(57)【要約】【課題】マルチセクター環境の下でセクター間の干渉信号による性能の低下を補完することができるフレーム開始推定器及びその方法を提供する。【解決手段】本発明は、通信システムにおけるフレームの開始を推定する装置であって、可変ウィンドウサイズと可変遅延値を有することによって、フレーム開始の推定のための相関値を出力する第１のモード、及びサイクリックプレフィックス開始の推定のための相関値を出力する第２のモードのうちの少なくとも一つのモードで動作する相関器と、該相関器が第１のモード及び第２のモードのうちのいずれか一つのモードで動作するように制御する制御ブロックと、相関器からの相関値を受信して一定の時間区間での入力値のうちの最大値の相対的位置を出力する最大値位置出力器と、を含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システムにおけるフレームの開始を推定する装置であって、
可変ウィンドウサイズと可変遅延値を有することによって、フレーム開始の推定のための相関値を出力する第１のモード、及びサイクリックプレフィックス開始の推定のための相関値を出力する第２のモードのうちの少なくとも一つのモードで動作する相関器と、
前記相関器が第１のモード及び第２のモードのうちのいずれか一つのモードで動作するように制御する制御ブロックと、
前記相関器からの相関値を受信して一定の時間区間での入力値のうちの最大値の相対的位置を出力する最大値位置出力器と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
フレームのサンプルごとに１ずつ増加し、一つのフレーム区間のサンプルの個数と同一の最大カウンター値を有するカウンターと、
前記最大値位置出力器の出力を結合して最終フレーム開始位置を出力する最終位置出力器と、
を含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記制御ブロックは、フレーム開始を推定するための第１のフレームを受信すると、第１のフレーム区間で前記相関器を第１のモードで動作するように制御し、次のフレーム以後は前記相関器を第２のモードで動作するように制御することを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記最大値位置出力器は、前記カウンターからのカウンター値を受信し、一定の時間区間で前記相関器からの相関値のうちの最大値でのカウンター値を前記制御ブロックに出力することを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項５】
通信システムにおけるフレームの開始を推定する方法であって、
前記フレーム開始を推定するための第１のフレームを受信すると、第１のフレーム区間で前記第１のフレーム開始の推定のための相関値を出力する段階と、
次のフレーム以後からサイクリックプレフィックス開始の推定のための相関値を出力する段階と、
一定時間区間の前記相関値のうちの最大値の相対的位置を出力する段階と、
前記相対的位置からフレームの開始を推定する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項６】
フレームのサンプルごとに１ずつ増加するカウンター値を出力する段階と、
前記相関器が最大値での前記カウンター値を出力する段階と、
をさらに含むことを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
通信システムにおけるフレームの開始を推定する装置であって、
可変ウィンドウサイズと可変遅延値を有する相関器と、
前記相関器からの相関値を受信し、一定の時間区間での入力値のうちの最大値の相対的位置を計算してフレーム開始を推定する最大値位置出力器と、
前記相関器の可変ウィンドウサイズ及び可変遅延値を提供するためのモード制御信号を出力し、前記最大値位置出力器を制御するための制御器と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項８】
前記相関器は、前記モード制御信号により各フレームの開始位置で最大相関値を有するように可変ウィンドウサイズ(２Ｌ＋ＣＰ)及び可変遅延値(Ｄ）を有し、可変遅延値(Ｄ）はプリアンブルの長さで、ＣＰはサイクリックプレフィックスのインターバルであることを特徴とする請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記相関器は、前記モード制御信号によりプリアンブル又はシンボルのサイクリックプレフィックス(ＣＰ)の開始位置で、最大相関値を有するように可変ウィンドウサイズ(ＣＰ)及び可変遅延値(Ｄ）を有することを特徴とする請求項７記載の装置。
【請求項１０】
前記相関器は、前記モード制御信号により各フレームの開始位置で最大相関値を有するように可変ウィンドウサイズ(２Ｌ＋ＣＰ)及び可変遅延値(Ｄ）を有する第１のモードを実行し、前記相関器は、前記モード制御信号によりプリアンブル又はシンボルのサイクリックプレフィックス(ＣＰ)の開始位置で最大相関値を有するように可変ウィンドウサイズ(ＣＰ)及び可変遅延値(Ｄ）を有する第２のモードを実行し、
前記第２のモードは、少なくとも１フレーム区間で第１のモードが遂行された以後に実行されることを特徴とする請求項７記載の装置。
【請求項１１】
前記制御器は、前記第１のモードの遂行による最大値になるときのカウンター値(ｎ０）を受信し、次のフレームでのカウンター値が与えられた誤差範囲内に入ってくるときに前記第２のモードを遂行するように制御することを特徴とする請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
前記制御器は、前記第２のモードの遂行による最大値になるときのカウンター値(ｎ１）を受信し、次のフレームでのカウンター値が与えられた誤差範囲内に入ってくるときに前記第２のモードを遂行するように反復して制御することを特徴とする請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記最大値位置出力器は、(ｍ−１)個のシンボルまで下記の数式により計算してフレーム開始位置を推定することを特徴とする請求項１０記載の装置。
【数１】
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ここで、Ｍはサイクリックプレフィックス開始位置の個数で、ＣＰはサイクリックプレフィックスの区間で、Ｎはプリアンブル又はシンボルの全体区間でサイクリックプレフィックスの区間を除いた区間で、Ｎ＋ＣＰはプリアンブル又はシンボルの全体区間で、ｎｍは各推定されたプリフィクスの開始位置である。
【請求項１４】
通信システムにおけるフレームの開始を推定する方法であって、
可変ウィンドウサイズと可変遅延値を有する相関器を動作させ、フレームの一定区間で相関値を計算して出力する段階と、 
前記相関値のうちの最大値の位置を計算してフレーム開始位置を推定する段階と、
前記相関器の可変ウィンドウサイズ及び可変遅延値を提供するためのモード制御信号を出力する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記相関器は、前記モード制御信号により各フレームの開始位置で最大相関値を有するように可変ウィンドウサイズ(２Ｌ＋ＣＰ)及び可変遅延値(Ｄ）を有することを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記相関器は、前記モード制御信号によりプリアンブル又はシンボルのサイクリックプレフィックス(ＣＰ)の開始位置で最大相関値を有するように可変ウィンドウサイズ(ＣＰ)及び可変遅延値(Ｄ）を有することを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
前記相関器は、前記モード制御信号により各フレームの開始位置で最大相関値を有するように可変ウィンドウサイズ(２Ｌ＋ＣＰ)及び可変遅延値(Ｄ）を有する第１のモードを実行し、前記相関器は、前記モード制御信号によりプリアンブル又はシンボルのサイクリックプレフィックス(ＣＰ)の開始位置で最大相関値を有するように可変ウィンドウサイズ(ＣＰ)及び可変遅延値(Ｄ）を有する第２のモードを実行し、
前記第２のモードは、少なくとも１フレーム区間で第１のモードが遂行された以後に実行されることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１８】
前記第１のモードの遂行による最大値になるときのカウンター値(ｎ０）を受信し、次のフレームでのカウンター値が与えられた誤差範囲内に入ってくるときに前記第２のモードを遂行するように制御することを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記第２のモードの遂行による最大値になるときのカウンター値(ｎ１）を受信し、次のフレームでのカウンター値が与えられた誤差範囲内に入ってくるときに前記第２のモードを遂行するように反復して制御することを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記最大値位置出力段階は、(ｍ−１)個のシンボルまで下記の数式により計算してフレーム開始位置を推定することを特徴とする請求項１７記載の方法。
【数２】
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ここで、Ｍはサイクリックプレフィックス開始位置の個数で、ＣＰはサイクリックプレフィックスの区間で、Ｎはプリアンブル又はシンボルの全体区間でサイクリックプレフィックスの区間を除いた区間で、Ｎ＋ＣＰはプリアンブル又はシンボルの全体区間で、ｎｍは各推定されたプリフィクスの開始位置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周期的に反復されるプリアンブルパターンを用いて同期獲得を遂行する装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
端末通信システムでは、送信器で同期信号を受信器に伝送し、受信器で同期信号を用いて同期を合わせる。このような通信システムとして、最近高速のデータを伝送するために、ＯＦＤＭＡ(Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ)方式を採用した通信システムが、ＩＥＥＥ８０２．１６規格の標準化会議で提案された。このＩＥＥＥ８０２.１６規格によると、ＯＦＤＭＡ方式の通信システムで、送信器はプリアンブルパターンを受信器に伝送し、受信器は受信されたプリアンブルパターンからフレームの開始、すなわちフレームの同期を獲得する。
【０００３】
図１は、通信システムで初期同期のために使用されるプリアンブルパターンを示す図である。図１を参照すると、プリアンブル１０は、サイクリックプレフィックス(Ｃｙｃｌｉｃ  Ｐｒｅｆｉｘ：ＣＰ)１１と、反復パターン１２、１３、１４と、を含む。ＯＦＤＭＡ方式の通信システムでシンボルの伝送はシンボル単位で遂行されるが、ＯＦＤＭシンボルが多重経路チャンネルを通じて伝送される間に以前のシンボルによる影響を受けるようになる。このようなＯＦＤＭシンボル間の干渉を防止するために、連続するシンボル間にチャンネルの最大遅延拡散より長い保護区間(ｇｕａｒｄ  ｉｎｔｅｒｖａｌ）を挿入する。保護区間には副搬送波の遅延によって発生する可能性がある直交性の破壊を防止するために、有効シンボル区間で最後区間の信号をコピーして挿入し、これはサイクリックプレフィックスと呼ばれる。
【０００４】
一方、このようなフレームの開始を推定する技術は、米国特許第６，４５９，７４５号明細書の“Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ/Ｔｉｍｉｎｇ  ｒｅｃｏｖｅｒｙ  ｆｏｒ  ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ  ｓｉｇｎａｌｓ”(以下、‘７４５特許とする)に開示されている。この’７４５特許で、フレーム同期アルゴリズムは、プリアンブルが図１のように、長さＬである信号の反復形態で構成されることに着眼して、反復形態の信号を相関すると、その相関値が最大になる特徴を用いてフレームの開始を推定する。すなわち、この特許は、一定のサイズのウィンドウの間の受信信号とその信号の一定遅延値との間の相関(ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ)を計算し、これを用いてフレームの開始位置を探す方法である。例えば、プリアンブルのウィンドウサイズをＷ、遅延値をＤとするときに、フレーム開始位置推定器の構造は下記の図２のようである。図２において、Ｗ、Ｄはプリアンブルの構造及び実現方法により、数個の値の中から選択が可能である。例えば、反復パターンが３回示す場合に、Ｗは２Ｌ＋ＣＰで、ＤはＬである。ここで、ＣＰは、サイクリックプレフィックスの長さである。
【０００５】
図２は、従来のフレーム開始位置推定器のブロック構成図を示す図である。図２に示すように、フレーム開始推定器は、共役器(ｃｏｎｊｕｇａｔｏｒ)２２と、第１の遅延器２４と、相関器２６と、第２の遅延器２８と、加算器３０と、第３の遅延器３２と、を含む。共役器２２は、受信信号を共役化して相関器２６に出力する。第１の遅延器２４は、受信信号を反復周期Ｌだけ遅延させて相関器２６に出力する。相関器２６は、受信信号とその遅延信号を相関させて加算器３０と第２の遅延器２８に出力する。第２の遅延器２８は、相関器２６から出力される相関値をプリアンブルのウィンドウサイズＷだけ遅延させて加算器３０に出力する。加算器３０は、相関器２６から出力される相関値と第２の遅延器２８から出力される遅延された相関値を合算する。第３の遅延器３２は、加算器３０の出力値を１サンプル（ｓａｍｐｌｅ）だけ遅延させて再び加算器３０に出力する。すなわち、相関器２６の出力を持続的に加算する役割を果たす第３の遅延器３２と加算器３０の動作の結果値から第２の遅延器２８の出力を引くため、第２の遅延器２８、第３の遅延器３２、及び加算器３０が結合されて相関器２６の出力をＷ区間で加算する役割を果たすようになる。
このとき、計算された相関値は次の［数１］のようである。
【０００６】
【数１】
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【０００７】
このとき、ｎ０はフレームの開始位置で、Ｃ(ｎ)はｎ＝ｎ０でサイズが最大値(ピーク値)を有する。したがって、|Ｃ(ｎ)|がｎの一定区間内で最大になる位置を探すことによって、プリアンブルの開始位置、すなわちフレームの開始位置を推定することができる。 ここで、Ｃ（ｎ）は、時間インデックス(ｔｉｍｅ ｉｎｄｅｘ)ｎでの受信信号ｒ（ｎ）の相関関数（ａｕｔｏｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）である。また、ｒ（ｎ）は、受信信号であり、Ｄは、相関関数の遅延(ｄｅｌａｙ)量であり、Ｗは、相関関数のウィンドーサイズ（ｗｉｎｄｏｗ ｓｉｚｅ）である。
このような従来技術は、プリアンブルが長さＬである信号の反復された形態からなるという仮定に基づく。この仮定は、干渉信号が強く入力される場合に、満足できないこともある。ＯＦＤＭのような多重搬送波システムで反復された形態のプリアンブルを生成するためには、周波数領域で伝送信号の間に周期的に０を満たし、これをＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）を通じて時間領域信号に変えて伝送すべきである。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅで提示されたプリアンブルの場合に、周波数領域で３個の副搬送波のうち一つの副搬送波のみに信号を挿入し、残りは０を満たした後にＩＦＦＴを遂行する。したがって、このプリアンブルは、３回の反復されるパターンを有する。
しかしながら、マルチセクター環境でこのような構造のプリアンブルを生成するときは、信号の挿入位置をセルごとに異なるようにし、それによって、セクターＩＤ推定又はプリアンブルを用いるチャンネルの推定時に干渉による性能の低下を低減するように設計されている。
【０００８】
図３は、無線通信システムでマルチセクター環境における周波数とそれぞれのセクターの使用例を示すグラフである。無線通信システムにおいて、セルは数個のセクターに分割可能である。各セクターは、周波数領域で３個の副搬送波の中で１個の副搬送波のみに信号を挿入し、残りは０を満たした後にＩＦＦＴすることによって３回の反復されるパターンを有する。しかしながら、このようなマルチセクター環境で、各セクターはセクター間に境界で合わせられる。したがって、受信された信号は、実際にすべての３個のセクターからの信号を含み、それ以上のセクターからの信号を含むため、０なしに受信される信号が増加する。その結果、図３に示すように、このマルチセクター環境では、セクター境界で各セクターの信号が合わせられて周波数領域の信号が０なしにすべての搬送波に満たされた形態で現れるようになる。これは、時間領域信号の反復パターンが弱化される結果をもたらすという短所があった。したがって、時間領域信号の反復パターンに基づいて提示された従来技術の場合に、深刻な性能の低下という問題を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、上記のような従来技術の問題点を解決するために、本発明の目的は、マルチセクター環境の下でセクター間の干渉信号による性能の低下を補完することができるフレーム開始推定器及びその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的を達成するために、本発明の実施形態は、フレームを受信すると、プリアンブルの相関を取って最も大きいの相関値を有する位置(区間)を探すことによってフレーム開始を推定し、そのフレームの開始を正確に推定するためにサイクリックプレフィックスを用いる。サイクリックプレフィックスは、有効シンボル区間で最後部分で信号をサイクリックプレフィックスの区間だけコピーしてプリアンブル又はシンボルに挿入することである。したがって、プリアンブル又はシンボルで、サイクリックプレフィックスはプリアンブル又はシンボルの最後部分と同一である。本発明の実施形態では、このサイクリックプレフィックスと、これと同一の最後部分を相関しても最も大きいの相関値を有する位置(区間)をサイクリックプレフィックスの開始位置で推定する。サイクリックプレフィックスの開始位置から正確なフレームの開始位置が推定される。また、本発明の実施形態は、プリアンブルの相関とサイクリックプレフィックスの相関を行うように、相関器のウィンドウサイズ及び遅延値を可変的に調整する。
【００１１】
本発明は、通信システムにおけるフレームの開始を推定する装置であって、可変ウィンドウサイズと可変遅延値を有することによって、フレーム開始の推定のための相関値を出力する第１のモード、及びサイクリックプレフィックス開始の推定のための相関値を出力する第２のモードのうちの少なくとも一つのモードで動作する相関器と、前記相関器が第１のモード及び第２のモードのうちのいずれか一つのモードで動作するように制御する制御ブロックと、前記相関器からの相関値を受信して一定の時間区間での入力値のうちの最大値の相対的位置を出力する最大値位置出力器と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、通信システムにおけるフレームの開始を推定する方法であって、前記フレーム開始を推定するための第１のフレームを受信すると、第１のフレーム区間で前記第１のフレーム開始の推定のための相関値を出力する段階と、次のフレーム以後からサイクリックプレフィックス開始の推定のための相関値を出力する段階と、一定時間区間の前記相関値のうちの最大値の相対的位置を出力する段階と、前記相対的位置からフレームの開始を推定する段階と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明は、通信システムにおけるフレームの開始を推定する装置であって、可変ウィンドウサイズと可変遅延値を有する相関器と、前記相関器からの相関値を受信し、一定の時間区間での入力値のうちの最大値の相対的位置を計算してフレーム開始を推定する最大値位置出力器と、前記相関器の可変ウィンドウサイズ及び可変遅延値を提供するためのモード制御信号を出力し、前記最大値位置出力器を制御するための制御器と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明は、通信システムにおけるフレームの開始を推定する方法であって、可変ウィンドウサイズと可変遅延値を有する相関器を動作させ、フレームの一定区間で相関値を計算して出力する段階と、前記相関値のうちの最大値の位置を計算してフレーム開始位置を推定する段階と、前記相関器の可変ウィンドウサイズ及び可変遅延値を提供するためのモード制御信号を出力する段階と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、ＩＥＥＥ８０２.１５規格のＯＦＤＭＡ方式を例として示したが、本発明は、反復されるプリアンブルパターンを活用して非同期方式、すなわち遅延及び相関でフレーム同期を実現する他のシステムに適用が可能である。例えば、本発明は、反復されるプリアンブルパターンを有する一般的なＯＦＤＭシステムに適用が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。
下記に、本発明に関連した公知の機能及び構成に関する説明が本発明を不明にすると判断された場合、その詳細な説明を省略する。以下、本発明の実施形態によるフレーム開始推定器の構成及び動作を図４〜図７を参照して説明する。
【００１７】
図４は、本発明の望ましい実施形態によるフレーム開始推定器のブロック構成図である。
図４に示すように、フレーム開始推定器は、可変ウィンドウサイズと遅延値を有する相関器１１０と、一定時間の区間で入力の中で最大値の相対的位置を返還する最大値位置出力器１２０と、全体アルゴリズムの制御を担当する制御ブロック１４０と、最大値が１フレームのサンプル数Ｔｓであるカウンター(ｃｏｕｎｔｅｒ)１５０と、最大値位置出力器の出力を結合して最終フレーム開始位置を出力する最終位置出力器１３０と、を含む。
【００１８】
図５は、プリアンブルとＯＦＤＭシンボルで構成される一般的なフレーム構造を示す図である。
無線通信システムで、フレームは、ダウンリンクフレーム２００及びアップリンクフレーム３００で構成される。ＯＦＤＭ/ＯＦＤＭＡシステムにおいて、ダウンリンクフレーム２００は端末に受信されるフレームで、アップリンクフレーム３００は端末から送信されるフレームである。ダウンリンクフレーム２００は、プリアンブル２１０と及び複数のＯＦＤＭシンボル２２０で構成される。そして、プリアンブル２１０は、前述したように、サイクリックプレフィックス(ＣＰ)２１１と、反復パターン２１２，２１３，２１４とを含む。サイクリックプレフィックス２１１はウインドウサイズＣＰを有し、各反復パターン２１２，２１３，２１４はウインドウサイズＬを有する。
【００１９】
本発明の実施形態によりフレーム開始推定器は、フレームを受信すると、プリアンブル間の相関(ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ)を取って最も大きいの相関値を有する位置(区間)を探すことによって、フレーム開始を推定する。また、フレーム開始推定器は、フレームの開始を正確に推定するために、サイクリックプレフィックスを用いる。サイクリックプレフィックスは、図５に示すように、プリアンブル２１０及びＯＦＤＭシンボル２２０に含まれており、前述したように有効シンボル区間で最終部分で信号をサイクリックプレフィックスの区間だけコピーして挿入したものである。すなわち、プリアンブル又はシンボルでサイクリックプレフィックスは、プリアンブル又はシンボルの最後区間と同一である。したがって、サイクリックプレフィックスとこれと同一の最終部分とを相関し、最も大きい相関値を有する位置(区間）はサイクリックプレフィックスの開始位置として推定することができる。
したがって、本発明の実施形態は、ダウンリンクフレームでプリアンブルを推定すると同時に、プリアンブルのサイクリックプレフィックスを推定することによって、フレーム開始位置の推定に信頼性を提供する。
【００２０】
このために、本発明の実施形態による相関器１１０は、モード１とモード２の２つのモードで動作する。モード１はフレームの開始を推定するための動作モードで、モード２はサイクリックプレフィックスの開始を推定するための動作モードである。もちろん、本発明の実施形態でモード１のみを遂行することによって、フレーム開始位置が検出できる。しかしながら、より正確な開始位置を検出するために、モード１の結果によるフレーム開始位置で推定される所定の誤差範囲内でモード２を遂行することによって、一層精密なフレーム開始位置を推定することができる。
【００２１】
図６は、本発明の実施形態による相関器の動作モードによる出力結果を示す図である。相関器１１０は、モード１で各フレームの開始位置で最大相関値を出力し、モード２でプリアンブル又はシンボルのサイクリックプレフィックスの開始位置で最大相関値を出力する。相関器１１０は、モード１で相関器１１０の動作時にはフレームの開始位置のみで最大相関値を発生し、モード２で相関器１１０の動作時にはシンボルごとに最大相関値を発生する。ここで、モード１の最大相関値は、隣接セクターによる干渉信号によって敏感なので、推定性能が低下する。しかしながら、モード２の最大相関値は、隣接セクターによる干渉信号もサイクリックプレフィックスを有するシンボルの構造を有するため、隣接セクターによる干渉信号によってもその推定性能の変化はない。本発明の実施形態は、これら２つのモードを結合して最終フレーム開始位置を探す。
【００２２】
具体的に相関器１１０は、モード１でプリアンブルの反復パターン間の相関値を合算するのに要求されるウインドウサイズを有し、相関のための遅延値は反復パターンの周期(区間)とする。例えば、図５に示したように、３個の反復パターンを有すると、相関器１１０は、モード１でウインドウサイズ２Ｌ＋ＣＰを有し、遅延値Ｌを有する。具体的に、相関器１１０は、モード１で反復パターン２１２，２１３間の相関値と反復パターン２１３，２１４間の相関値を区間２Ｌで合算する。そして、相関器１１０は、各相関値を得るために、反復パターンをその周期、すなわちＬだけ遅延させる。それによって、相関器１１０は、モード１で全体ダウンリンクフレームでプリアンブル、すなわち、フレームの開始を推定することができる。
【００２３】
相関器１１０は、モード２でサイクリックプレフィックスの相関値を合算するのに要求されるウインドウサイズを有し、相関のための遅延値はプリアンブル又はシンボルでサイクリックプレフィックスとその同一の部分間の区間とする。例えば、図５に示したようなＯＦＤＭシンボル２２０である場合に、相関器１１０はウインドウサイズのＣＰを有し、遅延値のＮを有する。
具体的に、相関器１１０は、モード２でサイクリックプレフィックス２１１、２２１とその同一部分との間の各相関値をＣＰ区間で合算する。そして、相関器１１０は、サイクリックプレフィックスの相関値を得るために、サイクリックプレフィックスをＮだけ遅延させる。それによって、相関器１１０は、モード２でプリアンブル又はシンボルでサイクリックプレフィックスの開始を推定することができる。
カウンター１５０は、アルゴリズム実行の全体区間でサンプルごとにカウンター値を１ずつ増加し、カウンター値がフレーム区間であるＴｓに対応する値に至ると、常に０にリセットされるように構成される。カウンター１５０は、カウンター値をアルゴリズム制御ブロック１４０及び最大値位置出力器１２０に提供する。最大値 位置出力器１２０は、カウンター１５０からカウンター値及び相関器１１０から相関値を受信し、フレーム区間で相関値が最大になるときのカウンター値を制御ブロック１４０に出力する。
【００２４】
上記のように構成されたフレーム開始推定器の動作を、図７を参照して説明する。図７は、本発明の実施形態によるフレーム開始推定器の動作を説明するための図である。アルゴリズム制御ブロック１４０は、相関器１１０が各モードで動作するように制御する。制御ブロック１４０は、初期フレーム区間では相関器１１０がモード１で動作するように制御する。モード１で、相関器１１０は、プリアンブルの反復パターン間を相関してその相関値を出力する。そして、最大値位置出力器１２０は、図７に示すように、相関値が最大値になるときのカウンター値ｎ０をアルゴリズム制御ブロック１４０に出力する。それによって、制御ブロック１４０は、最大値位置出力器１２０から相関値が最大になるときのカウンター値ｎ０を受信する。
【００２５】
以後、アルゴリズム制御ブロック１４０は、次のフレーム区間でカウンター値がｎ０−Ｔｅになると、カウンター値を０にリセットする。Ｔｅは、推定値の誤差範囲を示す。より詳しく、ｎ０は、フレーム区間で相関値が最大値になるときのカウンター値である。相関値が最大になる位置がフレームの開始位置として推定され、ｎ０はこの推定された開始位置の誤差範囲に基づいて±Ｔｅの誤差範囲を有する。次に、アルゴリズム制御ブロック１４０は、カウンター値の範囲[０，２Ｔｅ]で相関器１１０をモード２で動作するように制御する。ここで、[０，２Ｔｅ]は、０と２Ｔｅとの間の範囲（ｒａｎｇｅ）を意味する。したがって、相関器１１０は、カウンター値ｎ０−Ｔｅからカウンター値ｎ０＋Ｔｅまでモード２で動作する。モード２で、相関器１１０は、サイクリックプレフィックスとプリアンブル又はシンボルの同一の最後区間とを相関し、その相関値を出力する。最大値位置出力器１２０は、相関値が最大になるときのカウンター値ｎ１を最終位置出力器１３０に出力する。
【００２６】
アルゴリズム制御ブロック１４０は、次のサイクリックプレフィックスの相関値を求めるように次のシンボルの[Ｎ＋ＣＰ，２Ｔｅ＋Ｎ＋ＣＰ]区間で相関器１１０をモード２で動作させる。それによって、最大値位置出力器１２０は、相関値が最大になるときのカウンター値ｎ２を最終位置出力器１３０に出力する。また、アルゴリズム制御ブロック１４０は、その次のシンボルの[２＊(Ｎ＋ＣＰ)、２Ｔｅ＋２＊(Ｎ＋ＣＰ)]区間で相関器１１０をモード２で動作させる。それによって、アルゴリズム制御ブロック１４０は、相関値が最大になるときのカウンター値ｎ３を最終位置出力器１３０に出力する。このような方式で、アルゴリズム制御ブロック１４０は、(Ｍ-１)個のシンボルまでサイクリックプレフィックスの開始位置を推定する。
そして、最終位置出力器１３０は、最大値位置出力器１２０から出力された推定プレフィックス開始位置を次の［数２］によって結合して最終フレームｎの開始位置を推定する。
【００２７】
【数２】
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【００２８】
上記の［数２］で、Ｍは、サイクリックプレフィックス開始位置の個数である。ＣＰはサイクリックプレフィックスの区間で、Ｎはプリアンブル又はシンボルの全体区間でサイクリックプレフィックスの区間を除いた区間で、Ｎ＋ＣＰはプリアンブル又はシンボルの全体区間である。また、ｎｍは、各推定されたプレフィックスの開始位置を示す。ここで、Ｍは、監視（ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ）ＯＦＤＭシンボルの数であり、これは、１つのフレーム内のＯＦＤＭシンボルの数よりも小さい。
最終的に推定した開始位置でカウンター値を０にリセットすると、カウンター値０がフレームの開始位置になることができる。
【００２９】
図８は、本発明の実施形態によるフレーム開始推定方法を示すフローチャートである。図８を参照すると、フレームを受信すると、フレーム開始推定器は、ステップＳ３１０でフレーム開始を推定するための第１のフレームであるか否かを判断する。受信フレームが、フレーム開始を推定するための第１のフレームであると、フレーム開始推定器は、ステップＳ３２０でフレームの開始位置を推定する。前述したように、フレームの開始位置は、プリアンブルの相関を取って最も大きい相関値を有する位置(区間)を探すことによって推定される。
フレーム開始推定器は、ステップＳ３３０で、次のフレームが受信されるか否かを判断する。その結果、次のフレームが受信された場合は、ステップＳ３４０に進んで、推定されたフレーム開始位置でサイクリックプレフィックスの開始位置を推定する。すなわち、フレーム開始推定器は、サイクリックプレフィックスとプリアンブル又はシンボルの同一の最後部分を相関し、その相関値を出力して相関値が最大になるときの位置をサイクリックプレフィックスの開始位置として推定する。フレーム開始推定器は、ステップＳ３７０で、推定されたサイクリックプレフィックスの開始位置の個数が所定個数であるか否かを判断する。サイクリックプレフィックスの開始位置は、複数のサイクリックプレフィックス開始位置から平均的に得られる。そして、通信システムは、フレームの開始位置を推定するのに十分なフレームを送信するため、フレーム開始推定器は予め定められたシンボルの個数に対してサイクリックプレフィックスの開始位置を推定する。 
【００３０】
図８を参照すると、フレーム開始推定器は、推定したサイクリックプレフィックスの開始位置の個数が所定個数であると、ステップＳ３８０で、推定プレフィックス開始位置を［数２］により結合して最終フレームの開始位置を推定する。
ステップＳ３２０のようにモード１だけを遂行することによって、フレーム開始位置を検出することができる。しかしながら、より正確な開始位置を検出するために、モード１の結果によるフレーム開始位置として推定される所定の誤差範囲内で ステップＳ３４０のようなモード２を遂行することで、より精密なフレーム開始位置が推定可能である。上述したように本発明によると、フレーム同期のために可変ウィンドウサイズと遅延値を有する相関器を用いてその結果を適切に結合することによって、マルチセクター環境のような干渉が大きい場合にも相当な正確度でフレームの開始位置を推定することができる。
【００３１】
以上、本発明を具体的な実施形態により詳細に説明したが、形式や細部についての様々な変形が、本発明の範囲から逸脱することなく行われることが可能であることは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。したがって、本発明の範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】通信システムで、初期同期のために使用されるプリアンブルパターンを示す図である。
【図２】従来のフレーム開始位置推定器のブロック構成を示す図である。
【図３】無線通信システムで、マルチセクター環境における周波数とそれぞれのセクターの使用例を示す図である。
【図４】本発明の望ましい実施形態によるフレーム開始推定器のブロック構成図である。
【図５】プリアンブルとＯＦＤＭシンボルで構成された一般的なフレーム構造を 示す図である。
【図６】本発明の実施形態による相関器の動作モードによる出力結果を示す図である。
【図７】本発明の実施形態によるフレーム開始推定器の動作を説明するための図である。
【図８】本発明の実施形態によるフレーム開始推定方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３３】
１１０  相関器
１２０  最大値位置出力器
１３０  最終位置出力器
１４０  制御ブロック
１５０  カウンター
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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