX(k)を出力し、これを動作可能に接続された第２のメモリ５０３に記憶する。同期生成器モジュール５０４は、第１のメモリ５０１及び第２のメモリ５０３にそれぞれ記憶された時間領域シーケンスx(N)及び周波数領域シーケンスX(k)にそれぞれアクセスするために第１のメモリ５０１及び第２のメモリ５０３に動作可能に接続され、上の式（１）及び（２）を使用して新しい同期シーケンスとしてシーケンスx'(n)５０５及びx"(n)５０６を生成する。送信器（図示されない）は、この場合、ＤＡＡが必要とされる場合にはいつでも前記生成されたシーケンスを送信する。
【００２１】
図６は、前記受信器の構造に変更なしで、生成された同期シーケンスを使用することによりＤＡＡモードと非ＤＡＡモードとの間で切り替えるＯＦＤＭシステム６００を示す。６０１において、前記送信器においてＤＡＡが必要とされるか否かが決定される。必要とされない場合、新しい同期シーケンスは生成されず、６０２において元の同期シーケンスを使用して伝送が行われる。ＤＡＡが必要とされる場合、第１又は第２の実施例のいずれかによって、６０３において同期シーケンスが上記式（１）又は（２）を使用して生成され、前記生成された同期シーケンスが送信される。ステップ６０４において前記受信器において変更は必要とされない。
【００２２】
前記ピークが、前記元の同期シーケンスを第１又は第２の実施例によって生成された同期シーケンスで置き換えることが前記受信器において全く同期プロセスに影響を与えないような小さな量だけ減少されることは、図３及び４にグラフで示されるシミュレーションからわかる。
【００２３】
直接的な応用の１つは、次世代マルチバンドＯＦＤＭ  ＵＷＢシステムである。
【００２４】
本発明の実施例が図示及び記載されているが、当業者は、添付の請求項及び同等物において範囲が規定される本発明の原理及び精神から逸脱することなくこれらの実施例に変更が行われうると理解する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】元の同期シーケンスのスペクトルを示す。
【図２】片側ノッチング及び対称ノッチングを使用してノッチングされた図１のスペクトルを示す。
【図３】ＣＭ１チャネル下の受信器における同期に対する相関結果を示す。
【図４】ＣＭ２チャネル下の受信器における同期に対する相関結果を示す。
【図５】本発明による、元のシーケンスからトーンノッチングを用いて同期シーケンスを生成する装置図を示す。
【図６】本発明による、生成された同期シーケンスを使用することによりＤＡＡモードと非ＤＡＡモードとの間で切り替えるＯＦＤＭシステムを示す。
【図１】
0005426883.tif 000018
【図２】
0005426883.tif 000019
【図３】
0005426883.tif 000020
【図４】
0005426883.tif 000021
【図５】
0005426883.tif 000022
【図６】
0005426883.tif 000023