(57)【要約】【課題】精度の高い下りチャネル同期を実現できるとともに、複数のユーザのトレーニングシンボル間の重なりによる各ユーザ間の干渉歪を低下させて、各ユーザが安定かつ信頼できる上りチャネル同期を保証する。【解決手段】ランダムに長さがNである第1情報ブロックを生成する工程と、第1情報ブロックに、最後のL個のデータを第1情報ブロックの前までコピーし、第1トレーニングシンボルのサイクリックプレフィックスとする工程と、第1情報ブロックから、第1情報ブロックの最後のd個のデータを情報ブロックのはじめの位置にシフトさせるというサイクルの方式に基づいて、第1情報ブロックと長さが同じ第2情報ブロックを生成するステップと、第2情報ブロックの最後のL個のデータを第2情報ブロックの前までコピーし、第2トレーニングシンボルのサイクリックプレフィックスとして、完全なサイクルトレーニングシーケンスを生成するステップとを含む。【選択図】図１
2006333484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1サイクリックプレフィックスと第1情報ブロックを順番に含む第1トレーニングシンボルと、第2サイクリックプレフィックスと第2情報ブロックを順番に含む第2トレーニングシンボルとを順番に含むサイクルトレーニングシーケンスの生成方法であって、
長さがNである（Nは自然数である）第1情報ブロックをランダムに生成するステップと、
生成された第1情報ブロックに、第1トレーニングシンボルのサイクリックプレフィックスとして、最後のL個のデータ（Lは情報ブロックの長さより小さい自然数である）を第1情報ブロックの前までコピーするステップと、
第1情報ブロックの最後のd個のデータを前から(N-d)個のデータの前までシフトさせるサイクリック方法により得られるN個のデータを構造特徴とする（dは0または情報ブロックの長さより小さい自然数である）、第1情報ブロックと長さが同じ第2トレーニングシンボルの第2情報ブロックを生成するステップと、
生成された第2情報ブロックの最後のL個のデータを第2情報ブロックの前までコピーし、第2トレーニングシンボルのサイクリックプレフィックスとして、完全なサイクルトレーニングシーケンスを生成するステップとを含むことを特徴とするサイクルトレーニングシーケンスの生成方法。
【請求項２】
前記通信システムは、
基地局から割り当てられた特定の前記構造特徴に基づいて、当該構造特徴に対応する特定のサイクルトレーニングシーケンスを生成し、所定のデータシンボルを加えることによって完全なフレームを生成し、送信信号として送信するユーザ側と、
前記基地局において受信された前記特定のサイクルトレーニングシーケンスの信号に対して、タイミング同期(Timing  Synchronism)とキャリア周波数オフセット推定とを行い、復調とデコード(decode)を行った後、ユーザ側の送信信号を復元する基地局とを含むことを特徴とする請求項1に記載するサイクルトレーニングシーケンスを使用する通信システム。
【請求項３】
前記ユーザ側は、
基地局から割り当てられた特定の構造特徴に基づいて、当該構造特徴に対応する特定のサイクルトレーニングシーケンスを生成するトレーニングシーケンス生成器（20）と、
生成された前記特定のサイクルトレーニングシーケンスに応じて、前記ユーザ側のデータシンボルを付加し、完全なフレームを生成するデータシンボル付加器（21）とを含むことを特徴とする請求項2に記載する通信システム。
【請求項４】
前記トレーニングシーケンス生成器（20）は、
ランダムにデータをコーディングするエンコーダ(encoder)（201）と、
エンコーダ（201）から出力されたコードを変調するデータ変調器（202）と、
データ変調器(202)から出力された変調後のコードに応じて、特定のサイクルトレーニングシーケンスの第1情報ブロックを生成する第1トレーニングシンボル情報ブロック生成器（203）と、
第1トレーニングシンボル情報ブロック生成器（203）で生成された第1情報ブロックに応じて、生成された情報ブロックの最後L個のデータをコピーし、第1サイクリックプレフィックスとして第1情報ブロックの前に置く第1サイクリックプレフィックス生成器（204）と、
前記特定の構造特徴に応じて、第1情報ブロックの最後のd個のデータを前から(N-d)個のデータの前までシフトさせることにより得られたN個のデータを新たに配列することによって、第2情報ブロックを生成する第2トレーニングシンボル情報ブロック生成器（205）と、
第2トレーニングシンボル情報ブロック生成器（205）で生成された第2情報ブロックに応じて、前記第2情報ブロックの最後のL個のデータをコピーし、第2サイクリックプレフィックスとし、第2トレーニングシンボルにかつ第2情報ブロックの前に置く第2サイクリックプレフィックス生成器（206）とを含むことを特徴とする請求項3に記載する通信システム。
【請求項５】
基地局は、各ユーザーに対して個別の前記サイクルトレーニングシーケンスを割り当て、かつ複数の異なる構造特徴のサイクルトレーニングシーケンスを同時に受信するための複数の受信装置（4）を有する受信機（3）を備える通信システムにおいて、
前記複数の受信装置（4）の各々は、
前記特定のサイクルトレーニングシーケンスの構造特徴を用いて、受信されたデータシーケンスに対してタイミング同期とキャリア周波数オフセット推定とを行う同期及キャリア周波数オフセット装置（40）と、
該同期及キャリア周波数オフセット装置（40）からの出力の復調を行う復調装置（41）と、
復調装置（41）からの出力をデコードし、ユーザが送信する信号を復元するデコード装置（42）とを含むことを特徴とする請求項4に記載する通信システム。
【請求項６】
前記同期及キャリア周波数オフセット装置（40）は、
前記基地局から割り当てられたユーザの特定のサイクルトレーニングシーケンスの構造特徴に基づいて、前記データシーケンスに対し、前記ユーザを特定するサイクルトレーニングシーケンスの先頭位置を逐一検索し、タイミング同期を行った後、キャリア周波数オフセット推定を行うタイミング検出及キャリア周波数オフセット推定装置（51）と、
該タイミング検出及キャリア周波数オフセット推定装置（51）を利用し、前記基地局から受信されたデータシーケンスのタイミング同期を行うタイミング同期装置(58)と、
タイミング検出及キャリア周波数オフセット推定装置（51）で取得したキャリア周波数オフセット推定の結果を利用し、前記ユーザに対しキャリア周波数オフセット補償を行うキャリア周波数オフセット補償装置（59）とを含むことを特徴とする請求項5に記載する通信システム。
【請求項７】
請求項6に記載する通信システムにおいて、
前記タイミング検出及キャリア周波数オフセット推定装置（51）は、前記サイクルトレーニングシーケンスの構造特徴の特定のタイミング検出Md（θ）を利用し、受信されたデータシーケンスr（z）を逐一検索し、前記Md（θ）が局部最大値（Local  Max）になったときの位置をデータシーケンスr（z）の前記サイクルトレーニングシーケンスの先頭位置とし、かつ、前記タイミング検出及キャリア周波数オフセット推定装置（51）は、前記サイクルトレーニングシーケンスの構造特徴で特定したキャリア周波数オフセット推定
【数１】
2006333484.tif 000025
とデータシーケンスr（z）の前記サイクルトレーニングシーケンスの先頭位置を利用し、前記ユーザに対しキャリア周波数オフセット推定を行い、そのうち、
【数２】
2006333484.tif 000026
θは、インデックスであり、かつ、データシーケンス
【数３】
2006333484.tif 000027
の一個目のデータのインデックスは、0であり、dは、前記サイクルトレーニングシーケンスの構造特徴に対応する自然数、Nは、前記サイクルトレーニングシーケンスの第1または第2情報ブロックの長さで、r*(L+z)は、r(L+z)に対する共役複素数を表し、
【数４】
2006333484.tif 000028
、
【数５】
2006333484.tif 000029
、
【数６】
2006333484.tif 000030
は、それぞれ
【数７】
2006333484.tif 000031
に対し偏角(compound  angle)を取ることを特徴とする通信システム。
【請求項８】
請求項1に記載するサイクルトレーニングシーケンスを使用する通信方法において、
ユーザから共通制御チャネルを通じて基地局に加入請求を送信するステップと、
基地局では、前記ユーザの加入請求を受信した後、複数の異なる構造特徴を有するサイクルトレーニングシーケンスを有するサイクルトレーニングシーケンス資源表を検索し、基地局にまだ割り当てていないトレーニングシーケンスを検索するステップと、
基地局は、検索したまだ割り当てていないサイクルトレーニングシーケンスから一つを選択し、前記サイクルトレーニングシーケンスの特定の構造特徴を含む返信メッセージを前記ユーザへ送信し、サイクルトレーニングシーケンスの割り当て状況を知らせるとともに、基地局のサイクルトレーニングシーケンス資源表のサイクルトレーニングシーケンスの割り当て状況を刷新するステップと、
ユーザが受信された返信メッセージに含まれるサイクルトレーニングシーケンスの特定の構造特徴に基づいて、データシンボルとユーザを特定するサイクルトレーニングシーケンスとを含む完全なフレームを生成し、基地局へ送信するステップと、
基地局の受信装置は、前記ユーザからの信号をタイミング同期とキャリア周波数オフセット推定とを行い、復調とデコードを行った後、ユーザの送信信号を復元するステップとを含むことを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチユーザシステムにおいて、上り/下りチャネル同期を実現するためのサイクルトレーニングシーケンスグループ、即ち、ラウンドロビン(Round-Robin)トレーニングシーケンスグループに係るものであり、特に、上記サイクルトレーニングシーケンスグループを利用する通信システムと通信方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、より多くの下りチャネル同期を行うための典型なアルゴリズムが知られている（非特許文献１乃至７を参照）。
【０００３】
しかし、マルチユーザシステムにおいて、上りチャネル同期は、特に複数のユーザが全多重送信方法を採用する場合、通常より難しい。
【０００４】
これは、上りチャネル送信ではユーザよってユーザから基地局までの距離が異なるので、異なるタイミングオフセット（timing  offset）を有するためである。
【０００５】
また、異なるユーザが、個別に、ばらつきを有するオシレータを使用しているため、これらのオシレータのセンター周波数がそれぞれ異なることがある。
【０００６】
さらに、異なるユーザの移動速度が異なるため、異なるドップラー周波数シフトが発生する。
【０００７】
以上2つの理由により、異なるユーザは、同一の基地局に対し、異なるキャリア周波数オフセットを有する。
【０００８】
より多くの典型なアルゴリズムは、トレーニングシーケンスの重複情報を利用しタイミング同期とキャリア周波数オフセット推定とを行う。基地局では、キャリア周波数オフセットの影響を受けるので、トレーニングシーケンスの重複情報の間に位相角差が生じ、この位相角差を利用し上記ユーザのキャリア周波数オフセットを推定することができる。
【０００９】
全多重送信方法のマルチユーザシステムに、異なるユーザが送信するトレーニングシーケンスが基地局で重なる場合、これらのトレーニングシーケンスが同じまたは一部が同じの構造を有するとき、該当する位相角差は複数のユーザのキャリア周波数オフセット情報を含み、すなわち、単独の各ユーザのキャリア周波数オフセット情報が消去されることになる。
【００１０】
このようなトレーニングシーケンスの間の互いの干渉は、いくつかのユーザの同期アルゴリズムを失敗させる可能性がある。
【非特許文献１】J.-J. van de Beek and M. Sandell, “ML estimation of time and frequency offset in OFDM systems,” IEEE Trans. Signal Processing., vol. 45, pp.1800-1805, July 1997
【非特許文献２】H. Nogami and T. Nagashima, “A frequency and timing period acquisition technique for OFDM system,” Personal, Indoor and Mobile Radio Commun. (PIMRC), pp.1010-1015, September 27-29, 1995
【非特許文献３】M. Morelli and V. Mengali, "An improved frequency offset estimator for OFDM applications," IEEE Commun. Lett., vol. 3, pp.75-77, March 1999
【非特許文献４】T. Keller and L. Piazzo, “Orthogonal Frequency Division Multiplex Synchronization Techniques for Frequency-Selective Fading Channels,” IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol.19, No.6, pp.999-1008, June 2001
【非特許文献５】T. M. Schmidl and D. C. Cox, “Robust Frequency and Timing Synchronization for OFDM,” IEEE Trans. Comm., vol. 45, pp.1613-1621, December 1997
【非特許文献６】P.H. Moose, “A technique for orthogonal frequency division multiplexing frequency offset correction,” IEEE Trans. Comm., vol. 42, pp.2908-2914, October 1994
【非特許文献７】Z. Zhang and M. Zhao, "Frequency offset estimation with fast acquisition in OFDM system," IEEE Commun. Lett., vol.8, pp.171-173, Mar.2004
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
異なるユーザが送信するトレーニングシーケンスの間の干渉歪が、いくつかのユーザの上りチャネル同期を失敗させることがあるので、マルチユーザ全多重送信方法の上りチャネル同期システムにおいて、安定かつ信頼できる新しいトレーニングシーケンスを提供し、異なるユーザ間の干渉歪を減少させることは非常に必要である。
【００１２】
異なるユーザが送信するトレーニングシーケンスの間の干渉歪がいくつかのユーザの上りチャネル同期を失敗させることを解決し、しかも精度の高い下りチャネル同期を実現するため、本発明の第1の目的は、新しいサイクルトレーニングシーケンスの生成方法を提供することである。
【００１３】
本発明の第2の目的は、上記サイクルトレーニングシーケンスを利用する通信システムを提供することである。
【００１４】
本発明の第3の目的は、上記サイクルトレーニングシーケンスに基づく通信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の第1の特徴に基づくサイクルトレーニングシーケンスの生成方法において、上記サイクルトレーニングシーケンスは第1サイクリックプレフィックス（Cyclic  Prefix）と第1情報ブロックとを順番に含む第1トレーニングシンボル(Training  Symbol)と、第2サイクリックプレフィックスと第2情報ブロックとを順番に含む第2トレーニングシンボルとを順番に含み、長さがNである（Nは自然数である）第1情報ブロックをランダムに生成するステップと、生成された第1情報ブロックに、最後のL個のデータ（Lは情報ブロックの長さより小さい自然数である）を第1情報ブロックの前までコピーし、第1トレーニングシンボルのサイクリックプレフィックスとするステップと、第1情報ブロックの最後のd個のデータを前から(N-d)個のデータの前までシフトさせるサイクリック方法により得られるN個のデータを構造特徴とする（dは、0または情報ブロックの長さより小さい自然数である）、第1情報ブロックと長さが同じ第2トレーニングシンボルの第2情報ブロックを生成するステップと、生成された第2情報ブロックの最後のL個のデータを第2情報ブロックの前までコピーし、第2トレーニングシンボルのサイクリックプレフィックスとすることにより、完全なサイクルトレーニングシーケンスを生成するステップとを含む。
【００１６】
本発明の第2の特徴に基づく上記サイクルトレーニングシーケンスを利用する通信システムにおいて、上記通信システムは、基地局から割り当てられた特定の前記構造特徴に基づいて、構造特徴に対応する特定のサイクルトレーニングシーケンスを生成し、所定のデータシンボルを加えることによって完全なフレームを生成し、送信信号として送信するユーザ側と、前記基地局において受信された前記特定のサイクルトレーニングシーケンスの信号に対して、タイミング同期(Timing  Synchronism)とキャリア周波数オフセット推定とを行い、復調とデコード(decode)を行った後、ユーザ側の送信信号を復元する基地局とを含む。
【００１７】
本発明の第3の特徴に基づくサイクルトレーニングシーケンスを利用する通信方法において、ユーザから共通制御チャネルを通じて基地局に加入請求を送信するステップと、基地局では、上記ユーザの加入請求を受信した後、複数の異なる構造特徴を有するサイクルトレーニングシーケンスを有するサイクルトレーニングシーケンス資源表を検索し、基地局にまだ割り当てていないトレーニングシーケンスを検索するステップと、基地局は検索したまだ割り当てていないサイクルトレーニングシーケンスから1つを選択し、上記サイクルトレーニングシーケンスの特定の構造特徴を有する返信メッセージを上記ユーザへ送信し、サイクルトレーニングシーケンスの割り当て状況を知らせるとともに、基地局のサイクルトレーニングシーケンス資源表のサイクルトレーニングシーケンスで割り当て状況を刷新するステップと、ユーザが受信された返信メッセージに含むサイクルトレーニングシーケンスの特定の構造特徴に基づいて、データシンボルとユーザを特定するサイクルトレーニングシーケンスを含む完全なフレームを生成し、基地局へ送信するステップと、基地局の受信装置は、上記ユーザからの信号をタイミング同期とキャリア周波数オフセット推定とを行い、復調とデコードを行った後、ユーザの送信信号を復元するステップとを含む。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、上記サイクルトレーニングシーケンスが下りチャネル同期に用いられる場合、同期性能が伝統的なトレーニングシーケンスより優れ、精度の高い下りチャネル同期を実現することができる。
【００１９】
上りチャネル同期を行う場合、上記サイクルトレーニングシーケンスは、異なるユーザのトレーニングシーケンスが互いに重なることによる同期の失敗を回避することができる。
【００２０】
最多で（N-1）個のユーザが同時に1つの基地局に加入する場合、上記サイクルトレーニングシーケンスは、異なるユーザのトレーニングシーケンスが互いに重なることによる異なるユーザ間の干渉歪を低減させることができ、各ユーザの安定且つ信頼できる上りチャネル同期を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の目的は、マルチユーザシステムにおける上り/下りチャネル同期過程のトレーニングシーケンスの設計問題を解決することである。本発明は、効率の高いサイクルトレーニングシーケンスを提供し、正確な下りチャネル同期を実現できるとともに、複数のユーザの上りチャネル同期過程における異なるユーザのトレーニングシーケンスが互いに重なることによる同期の失敗を回避することができ、異なるユーザのトレーニングシーケンスが互いに重なることによる異なるユーザ間の干渉歪を低減させることができ、各ユーザの安定且つ信頼できる上りチャネル同期を実現することができる。
【００２２】
<サイクルトレーニングシーケンス>
図1は、本発明が提供する新しいサイクルトレーニングシーケンスSを示す。
【００２３】
上記新しいサイクルトレーニングシーケンスSは、長さが同じである2つのトレーニングシンボルt1とt2とを含み、そのうち、第1トレーニングシンボルt1および第2トレーニングシンボルt2は、情報ブロックとサイクリックプレフィックスCPとを含む。
【００２４】
ここで、トレーニングシンボルt1とt2の情報ブロックの長さをN、サイクリックプレフィックスCPの長さをLとすると、トレーニングシンボルt1とt2の各自の長さはN＋Lである。Nは、例えば、64、128、1024などの任意の自然数で、Lは、Nより小さい任意の自然数である。
【００２５】
本発明のサイクルトレーニングシーケンスS（第1トレーニングシンボルt1と第2トレーニングシンボルt2とを含む）は、以下のステップで生成しても良い。
【００２６】
第1トレーニングシンボルt1の情報ブロック、すなわち、トレーニングシーケンスの、データがランダムに生成される第1情報ブロックを生成するステップ（a）と、上記ステップ(a)で生成された情報ブロックに、上記第1情報ブロックの最後のL個のデータを第1情報ブロックの前までコピーし、トレーニングシンボルt1のサイクリックプレフィックスCP1とするステップ(b)と、トレーニングシンボルt1の情報ブロックをサイクルの方式に基づいて、第1情報ブロックの最後のd個のデータを前から(N-d)個のデータの前までシフトさせることにより得られたN個のデータを新たに配列することによって第2トレーニングシンボルt2の第2情報ブロック（上記第1と第2情報ブロックの間の対応関係が上記サイクルトレーニングシーケンスの構造特徴である）を生成するステップ(c)と、上記ステップ(c)で生成されたトレーニングシンボルt2の第2情報ブロックの最後のL個のデータをトレーニングシンボルt2の情報ブロックの前までコピーし、トレーニングシンボルt2のサイクリックプレフィックスCP2とするステップ(d)とを含む。
【００２７】
図1から分かるように、上記ステップ（a）〜ステップ(d)で生成された2個目のトレーニングシンボルt2の情報ブロックとトレーニングシンボルt1の情報ブロックとは、同じデータを異なる位置に変化させることによって生成されたもので、トレーニングシンボルt1とt2の情報ブロックのデータの配列順序が異なる。
【００２８】
次に、サイクル配列方式を詳しく説明する。
【００２９】
仮にトレーニングシンボルt1の情報ブロックが順番に並んでいるN個のデータ{x（0）、 x（1）、 …、 x（N-1）}を含むとすると、上記ステップ(b)において、トレーニングシンボルt1の情報ブロックの最後のL個のデータである{x（N-L）、 x（N-L+1）、 …、 x（N-1）}をトレーニングシンボルt1の情報ブロックの前までコピーし、トレーニングシンボルt1のサイクリックプレフィックスCP1とする。
【００３０】
次に、ステップ(c)において、トレーニングシンボルt1の情報ブロックに基づいて、トレーニングシンボルt2の情報ブロックを{x（N-d）、 x（N-d+1） … x（N-1）、 x（0）、 x（1）、 …、 x（N-d-1）}とし、そのうち、0≦d<（N-1）、すなわち、トレーニングシンボルt1の情報ブロックの最後のL個のデータをこの情報ブロックの1個目のデーターの前までシフトさせ、情報ブロックのほかのデータを順番に後ろにシフトさせ、トレーニングシンボルt2の情報ブロックを生成する。ここで、後の記述を簡単化させるため、最後のd個のデータをシフトさせることによって生成するサイクルトレーニングシーケンスSを第d番目サイクルトレーニングシーケンスSといい、第d番目構造特徴を有するという。
【００３１】
次に、ステップ(d)において、トレーニングシンボルt2の情報ブロックの最後のL個のデータである{x（N-d-L）、 x（N-d-L+1）、 …、 x（N-d-1）}をトレーニングシンボルt2の情報ブロックの前までコピーし、トレーニングシンボルt2のサイクリックプレフィックスCP2とする。生成されたトレーニングシンボルt1とt2は共同で本発明のサイクルトレーニングシーケンスSを構成し、しかもトレーニングシンボルt1とt2の情報ブロックのデータの間にデータ関連性を有する。
【００３２】
異なるdで生成されるサイクルトレーニングシーケンスSも異なる。同時に、生成されたトレーニングシンボルt1は、dが理論上（N-1）個異なる値を取ることができ、トレーニングシンボルt2が（N-1）種類の配列を有する可能性があるため、（N-1）種類の異なるサイクルトレーニングシーケンスSを生成する。
【００３３】
すべてのサイクルトレーニングシーケンス間のd値が異なるため、基地局で各ユーザに割り当てるサイクルトレーニングシーケンス間の干渉を低下させ、しかも、d値が異なるため、各サイクルトレーニングシーケンスの第1トレーニングシンボルと第2トレーニングシーケンスとの間のデータの関連性も異なるので、基地局で各サイクルトレーニングシーケンス間の干渉を低下させることができ、各ユーザの上り/下りチャネル同期を順調に行うことができる。
【００３４】
<新規ユーザ加入過程>
本発明におけるすべてのユーザのサイクルトレーニングシーケンスSは、加入する基地局によって割り当てられる。各ユーザのサイクルトレーニングシーケンスの割り当ては、このユーザが基地局に新規に加入したときに完成される。各基地局において、サイクルトレーニングシーケンス資源（TSR、Training Sequence Resource）表を保存している。上記TSR表に基地局が加入ユーザに割り当てられるすべてのサイクルトレーニングシーケンスSのIDと、サイクルトレーニングシーケンスSの構造特徴(d値)と、各サイクルトレーニングシーケンスSの割り当て・使用状況(例えば、このサイクルトレーニングシーケンスSは既に割り当てられたかどうか、かつどのユーザに割り当てたかなど)とを記憶させる。表1は、本発明に基づくサイクルトレーニングシーケンス資源表を示す。
【表１】
2006333484.tif 000003
【００３５】
図2は、新規ユーザが基地局に加入する際に、基地局との間の通信のやり取りを示す。接続待ちの新規ユーザmにとって、基地局に加入する前に、基地局から割り当てられた特定のサイクルトレーニングシーケンスSを有しない。このユーザが加入する基地局にとって、このユーザから送信された信号に含まれるサイクルトレーニングシーケンスを利用しこのユーザの上り/下りチャネル同期を行う。
【００３６】
次に、図2を参照しながら、この新規ユーザmが基地局に加入する際の基地局との通信を詳細に説明する。
【００３７】
新規ユーザmが加入を請求する場合、基地局との間で行われる通信のステップは、以下のステップを含む。
【００３８】
ユーザmから共通制御チャネル（C-CH）を通じて基地局に加入請求を送信するステップ(a)と、基地局では、上記ユーザからの加入請求を受信した後、複数の異なる構造特徴(すなわち、異なるd値)のサイクルトレーニングシーケンスSを有するサイクルトレーニングシーケンス資源表TSRに、基地局でまだ割り当てられていないトレーニングシーケンスを検索するステップ(b)と、基地局は、検索された割り当てられていないサイクルトレーニングシーケンスSから1つを選出し、このサイクルトレーニングシーケンスSの特定の構造特徴を有するメッセージを上記ユーザmへ送信し、サイクルトレーニングシーケンスの割り当て状況及びこのユーザが使用可能なサイクルトレーニングシーケンスSの構造特徴を知らせるとともに、基地局のTSR表のサイクルトレーニングシーケンスSの割り当て・使用状況を刷新するステップ(c)と、ユーザmが受信された返信メッセージに含まれるサイクルトレーニングシーケンスSの特定の構造特徴に基づいて、ユーザmを特定するサイクルトレーニングシーケンスSとデータシンボルとを含む完全なフレームを生成し、この完全なフレームを送信信号として無線チャネルを通じて基地局へ送信するステップ(d)と、基地局では、このユーザmから受信された完全なフレームに対し、タイミング同期とキャリア周波数オフセット推定とを行い、復調とデコードを行った後、このユーザmの送信信号を復元するステップ（e）とを含む。
【００３９】
以上の本発明のサイクルトレーニングシーケンスSに基づく通信方法は、異なるユーザに異なる構造特徴を有するサイクルトレーニングシーケンスSを提供しているので、多重送信マルチユーザシステムの上りチャネル同期の過程では、異なるサイクルトレーニングシーケンスが重なる場合でも、基地局は、各ユーザに対し上りチャネル同期を正確的に行うことができ、マルチユーザのトレーニングシーケンスが互いに重なることによる干渉歪を低下させることができる。
【００４０】
本発明のサイクルトレーニングシーケンスSには、（N-1）種類があるため、1つの基地局では、同時に（N-1）個のユーザを加入させることができ、多重送信用のマルチユーザシステム容量を満足できる。しかも、本発明のサイクルトレーニングシーケンスSは、構造特徴に基づいて、精度の高い下りチャネル同期を実現できる。
【００４１】
通常、1つの基地局が収容できるユーザ数は、実際に加入するユーザ数よりはるかに大きい。加入ユーザ数は基地局が収容できるユーザ数を超える場合でも、本発明は、以下の方法でユーザのスケジューリングを行うことができる。
【００４２】
すなわち、上記ステップ(b)において、TSR表に新規加入ユーザmに割り当てるサイクルトレーニングシーケンスが存在しない場合（基地局のすべてのサイクルトレーニングシーケンスは割り当て済みの場合）、基地局は、、TSR表に既にあるユーザに割り当てたサイクルトレーニングシーケンスSから1つを選出し、この新規加入ユーザに割り当て、同じサイクルトレーニングシーケンスSを利用するユーザらに対し、時間上のスケジューリングを行い、これらのユーザが送信した同じサイクルトレーニングシーケンスSが基地局で重なることのないよう保証する。
【００４３】
<通信システム>
図3は、新規ユーザが加入する際の本発明に基づく通信システム1の構造図を示す。図3を参照し、この通信システム1を記述する。
【００４４】
図3に示すように、この通信システム1は、複数のユーザ及び1つの基地局を有する。各ユーザは、送信するための送信機2を有する。この基地局は、複数の受信装置4を有する受信機3を含む。各受信装置4は、基地局に加入している対応するユーザの送信機2とそれぞれ通信を行う。ユーザの送信機2と基地局の受信機3とは、図2に示す方法で通信を行う。
【００４５】
複数のユーザが基地局に加入する際、基地局は、各ユーザにそれぞれ異なる構造特徴を有するサイクルトレーニングシーケンスSを割り当て、かつ、各ユーザにこのユーザを特定する受信装置4を指定する。
【００４６】
例えば、ユーザnに指定されるのは、第n番目のサイクルトレーニングシーケンスであり、ユーザmに指定されるのは、第m番目のサイクルトレーニングシーケンスである。
【００４７】
次に、ユーザmを例とし、ユーザと基地局間の通信を説明する。
【００４８】
まず、ユーザmの送信機2は、共通制御チャネル（C-CH）を通じて基地局に加入請求を送信する。基地局は、このユーザからの加入請求を受信した後、TSR表に基地局にまだ割り当てていないサイクルトレーニングシーケンスを検索し、このユーザに割り当てる第m番目のサイクルトレーニングシーケンスSを含む返信メッセージをこのユーザmに送信するとともに、このユーザmの送信情報を特定する受信装置4を指定する。
【００４９】
ユーザmの送信機2は、基地局から割り当てられた第m番目のサイクルトレーニングシーケンスSに基づいて、第m番目のサイクルトレーニングシーケンスSとユーザデータとを含む完全なフレームを生成し、この完全なフレームを送信信号として基地局へ送信する。
【００５０】
基地局におけるユーザmを特定する受信装置4は、ユーザmに割り当てられた第m番目のサイクルトレーニングシーケンスSを利用し、このユーザmが送信した信号をタイミング同期とキャリア周波数オフセット推定とを行い、この完全なフレームの復調とデコードを行うことによって、ユーザmのユーザデータを復元する。
【００５１】
基地局は、加入するすべてのユーザに対し、上記ユーザｍに対する操作と同じような操作を行い、各ユーザのサイクルトレーニングシーケンスSと特定の受信装置4はそれぞれ異なる。
【００５２】
したがって、マルチユーザシステムの上りチャネル同期において、この通信システム1は、複数のユーザのサイクルトレーニングシーケンスが互いに重なることによる干渉歪を低下させることができ、本発明のサイクルトレーニングシーケンスSの構造特徴に基づき、精度の高い下りチャネル同期を行うことが実現できる。
【００５３】
<送信機2>
図4は、ユーザmの送信機2の構造図を示す。ユーザmは、基地局から、割り当てられたサイクルトレーニングシーケンスの構造特徴を含む返信メッセージを受信する。
【００５４】
この送信機2は、トレーニングシーケンス生成器20とデータシンボル付加器21とを含む。トレーニングシーケンス生成器20は、基地局から割り当てられた特定のサイクルトレーニングシーケンスの構造特徴に基づいて、この特定のサイクルトレーニングシーケンスを生成する。データシンボル付加器21は、トレーニングシーケンス生成器20で生成された特定のサイクルトレーニングシーケンスに基づいて、このユーザのデータシンボルを付加し、このユーザの完全なフレームを生成する。
【００５５】
具体的に、このトレーニングシーケンス生成器20は、エンコーダ210と、データ変調器202と、第1トレーニングシーケンス情報ブロック生成器205と、第2サイクリックプレフィックス生成器206とを含む。
【００５６】
この送信機2が、基地局からの返信メッセージを受信した後、トレーニングシーケンス生成器20にエンコーダ201を利用しランダムなデータコーディングを行い、データ変調器202は、エンコーダ201から出力されたコードを変調し、変調後のコードデータを第1トレーニングシーケンス生成器203へ入力し、サイクルトレーニングシーケンスの生成を行う。
【００５７】
第1トレーニングシーケンス生成器203は、変調後のコードデータに基づき、ユーザmのサイクルトレーニングシーケンスの第1トレーニングシーケンスの第1情報ブロック（情報ブロックの長さがNである）を生成する。
【００５８】
第1サイクリックプレフィックス生成器204は、第1トレーニングシーケンス生成器203で生成された第1トレーニングシーケンスの第1情報ブロックに基づき、生成された第1情報ブロックの最後のL個のデータをコピーし、この最後のL個のデータをサイクリックプレフィックスCP1として第1情報ブロックの前に置き、第1トレーニングシンボルを生成する。
【００５９】
第2トレーニングシーケンス情報ブロック生成器205は、返信メッセージに含む割り当てされたユーザmのサイクルトレーニングシーケンスの構造特徴に基づき、すなわちユーザｍを特定するサイクルトレーニングシーケンスで第1トレーニングシーケンスの情報ブロックの最後のｄ個のデータを情報ブロックの前から（N-d）個のデータの前にシフトさせることにより得られたN個のデータを新たに配列し、第2トレーニングシンボルの情報ブロック、すなわち、サイクルトレーニングシーケンスの第2情報ブロックを生成する。
【００６０】
第2サイクリックプレフィックス生成器206は、第1トレーニングシーケンス情報ブロック生成器205で生成された第2トレーニングシンボルの情報ブロックに基づき、この情報ブロックの最後のL個のデータをコピーし、サイクリックプレフィックスCP2として第2情報ブロックの前に置き、第2トレーニングシンボルを生成する。
【００６１】
トレーニングシーケンス生成器20は、本発明のサイクルトレーニングシーケンスSを生成し、順番に第1トレーニングシンボルのサイクリックプレフィックスと情報ブロックと、第2トレーニングシンボルのサイクリックプレフィックスと情報ブロックとを含む。
【００６２】
データシンボル付加器21は、トレーニングシーケンス生成器20で生成されたサイクルトレーニングシーケンスに基づき、サイクルトレーニングシーケンスの後に所定のデータシンボル、すなわち、ユーザデータを付加し、完全なフレームを生成する。ユーザｍは、無線チャネルを利用し生成された完全なフレームを送信信号として基地局へ送信する。
【００６３】
<受信機3>
図5は、本発明が提供するサイクルトレーニングシーケンスSに基づく基地局の受信機3の構造図を示す。
【００６４】
マルチユーザシステムにおいて、異なるユーザが全多重送信方法を採用するとき、異なるユーザが、同時に各自の完全なフレームを送信する可能性がある。
【００６５】
基地局では、異なるユーザから受信された信号が重なることになる。本発明の受信機3に基づき、各ユーザに対し、タイミング同期とキャリア周波数オフセット推定とを行い、かつ、多重送信用マルチユーザシステムの上りチャネル同期及び異なるユーザの同期は、この受信機3で同時に実施する事ができる。
【００６６】
図5に示すように、受信機3は、複数の受信装置4を有し、各受信装置4の構造も処理方式も同じであり、ここでは、ユーザｍに使う受信装置4を例として説明する。
【００６７】
ユーザｍが、基地局への加入を請求するとき、基地局がユーザｍに割り当てるサイクルトレーニングシーケンスの構造特徴は、このサイクルトレーニングシーケンスの第2トレーニングシンボルが第1トレーニングシンボルの情報ブロックの最後のｄ個のデータをシフトさせることで生成されたもので、通常、このd値は割り当て済みのほかにユーザのサイクルトレーニングシーケンスのd値と異なる。記述を簡単化するため、ユーザmに割り当てるサイクルトレーニングシーケンスを第m番目のサイクルトレーニングシーケンスと言う。
【００６８】
図5において、ユーザmに使用される受信装置4は、同期及キャリア周波数オフセット装置40と、復調装置41と、デコード装置42とを含む。
【００６９】
ユーザｍに使用される受信装置4は、ユーザｍが無線チャネルを介し送信された信号を、同期及キャリア周波数オフセット装置40を利用しタイミング同期とキャリア周波数オフセット推定とを行い、復調装置41およびデコード装置42のそれぞれ利用し、変調とデコードを行うことによって、ユーザｍが送信した信号がユーザｍを特定する受信装置4で復元される。
【００７０】
そのうち、受信装置4において、異なるユーザが送信した信号、いわゆる完全なフレームが重なるので、受信装置4が受信された1組のデータシーケンスr（k）は、異なるユーザトレーニングシンボル及びデータシンボルが重なってできたものである。
【００７１】
この同期及キャリア周波数オフセット装置40は、タイミング検出（Timing Metric）・キャリア周波数オフセット推定装置51と、タイミング同期装置58と、キャリア周波数オフセット補償装置59とを含む。
【００７２】
ユーザｍを特定するタイミング検出及キャリア周波数オフセット推定装置51は、基地局がユーザｍに割り当てた第m番目のサイクルトレーニングシーケンスに基づいて、かつ、タイミング同期装置58に入力されたデータシーケンスr（k）を利用し、受信された重なったデータシーケンスr（k）にユーザｍのサイクルトレーニングシーケンスSの先頭位置を確定する。
【００７３】
サイクルトレーニングシーケンスSの先頭位置の確定は、ユーザｍを特定するタイミング検出を利用し、受信されたデータシーケンスr（k）に対し逐一検索する。
【００７４】
タイミング検出が局部最大値になったとき、すなわち、基地局からユーザｍに割り当てた第m番目のサイクルトレーニングシーケンスSの構造特徴が受信されたデータシーケンスr（k）とあるデータの構造特徴が一致するとき、受信装置4は、局部最大値になった位置の先頭ポイントを、このユーザmのサイクルトレーニングシーケンスSの先頭位置とする。したがって、タイミング同期装置は、タイミング同期を実現できる。
【００７５】
タイミング同期が完成された後、すなわち、受信されたデータシーケンスr（k）にユーザmの第m番目のサイクルトレーニングシーケンスSを検出した後、r（k）に検出した第m番目のサイクルトレーニングシーケンスSを利用し、受信装置4は、ユーザmに対しキャリア周波数オフセット推定を行う。
【００７６】
ユーザmを特定する、すなわち、第m番目のサイクルトレーニングシーケンスSを特定するタイミング検出及キャリア周波数オフセット推定装置51は、タイミング同期が行われた後の受信データシーケンスr（k）を利用し、このユーザmが受信装置4に対するキャリア周波数オフセットを取得し、キャリア周波数オフセット補償装置59に入力する。
【００７７】
キャリア周波数オフセット補償装置59は、タイミング同期装置58から出力されたタイミング同期が行われた後のデータシーケンスr（k）、かつ、タイミング検出及キャリア周波数オフセット推定装置51で取得したユーザmのキャリア周波数オフセットに基づき、それに補償を行う。補償後のデータシーケンスr（k）を復調装置41及びデコード装置42へ送信し、ユーザmが送信した信号を復元する。
【００７８】
<タイミング検出及キャリア周波数オフセット推定装置>
図6は、タイミング検出及キャリア周波数オフセット推定装置51の構造図を示す。ここで、まず、タイミング検出の局部最大結果を検索する過程、すなわち、入力された信号に対しタイミング同期を行う過程を説明する。
【００７９】
図6に示すように、タイミング検出及キャリア周波数オフセット推定装置51は、シフトレジスタ5111と、第1、2、3、4、5演算モジュール511、512、513、514、515とを含む。このシフトレジスタ511と第1、2、3、4演算モジュールとでタイミング検出部60を構成し、そのシフトレジスタ5111と第1、2、5演算モジュール511、512、515とでキャリア周波数オフセット部70を構成する。
【００８０】
その詳しい操作過程は、タイミング検出部60は、タイミング同期装置58に入力されたデータシーケンスr（k）に基づき、受信されたデータシーケンスr（k）をシフトさせた後、データシーケンスを得る。
【００８１】
そして、第1、2、3演算モジュール511、512と513に基づき、データシーケンスr（L+k）に対し、数値を取る処理を行い、それぞれ第1、2、3演算結果を得る。
【００８２】
そして、第4演算モジュール514は、第1、2、3演算結果に基づき、タイミング検出の局部最大値を検索する。局部最大値になったとき、すなわち、ユーザmに割り当てる特定のサイクルトレーニングシーケンスSを検出したとき、データシーケンスのタイミング同期が実現することになる。
【００８３】
そして、キャリア周波数オフセット部70は、検出したサイクルトレーニングシーケンスS及び第1、2演算結果に基づいて、第5演算モジュール515でユーザmが基地局で推定したキャリア周波数オフセットを取得する。タイミング検出部60とキャリア周波数オフセット部70は、ともに第1、2演算モジュールを使用する。
【００８４】
次に、タイミング検出部60の処理過程をまず具体的に説明する。ここで、ユーザmを特定するサイクルトレーニングシーケンスSは、第m番目の構造特徴を有するとする。
【００８５】
<タイミング検出部>
仮に基地局で受信されたデータシーケンスr（k）は、{r（0）、 r（1）、 …、 r（N-1）}とし、まず、データシーケンスr（k）が、シフトレジスタ5111に入力され、シフトレジスタ5111が、データシーケンスr（k）に対しZLの（ZLはL位の遅延を行うことを示す）シフト処理を行い、シフト後のデータr（L+k）を得る。
【００８６】
そして、データr（L+k）が、第1、2、3演算モジュール511、512、513にそれぞれ入力される。なお、Lは、第m番目のサイクルトレーニングシーケンスのサイクリックプレフィックスの長さを示す。
【００８７】
第1演算モジュール511は、共役演算器5112と、乗算器5113と、シフトレジスタ5114と、シフト/加算器5115とを含む。
【００８８】
共役演算器5112は、対シフトレジスタ5111から入力されたデータr（L+k）に対し、共役を取り、乗算器5113に入力する。
【００８９】
同時に、シフトレジスタ5114は、ユーザmを特定する第m番目の構造特徴でシフトレジスタ5111で入力したデータr（L+k）に対し、ZL+N+dのシフト処理を行い、r（L+k+L+N+d）を得て、乗算器5113に入力する。
【００９０】
乗算器5113は、共役演算器5112とシフトレジスタ5114とでそれぞれ入力されたデータを乗算し、第m番目のサイクルトレーニングシーケンスの情報ブロック間の関連モジュールに基づき、順番に乗算結果
【数８】
2006333484.tif 000004
【００９１】
を得て、シフト/加算器5115に入力する。
【００９２】
シフト/加算器5115は、乗算器5113で入力したN-d個の乗算結果を加算し、第1演算結果
【数９】
2006333484.tif 000005
【００９３】
を得る。
【００９４】
第2演算モジュール512は、シフトレジスタ5121と、共役演算器5122と、乗算器5123と、シフトレジスタ5124と、シフト/加算器5125とを含む。
【００９５】
シフトレジスタ5121は、シフトレジスタ5111で入力されたデータr（L+k）をZN-dでシフト処理を行い、共役演算器5122に入力する。
【００９６】
共役演算器5122は、シフトレジスタ5121で入力されたデータの共役を取り、乗算器5123に入力する。
【００９７】
同時に、シフトレジスタ5124は、シフトレジスタ5111で入力されたデータr（L+k）をZN+Lのシフト処理を行い、（L+k+N+L）を得て、乗算器5123に入力する。
【００９８】
乗算器5123は、共役演算器5122のデータとシフトレジスタ5124で入力されたデータとを乗算し、第m番目のサイクルトレーニングシーケンスの情報ブロック間の関連モジュールに基づき、順番に乗算の結果
【数１０】
2006333484.tif 000006
【００９９】
を得て、シフト/加算器5125に入力する。
【０１００】
シフト/加算器5125は、乗算器5123で入力されたd個の乗算結果を加算し、第2演算結果
【数１１】
2006333484.tif 000007
【０１０１】
を得る。
【０１０２】
第3演算モジュール513は、モジュール及二乗演算器5131、5133と、シフト/加算器5132、5134と、加算器5135と、二乗演算器5136と、逆数演算器5137とを含む。
【０１０３】
モジュール及二乗演算器5131は、第2演算モジュール512のシフトレジスタ5124で出力されたデータシーケンスr（N+2L+k）、r（N+2L+k+1）、…、 r（2N+2L+k-1）をそれぞれモジュール数を取り、二乗を求め、演算結果をシフト/加算器5132に入力し、加算し、
【数１２】
2006333484.tif 000008
【０１０４】
を得る。
【０１０５】
モジュール/二乗演算器5133は、シフトレジスタ5111で入力されたr（L+k）、r（L+k+1）、…、r（N+L+k-1）に基づいて、それぞれモジュール数を取り、二乗を求め、N個の二乗の値をシフト/加算器5134に入力し、加算し、
【数１３】
2006333484.tif 000009
【０１０６】
を得る。
【０１０７】
加算器5135は、シフト/加算器5134で出力された
【数１４】
2006333484.tif 000010
【０１０８】
とシフト/加算器5132で出力された
【数１５】
2006333484.tif 000011
【０１０９】
を加算し、加算の結果を得て、二乗演算器5136に入力する。
【０１１０】
二乗演算器5136は、加算器5135から出力された加算結果の二乗を求め、二乗結果を逆数演算器5137に入力し、逆数を取り、第3演算結果を得る。
【０１１１】
第4演算モジュール514は、加算器5141と、モジュール/二乗演算器5142と、乗算器5143と、角度演算器5144とを含む。
【０１１２】
加算器5141は、第1演算モジュール511で出力された第1演算結果
【数１６】
2006333484.tif 000012
【０１１３】
と第2演算モジュール512で出力された第2演算結果
【数１７】
2006333484.tif 000013
【０１１４】
とを加算し、加算結果をモジュール/二乗演算器5142に出力する。
【０１１５】
モジュール/二乗演算器5142は、加算器5141で出力された加算結果を先にモジュール数を取り、二乗を求め、二乗結果を乗算器5143に入力する。
【０１１６】
乗算器5143は、モジュール/二乗演算器5142で出力された二乗結果と第3演算モジュールで出力された第3演算結果とを乗算し、乗算結果を極大偏角演算器5144に出力する。
【０１１７】
極大偏角演算器5144は、乗算器5143で取得した乗算結果に対し、偏角の最大値を求め、すなわち、タイミング検出部60は、逐一に局部最大結果を検索する。局部極大結果になったとき、タイミング同期が実現することになる。
【０１１８】
上記記述から、ユーザmを特定するタイミング検出部60は、シフトレジスタ5111及び第1、2、3、4演算モジュール511、512、513、514でユーザmの特定の第m番目のサイクルトレーニングシーケンスのはじめの位置を探し、すなわち、タイミング同期を実現する。
【０１１９】
すなわち、このタイミング検出部60は、ユーザmを特定する第m番目のサイクルトレーニングシーケンスのタイミング検出Md（θ）：
【数１８】
2006333484.tif 000014
【０１２０】
ただし、
【数１９】
2006333484.tif 000015
【０１２１】
式（1）において、θは、インデックスであり、かつ、第1番目のデータのインデックスは、0である。
【０１２２】
<キャリア周波数オフセット部>
タイミング同期が完成された後、ユーザmを特定する第m番目のサイクルトレーニングシーケンスSのキャリア周波数オフセット部70は、検出したユーザmを特定する第m番目のサイクルトレーニングシーケンスSと、シフトレジスタ5111と、第1、2、5演算モジュール511、512、515、かつ、タイミング検出部60で取得した第m番目のサイクルトレーニングシーケンスSのはじめの位置とを基づいて、キャリア周波数オフセット推定を行う。キャリア周波数オフセット部70とタイミング検出部60は、ともに第1、2演算モジュール511、512を利用する。
【０１２３】
第5演算モジュール515は、角度演算器5151、5153と、乗算器5152、5156と、加算器5155とを含む。
【０１２４】
角度演算器5151は、第2演算モジュール512で出力された第2演算結果に対し偏角を求め、乗算器5152に出力する。乗算器5152は、角度演算器5151で出力された偏角に（N-d）（N+L+d）を乗じ、
【数２０】
2006333484.tif 000016
【０１２５】
を得る。
【０１２６】
角度演算器5153は、第1演算モジュール511で出力された第1演算結果に対し偏角を求め、乗算器5154に出力する。
【０１２７】
乗算器5154は、角度演算器5153で出力された偏角にd（L+d）を乗じ、
【数２１】
2006333484.tif 000017
【０１２８】
を得る。
【０１２９】
加算器5155は、乗算器5152、5154で得たそれぞれの乗算結果に対し加算し、加算結果を乗算器5156に出力する。
【０１３０】
乗算器5156は、加算器5155で出力された加算結果に
【数２２】
2006333484.tif 000018
【０１３１】
を乗じ、推定のキャリア周波数オフセット結果
【数２３】
2006333484.tif 000019
【０１３２】
を得る。
【０１３３】
式（2）に、
【数２４】
2006333484.tif 000020
【０１３４】
は、それぞれ
【数２５】
2006333484.tif 000021
【０１３５】
に対し偏角を求めることを示す。
【０１３６】
該キャリア周波数オフセット部70は、ユーザmを特定する第ｍ番目のサイクルトレーニングシーケンスSの推定器であり、かつ、この推定器は条件不偏（Conditionally Unbiased）である。高い信号対雑音比(SNR)の場合、クラミ−ロー下限（CRLB）は、
【数２６】
2006333484.tif 000022
【０１３７】
である。
【０１３８】
なお、このユーザmは、基地局のキャリア周波数オフセットに対し、キャリア周波数オフセット装置59で式（3）により補償を行うことができる。変調とデコードを行った後、その送信信号を復元することができる。
【０１３９】
図7は、本発明が提供するサイクルトレーニングシーケンスグループのアルゴリズムとMooseアルゴリズムとを上りリンクに応用するときのキャリア周波数オフセット推定の性能比較図を示す。
【０１４０】
下りチャネル同期と異なるのは、マルチユーザシステムの上りチャネル同期過程で、複数のユーザが全多重送信方法を採用する場合、異なるユーザのトレーニングシーケンスが基地局で重なる可能性がある。このようなトレーニングシーケンスの重なりは、単一ユーザの有効な信号対干渉雑音比(SINR)を低下させるだけではなく、トレーニングシーケンスの同期性能の効果を失わせるだけでなく、このユーザの同期を失敗させることになる可能性もある。
【０１４１】
図7で示すシミュレーション例において、仮に2つのユーザが同時に上りチャネル送信を行う場合、ユーザ1のキャリア周波数オフセットを0.1とし、ユーザ2のキャリア周波数オフセットを0.2とする。シミュレーション例において、ユーザ2の信号をユーザ1の干渉雑音として処理し、ユーザ1の性能のみをシミュレーションする。
【０１４２】
Mooseアルゴリズムをこの2つのユーザに応用する場合、2つのユーザの送信遅れが288個データシンボルと異なる場合、すなわち、この2つのユーザのトレーニングシンボルが基地局で重ならないとき、各ユーザも正確に同期を行うことができる。
【０１４３】
各ユーザが送信する情報がその他のユーザにとって干渉雑音と見なされるので、SNRの増大につれ、各ユーザのSINRの増大トレードは緩やかとなるので、高い信SNRの場合、アルゴリズム性能はフロアー効果（floor  effect）を呈する。
【０１４４】
2つのユーザの送信遅れが64個データシンボルと異なる場合、すなわち、この2つのユーザのトレーニングシンボルが基地局で重なるとき、Mooseアルゴリズムは効果を失う。その結果として、キャリア周波数オフセット推定の誤差が非常に大きく、しかもSNRの増大につれ、推定の誤差が低下することはない。
【０１４５】
本発明が提供するサイクルトレーニングシーケンスSのアルゴリズムを上りチャネル同期に応用するとき、その性能が非常に安定している。
【０１４６】
シミュレーション例において、ユーザ1にd=64のサイクルトレーニングシーケンスを割り当て、ユーザ2にd=16のサイクルトレーニングシーケンスを割り当てる。
【０１４７】
図7から分かるように、推定精度がMooseアルゴリズムより明らかに高い。しかも、本発明のサイクルトレーニングシーケンスSを応用する上りチャネル同期性能は、送信遅れの影響を受けず、2つのユーザのトレーニングシンボルが互いに重なっても、各トレーニングシーケンスの同期性能を維持することができ、かつ正確な同期を行うことができる。
【０１４８】
上記で示すように、マルチユーザシステムにおいて、異なるユーザが全多重送信方法を採用する場合、異なるユーザが同時に各自の信号を送信し、基地局で異なるユーザが送信したトレーニングシンボルが互いに重なる場合、本発明のサイクル方式に基づくサイクルトレーニングシーケンスSに基づいて、ユーザmを特定する第m番目のサイクルトレーニングシーケンスのタイミング検出Md（θ）とキャリア周波数オフセット推定器
【数２７】
2006333484.tif 000023
【０１４９】
（タイミング検出部60とキャリア周波数オフセット部70）で、基地局でユーザmに対しタイミング同期とキャリア周波数オフセット推定とを行い、上りチャネル同期において、複数のユーザのトレーニングシーケンスが互いに重なることによる干渉歪みを低下させることができ、各ユーザの安定かつ信頼できる上りチャネル同期を実現することができる。
【０１５０】
<下りリンク>
現有のトレーニングシーケンスにとって、通常は{サイクリックプレフィックス1、x（0）、x（1）、…、x（N-1）、 サイクリックプレフィックス2、x（0）、x（1）、…、x（N-1）}である。そのうちのデータx（0）の関連組（Correlating  Group）、すなわち、x（0）とx（0）の距離をLとし、すべてのデータの関連組の距離の平方和は、NL2（全部でN個のデータ関連組）である。
【０１５１】
上記サイクル方式で生成された本発明のサイクルトレーニングシーケンスSの形式は{サイクリックプレフィックス1、x（0）、x（1）、…、x（N-1）、サイクリックプレフィックス2、x（N-d）、x（N-d+1）、…、x（N-1）、x（0）、x（1）、…、x（N-d-1）}である。そのうち、データx（0）の関連組の距離が（L+d）であり、すべてのデータ関連組の距離平方和は、（N-d）（L+d）2+d（L-d）2である。
【数２８】
2006333484.tif 000024
【０１５２】
サイクルトレーニングシーケンスSを下りチャネル同期に応用する場合、実現できる精度は、データ関連組の距離平方和と正比例の関係を持ち、式（4）から分かるように、本発明のサイクルトレーニングシーケンスSが通常トレーニングシーケンスのデータ関連組の距離の平方和より大きいため、本発明のサイクルトレーニングシーケンスSは、高精度の下りチャネル同期を実現することができる。
【０１５３】
図8は、本発明のサイクルトレーニングシーケンスSにより特定されたタイミング検出がSINRと同期誤差の変化とに応じて、変化することを示す。
【０１５４】
図8に示すように、与えられたタイミングオフセットβに対し、タイミング検出は、SINRの増大に連れ増大する。与えられたSINRにとって、タイミングオフセットが小さいほど、タイミング検出の値が大きくなる。
【０１５５】
この性能は、本発明が与えられたサイクルトレーニングシーケンスと対応するタイミング検出を利用し正確なタイミング同期を実現することができる。
【０１５６】
図9は、本発明のサイクルトレーニングシーケンスグループとMooseアルゴリズムとが下りリンクに応用される場合のキャリア周波数オフセット推定性能比較図を示す。2つの種類のアルゴリズムのDFTの長さをともに128とし、サイクリックプレフィックスを16とする。
【０１５７】
図9示すシミュレーション例において、本発明のアルゴリズムが取るパラメータd=64である。図9から分かるように、本発明のアルゴリズムの精度がMooseアルゴリズムより高い。高いSNRの環境では、本発明のアルゴリズムの性能比はMooseアルゴリズムより1.6dBほど良い。
【０１５８】
したがって、本発明が提供するサイクルトレーニングシーケンスSと通信システム1は、正確な下りチャネル同期を実現できるとともに、マルチユーザの上りチャネル同期過程においても、複数のユーザのトレーニングシンボル間の重なりによる各ユーザ間の干渉歪を低下させることができ、各ユーザが安定かつ信頼できる上りチャネル同期を保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５９】
【図１】本発明が提供する新しいサイクルトレーニングシーケンスSを示す図である。
【図２】本発明による、新規ユーザが基地局に加入する状況を示す図である。
【図３】新規ユーザが基地局に加入するときの本発明によるの通信システム1の構造図である。
【図４】本発明に基づくユーザmの送信機2の構造図である。
【図５】本発明が提供するサイクルトレーニングシーケンスSの基地局の受信機3の構造図である。
【図６】本発明に基づくタイミング検出と・キャリア周波数オフセット推定装置51の構造図である。
【図７】本発明が提供するサイクルトレーニングシーケンスグループのアルゴリズムとMooseアルゴリズムとが上りリンクのキャリア周波数オフセット推定に用いられる場合の性能比較図である。
【図８】本発明のサイクルトレーニングシーケンスSの特定のタイミング検出がSINRおよび同期誤差の変化とともに変化することを示す図である。
【図９】本発明のサイクルトレーニングシーケンスグループとMooseアルゴリズムとが下りリンクのキャリア周波数オフセット推定に用いられる場合の性能比較図である。
【符号の説明】
【０１６０】
２０…トレーニングシーケンス生成器
２１…データシンボル付加器
４０…同期及びキャリア周波数オフセット装置
４１…復調装置
４２…デコード装置
【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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【図９】
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