(57)【要約】      （修正有）【課題】強固な初期フレーム検出およびシンボル同期取得システムおよび方法を提供する。【解決手段】システムおよび方法は、第１のパイロットが３つの捕捉段階とともに用いられる。第１の段階では、第１のパイロットシンボルと結合された相関曲線の立ち上がりを観察することが試みられる。第２の段階では、相関曲線の平坦部および（または）立ち下がりを観察することを試みることによって、第１段階で立ち上がりが検出されたのかについての判断がなされる。また、この第２の段階では、周波数ループが更新されて周波数オフセットを補償することができる。第３の段階は、立ち下がりが第２段階で未だ観察されていない場合に、これを観察するためのものである。第１のパイロットの受信が検出および確認されると、続いて第２のパイロットが精密シンボルタイミングを捕捉するために用いられることができる。【選択図】図１
2011055519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも幾つかがパイロットシンボルと関連付けされた入力信号のストリームを受信し、
前記信号と前記信号の遅延された複製とから相関曲線を形成する相関出力を生成し、
前記相関出力から前記相関曲線の見込み立ち上がりを検出し、
相関出力から立ち上がりを確認し、
相関出力から前記曲線の立ち下がりを検出する、
ことを具備する初期フレーム検出および同期取得方法。
【請求項２】
前記見込み立ち上がりの検出が、
相関出力を閾値と比較し、
前記出力が前記閾値以下の場合にカウンタを増分し、
前記カウンタを解析して、前記カウンタが所定値と等しいかを判断する、
ことを具備する、請求項１の方法。
【請求項３】
前記所定値が６４である、請求項２の方法。
【請求項４】
立ち上がりの検出を確認することが、平坦部と立ち下がりの少なくとも一方を検出することを含む、請求項１の方法。
【請求項５】
前記相関器値が閾値以上である回数を計数することによって、前記平坦部が検出される、請求項４の方法。
【請求項６】
前記相関器出力が閾値未満である回数を計数することによって、前記立ち下がりが検出される、請求項４の方法。
【請求項７】
立ち上がりの検出を確認することが、
前記相関値が閾値以上の場合に第１のカウンタを増分し、
前記相関値が前記閾値未満の場合に第２のカウンタを増分するとともに、そうでない場合に前記第２のカウンタをゼロに設定し、
前記第１および第２のカウンタの値を検査して何が受信されているのかを解読する、
ことを具備する、請求項１の方法。
【請求項８】
前記第１のカウンタが前記第２のカウンタに実質的に等しいとき、誤った立ち上がりが検出される、請求項７の方法。
【請求項９】
前記第２のカウンタがゼロのときの時刻を、精密タイミングアルゴリズムによる利用のために、保存することをさらに具備する、請求項７の方法。
【請求項１０】
受信され且つ相関された新たなサンプルごとに第３のカウンタを増分することをさらに具備する、請求項７の方法。
【請求項１１】
前記第３のカウンタが平坦部の全体が受信されたことと前記第２のカウンタがゼロを超えていることを示すときに前記立ち下がりが観察される、請求項１０の方法。
【請求項１２】
平坦部または立ち下がりの検出を宣言する前に、前記第１のカウンタの値が雑音の変動（tempering）効果のないときの前記第１のカウンタの値の半分以上であることを要求することをさらに具備する、請求項７の方法。
【請求項１３】
前記立ち下がりの検出の前に周波数ロックループを周期的に更新することをさらに具備する、請求項１の方法。
【請求項１４】
前記立ち下がりを検出することが、
前記相関の値が閾値未満のときに第１のカウンタを増分するとともに、そうでないときに前記第１のカウンタをゼロに設定し、
前記第１のカウンタが所定値であるかを判断する、
ことを具備する、請求項１の方法。
【請求項１５】
前記所定値が３２である、請求項１４の方法。
【請求項１６】
前記第１のカウンタがゼロのときの時刻を、精密タイミングアルゴリズムによる使用のために保存することをさらに具備する、請求項１４の方法。
【請求項１７】
サンプルが受信される度に第２のカウンタを増分して、所定数のサンプルの後の立ち下がりの検出処理のタイムアウト処理を助長する、ことをさらに具備する、請求項１４の方法。
【請求項１８】
前記パイロットシンボルがＴＤＭシンボルである、請求項１の方法。
【請求項１９】
少なくとも複数の無線シンボルを送信する同報通信信号を受信し、
第１のパイロットシンボルと関連付けされた相関器出力の見込み立ち上がりを検出し、
相関器出力の平坦部を検出することによって立ち上がりの検出を確認し、
前記相関器出力の立ち下がりを検出する、
ことを具備する、コンピュータにより実行されるタイミング推定方法。
【請求項２０】
前記無線シンボルがＯＦＤＭシンボルである、請求項１９の方法。
【請求項２１】
前記パイロットシンボルがＴＤＭパイロットシンボルである、請求項１９の方法。
【請求項２２】
遅延相関器の出力を解析して、前記出力が所定の回数に亘って連続して閾値を超えているかを判断することによって、前記見込み立ち上がりが検出される、請求項１９の方法。
【請求項２３】
前記平坦部の観察の間に、周波数ループを周期的に更新することをさらに具備する、請求項１９の方法。
【請求項２４】
立ち下がりの検出の直前の時刻を保存することをさらに具備し、
前記時刻は、第２のパイロットシンボルのサンプルの具体的な数に関連する、
請求項２３の方法。
【請求項２５】
前記第２のパイロットシンボルがＴＤＭパイロットシンボルである、請求項２４の方法。
【請求項２６】
前記周波数ループを追尾モードに切り替えることをさらに具備する、請求項２４の方法。
【請求項２７】
前記第２のパイロットシンボルと前記保存された時刻を用いて精密タイミングを捕捉することをさらに具備する、請求項２６の方法。
【請求項２８】
前記平坦部を検出することが、
新たな信号サンプルを前記新たな信号サンプルの遅延された複製と相関させることによって相関出力を生成し、
前記相関出力を閾値と比較し、
前記相関出力が前記閾値以上であるときにカウンタを増分する、
ことを具備し、前記カウンタの値が、前記カウンタの値が理想的な環境において検出されるであろう値の少なくとも半分であるときに前記平坦部が検出される、請求項１９の方法。
【請求項２９】
前記立ち下がりを検出することが、
新たな信号サンプルを遅延された前記新たな信号サンプルの複製と相関させることによって相関出力を生成し、
相関出力のそれぞれを閾値と比較し、
前記相関出力が前記閾値未満であるときにカウンタを増分するとともに、そうでないときに前記ランカウンタをゼロに設定する、
ことを具備し、前記第２のカウンタが所定値以上であるときに平坦部が検出される、請求項１９の方法。
【請求項３０】
少なくとも幾つかがパイロットシンボルと関連付けされた同報通信入力信号のストリームを受信し、
前記信号と前記信号の遅延された複製とから時間に亘る相関曲線を形成する相関出力を生成し、
前記相関曲線の立ち上がりを検出し、
前記相関曲線の平坦部を検出し、
前記曲線の立ち下がりを検出する、
ことを具備する、コンピュータにより実行される、初期無線シンボルフレーム検出および粗シンボルタイミング捕捉方法。
【請求項３１】
前記パイロットシンボルがＯＦＤＭパイロットシンボルである、請求項３０の方法。
【請求項３２】
前記立ち上がりを検出することが、
相関出力を閾値と比較し、
前記出力が前記閾値以上である場合にカウンタを増分するとともに、そうでない場合に前記カウンタをゼロに設定し、
前記カウンタを評価して、前記カウンタが所定値と等しいかを判断する、
ことを具備する、請求項３０の方法。
【請求項３３】
前記平坦部を検出することが、
前記相関出力を閾値と比較し、
前記相関出力が前記閾値以上であるときに第２のカウンタを増分し、
前記カウンタ値を調べて、前記値が理想的な環境で予想される値である所定値以上であるかを判断する、
ことを具備する、請求項３２の方法。
【請求項３４】
周波数ループを周期的に更新して、信号周波数オフセットを補償することをさらに具備する、請求項３３の方法。
【請求項３５】
前記立ち下がりを検出することが、
前記相関値が前記閾値未満であるとき第３のカウンタを増分するとともに、そうでないときに前記カウンタをゼロに設定し、
前記カウンタが所定値であるかおよび所定値となったときを判断する、
ことを具備する、請求項３３の方法。
【請求項３６】
前記第３のカウンタがゼロのときの時刻を保存することをさらに具備する、請求項３５の方法。
【請求項３７】
入力サンプルのストリームを受信し、入力サンプルを前記入力サンプルの遅延された複製と相関させ、相関曲線を形成する複数の出力を生成する遅延相関器要素と、
出力を受信し、前記出力を閾値と比較し、前記相関曲線の見込み立ち上がりを検出した場合に信号を生成する立ち上がり要素と、
前記立ち上がり要素からの前記信号を受信した際に、さらなる出力を前記閾値と比較して前記立ち上がりが検出されたことを確認する確認要素と、
前記確認要素からの信号を受信した際に、さらなる出力を前記閾値と比較して前記相関曲線の前記立ち下がりの位置を特定する立ち下がり要素と、
を具備するフレーム検出および同期取得システム。
【請求項３８】
前記立ち上がり要素が、前記出力が所定数連続するサンプルに亘って前記閾値以上を維持しているときに前記信号を生成するように構成されている、請求項３７のシステム。
【請求項３９】
前記サンプルの連続数が６４である、請求項３８のシステム。
【請求項４０】
前記確認要素が、
前記出力が前記閾値以上であるときの回数を保存するヒットカウンタと、
前記出力が前記閾値未満である連続数を保存するランカウンタと、
出力を受信し、出力を閾値と比較し、カウンタを増分する処理要素と、
を具備する、請求項３７のシステム。
【請求項４１】
前記ランカウンタおよび前記ヒットカウンタが、立ち上がりが検出されていなかったことを示す、請求項４０のシステム。
【請求項４２】
前記ランカウンタが１２８以上の値を有し、前記ヒットカウンタが４００未満の値を有する、請求項４１のシステム。
【請求項４３】
前記ランカウンタおよび前記ヒットカウンタが、前記立ち上がり要素による前記立ち上がりの検出が遅かったことを示す、請求項４０のシステム。
【請求項４４】
前記ランカウンタが７６８以上であって、前記ヒットカウンタが４００を超えている、請求項４３のシステム。
【請求項４５】
生成され且つ解析された出力値の数を保存するインターバルカウンタをさらに具備する、請求項４０のシステム。
【請求項４６】
前記インターバルカウンタおよび前記ランカウンタが、前記相関曲線の立ち下がりの検出を示す、請求項４５のシステム。
【請求項４７】
前記インターバルカウンタが４３５２を超えており、前記ランカウンタがゼロを超えている、請求項４６のシステム。
【請求項４８】
前記インターバルカウンタによって示されている１２８出力ごとに周波数ロックループを更新する要素をさらに具備する、請求項４５のシステム。
【請求項４９】
前記確認要素が、前記ランカウンタがゼロのときの時刻を保存するように構成されている、請求項４５のシステム。
【請求項５０】
前記立ち下がり要素が、
前記相関値が前記閾値未満である連続数を保存するランカウンタと、
前記相関値を受信し、前記相関値を前記閾値と比較し、立ち下がりの検出を示すランカウンタの値を増分するプロセッサと、
を具備する、請求項３７のシステム。
【請求項５１】
前記ランカウンタの値が３２のときに前記立ち下がり要素が立ち下がりを検出する、請求項５０のシステム。
【請求項５２】
新たな相関値が受信される度に増分され、前記立ち下がりの探知のタイムアウト処理に用いられるインターバルカウンタをさらに具備する、請求項５０のシステム。
【請求項５３】
前記インターバルカウンタが８×１２８以上のときに、前記立ち下がりの探知をタイムアウトにする要素をさらに具備する、請求項５２のシステム。
【請求項５４】
前記立ち下がり要素が、前記ランカウントがゼロのときの時刻を保存する、請求項５２のシステム。
【請求項５５】
複数の無線シンボルフレームと、パイロットシンボルを具備する少なくとも１つのフレームを含んだ同報通信送信を受信する受信器要素と、
前記パイロットシンボルの検出によってフレームの開始を特定するフレーム検出器要素と、
を具備する無線装置。
【請求項５６】
前記無線シンボルフレームがＯＦＤＭフレームである、請求項５５の装置。
【請求項５７】
前記パイロットシンボルがＴＤＭパイロットシンボルである、請求項５５の装置。
【請求項５８】
受信された信号と前記受信された信号の遅延された形態とから時間に亘る相関曲線を生成する出力値を生成する相関器をさらに具備する、請求項５５の装置。
【請求項５９】
前記フレーム検出器要素が、
第１のプログラム可能値、閾値、前記相関器出力に基づいて相関曲線の立ち上がりを検出する立ち上がり要素と、
第２のプログラム可能値、前記閾値、前記相関器出力に基づいて前記相関曲線の平坦部を識別する平坦部要素と、
第３のプログラム可能値、前記閾値、相関器出力に基づいて前記相関曲線の立ち下がりを検出する立ち下がり要素と、
を具備する、請求項５８の装置。
【請求項６０】
立ち下がり要素が、前記相関器出力が前記第１のプログラム可能値以上の回数に亘って連続して前記閾値以上であるときに立ち上がりを検出するように構成されている、請求項５９の装置。
【請求項６１】
前記平坦部要素が、前記相関器出力が前記第２のプログラム可能値以上の回数に亘って前記閾値以上であるときに平坦部を検出するように構成されている、請求項６０の装置。
【請求項６２】
前記立ち下がり要素が、前記相関器出力が前記第３のプログラム可能値以上の回数に亘って連続して前記閾値未満であるときに前記立ち下がりを検出するように構成されている、請求項６１の装置。
【請求項６３】
少なくとも一部がパイロットシンボルと関連付けされた信号のストリームを受信するための手段と、
前記信号と前記信号の遅延された複製とから相関出力を生成するための手段と、
前記相関出力から立ち上がり、平坦部、立ち下がりを検出するための手段と、
を具備する初期フレーム検出システム。
【請求項６４】
前記パイロットシンボルがＴＤＭパイロットシンボルである、請求項６３のシステム。
【請求項６５】
前記立ち上がりを検出するための手段が、出力値を閾値と比較するための手段を具備し、
前記出力値が第１のプログラム可能な回数に亘って連続して前記閾値を超えるときに前記立ち上がりが検出される、請求項６３のシステム。
【請求項６６】
平坦部を検出するための手段が、出力値を前記閾値と比較するための手段を具備し、
前記出力値が第２のプログラム可能な回数に亘って前記閾値以上であるときに前記平坦部が検出される、請求項６５のシステム。
【請求項６７】
大まかな周波数オフセットを検出する手段をさらに具備する、請求項６６のシステム。
【請求項６８】
平坦部の検出後で前記立ち下がりの初期検出前の時刻を保存する手段をさらに具備する、請求項６７のシステム。
【請求項６９】
立ち下がりを検出するための手段が、前記出力値を前記閾値と比較するための手段を具備し、
前記閾値が第３のプログラム可能な回数に亘って前記閾値未満であるときに前記立ち下がりが検出される、請求項６６のシステム。
【請求項７０】
信号サンプルと前記信号サンプルの遅延された複製とから相関メトリックを生成し、
前記メトリックを閾値と比較することによって、立ち上がり、平坦部、立ち下がりを検出する、
ことを具備する初期フレーム検出および同期取得方法を実行するための命令を実行するマイクロプロセッサ。
【請求項７１】
前記メトリックが第１の所定回数に亘って連続して前記閾値を超えるときに立ち上がりが検出される、請求項７０の方法。
【請求項７２】
立ち上がりの検出後で前記メトリックが第２の所定回数に亘って前記閾値を超えるときに平坦部が検出される、請求項７１の方法。
【請求項７３】
前記メトリックが第３の所定回数に亘って連続して前記閾値未満であるときに前記立ち下がりが検出される、請求項７０の方法。
【請求項７４】
平坦部の検出とともに周波数オフセットを補償するために周波数ロックループを更新することをさらに具備する、請求項７０の方法。
【請求項７５】
前記平坦部の少なくとも一部の検出後で初期立ち下がりの検出前の時刻を保存することをさらに具備する、請求項７０の方法。
【請求項７６】
少なくともパイロットシンボルを具備する複数のデータパケットを受信する第１の要素と、
前記データパケットから相関メトリックを生成する第２の要素と、
前記メトリックを時間に亘って解析してパイロットシンボルが受信されたかを決定する第３の要素と、
を具備し、
メトリック値が第１の回数に亘って閾値未満を維持し、続いてメトリック値が第２の回数以上に亘って前記閾値以上であり、続いてメトリック値が第３の回数に亘って前記閾値未満を維持したことを検出した際に前記パイロットシンボルが受信される、フレーム検出および同期取得システム。
【請求項７７】
前記メトリック値が前記閾値以上であるときに周波数オフセットを補償する第４の要素をさらに具備する、請求項７６のシステム。
【請求項７８】
前記第３の要素が、メトリック値が前記閾値以上であることを検出した後でメトリック値が前記閾値未満を維持していることを検出する直前の時刻を保存する、請求項７７のシステム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の表示】
【０００１】
本願は、「A Procedure to Acquire Frame Synchronization and Initial OFDM Symbol Timing from the Detection of TDM Pilot」と題する２００４年１月２８日に出願された米国仮出願番号60/540,089の利益を請求する。本願は、「Synchronization in a Broadcast OFDM System using Time Division Multiplexed Pilots」と題する２００４年８月３日に出願された米国出願番号10/931,324（代理人番号030569）にも関連する。上記出願の全体は、参照することによって本明細書に包含される。
【技術分野】
【０００２】
以下の記載は、概してデータ通信に関し、より具体的には信号捕捉および同期取得に関する。
【背景技術】
【０００３】
高容量および信頼のおける通信システムに対する要求が高まっている。今日、データトラフィックは、主に携帯電話、デスクトップまたはポータブルコンピュータから発せられる。時代が経過し、技術が進歩するに連れて、未だ開発されていないものを含む通信機器からの要求が多くなることが予想される。例えば、家電製品または他の家庭用機器のような、現在通信装置として考えられていない機器が、大量のデータを送信に向けて生成するようになる。また、例えば携帯電話または携帯情報端末（ＰＤＡ）のような現在の機器は、より広く行き渡るのみでなく、大規模かつ複雑な双方向性およびマルチメディア用途のためにこれまでにない帯域を要求するであろう。
【０００４】
データトラフィックは配線を用いて送信されることが可能であるが、無線通信に対する要求は、現在急増しており、また将来も継続するであろう。我々の社会の人々の移動がより多くなることによって、それらに関連する技術もが、ポータブルであることが要求される。よって、今日、多くの人々は、携帯電話およびＰＤＡを音声およびデータ通信（例えば、モバイルウェブ、電子メール、インスタントメッセージ）を利用する。また、より多くの人が、無線の家庭用またはオフィスネットワークを構築し、学校、喫茶店、空港、および他の公共の場所でのインターネットへの接続を可能とするホットスポットを期待している。さらに、車、船、飛行機、電車等の移動用車両でのコンピュータおよび通信技術の統合に向けた大きな動きが続いている。つまり、コンピュータを用いた技術および通信技術がよりあらゆるところに広まるに連れて、多くの場合最も実用的で便利な通信媒体であるが故に無線分野における要求が高まり続けている。
【０００５】
概して、無線通信のプロセスは、送信器と受信器との両方を含んでいる。送信器は、データを搬送波（キャリア）信号上で変調し、続いてこの搬送波信号を送信媒体（例えば無線周波数）に乗せて送信する。そして、受信器は、送信媒体上の搬送波信号の受信を担う。より具体的には、受信器は、受信信号の同期を取り、信号の開始位置と、信号に含まれる情報と、信号がメッセージを含んでいるかと、を判定することを課される。しかしながら、同期を取ることは、雑音、干渉および他の要素によって複雑になる。このような障害があるにも関わらず、受信器は信号を検出および認識し、その内容を、通信を行うために解釈しなければならない。
【０００６】
現在、多くの常套的な拡散周波数変調技術が採用されている。これらの技術によって、狭域情報信号の電力は、広い送信周波数帯域に沿って拡散される、すなわち広げられる。この拡散は、このような送信が、少なくとも、小さなスペクトル電力密度であることに起因してシステム雑音に概して強いために、有効である。しかしながら、このような常套的なシステムについて知られている問題は、マルチパス遅延拡散が、複数の使用者間での干渉を引き起こすことである。
【０００７】
市場で急速に受け入れられている規格の１つは、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）である。ＯＦＤＭは、並列送信する通信手法であり、高レートデータストリームが多数の低レートストリームに分割され、特定の周波数またはトーンだけ離れた複数のサブキャリア上で同時に送信される。周波数間に正確な間隔を設けることによって、トーン間で直交性が得られる。直交周波数は、通信信号間でのクロストークまたは干渉を最小にしまたは除去する。高い通信レートおよび干渉に対する耐性に加えて、周波数が相互に干渉することなく重なり合うことができるので高いスペクトル効率が得られる。
【０００８】
しかしながら、ＯＦＤＭシステムにまつわる１つの問題は、このシステムが受信器の取った同期の誤りに対して特に敏感であることである。このことは、システム性能の低下を引き起こす。具体的には、このシステムは、サブキャリア間で、ひいてはネットワーク利用者間での直交性を失うことがある。直交性を保つためには、送信器および受信器は、同期されていなければならない。つまり、受信器による同期取得が、ＯＦＤＭ通信を成功させるために最も重要である。
【０００９】
よって、迅速で信頼の置ける初期フレーム同期取得の新規のシステムおよび方法に対する需要がある。
【発明の概要】
【００１０】
以下は、本明細書で開示される幾つかの側面および実施形態の基本的な理解を提供するために、簡略化された概略を提示する。この概略は、広域な概要ではなく、主要なまたは重要な要素を特定することを意図されている。その唯一の目的は、後に提示されるより詳細な記載への前置きとして、簡略化された形態で幾つかの概念または原理を提示することである。
【００１１】
簡単に記載すると、フレーム、周波数、シンボルタイミングの初期捕捉を促進するための様々なシステムおよび方法が、本明細書において提示される。主題的システムおよび方法は、第１のパイロットシンボル（例えば、ＯＦＤＭ環境中のＴＤＭパイロットシンボル）を検出することによって、初期フレーム同期取得を行う。パイロットシンボル検出を容易にするために、遅延相関器が用いられる。遅延相関器は、入力サンプルのストリームを受信し、入力サンプルを入力サンプルの遅延された形態と相関させ、多数の検出メトリックまたは相関出力を生成する。検出メトリックまたは相関出力は、パイロットシンボルの検出に用いられることができる。検出メトリックまたは相関値がある期間に亘って観察されたとき、それらは、立ち上がり、平坦部、立ち下がりを含み且つ本明細書において相関曲線と称されるものを生成する。相関曲線は、遅延相関器によるエネルギー分布出力である。第１のパイロットシンボルの検出は、３つの段階へと分割されることができる。相関曲線の立ち上がりを検出すること、相関曲線の平坦部を検出または観察することによって立ち上がりの検出の確認すること、最後に相関曲線の立ち下がりを検出すること、である。
【００１２】
第１の段階では、相関曲線の立ち上がりを観察または検出することが試みられる。相関器出力またはメトリックの絶対値、またはそれらの何らかの関数（例えば２乗された出力）は、プログラム可能な閾値と比較される。相関器出力が、入力サンプルの所定回数（例えば、６４）に亘って連続して閾値を超えていた場合、本システムまたは方法は、第２の段階へと進行する。
【００１３】
第２の段階では、立ち上がりの検出を確認することおよび相関曲線の平坦部を観察することが試みられる。このことおよび他の機能を容易にするために幾つかのカウントまたはカウンタが用いられることができる。例えば、第１のカウントが、新たなサンプルが受信および相関される度に増分されることができる。第２のカウントが、相関器出力が同じ閾値を超える度に増分されることができる。さらに、第３のカウントが用いられて相関器出力が閾値未満であった連続回数を追うことができる。これらのカウンタが用いられて、例えば雑音に起因して立ち上がりが誤って検出されたことを判断することができる。誤検出が有った場合、第１段階において新たな立ち上がりが発見されなければならない。立ち上がりの検出が誤りでなかった場合、本システムまたは方法は、所定期間に亘ってまたは立ち下がりが矛盾なく観察されるまで、第２段階に留まる。少なくとも１つのさらなる同期取得機能が、第２段階の間に提供されることができることに留意されたい。具体的には、周波数ループ累算器（例えば、周波数ロックループ、自動周波数制御ループ）が、周波数オフセットを検出するために周期的にゼロへと更新される。また、この段階でパイロット相関曲線の立ち下がりが検出された場合、この検出に先立つ時刻が、精密タイミングシステムおよび方法による使用のために保存されることができる。
【００１４】
第３段階は、立ち下がりが第２段階で未だ観察されていない場合に、これを観察することに関する。この段階では、少なくとも１つのカウンタが用いられて、相関器出力が連続して閾値未満であった回数が追跡されることができる。このカウンタ値が所定のまたはプログラムされた値（例えば、３２）を超えた場合、立ち下がりが検出されたことになる。立ち下がりの検出の直前の時刻に一致する時刻が保存されてもよい。この時刻は、次の無線シンボル（例えば、ＯＦＤＭシンボル）によって用いられることができる。この、次の無線シンボルは、１つの例示的な実施形態では第２のＴＤＭパイロットである。１つの具体的な実施形態によれば、この時刻は第２のパイロットシンボルの２５６番目のサンプルに一致する。しかしながら、この値がプログラム可能な閾値未満である場合、またはタイムアウト期間（例えば、１０２４個の入力サンプル）の間に立ち下がりが矛盾なく観察されなかった場合、本システムまたは方法は、カウンタおよび周波数累算器をリセットし、第１段階において別の立ち上がりの探知を開始する。
【００１５】
１つの具体的な例では、第１のＴＤＭパイロット−１が首尾よく検出された際に、ＴＤＭパイロット−２が用いられて精密ＯＦＤＭシンボルタイミングを取得することができる。その後、ＯＦＤＭシンボルデータの復号が試みられる。周波数ループは、第１のＴＤＭシンボルの検出後、追尾モードで動作することができる。ＯＦＤＭシンボルデータの復号が失敗した場合、周波数制御ループが集束できなかったと推定され、全捕捉処理が次のフレームまたはスーパーフレームについて繰り返される。
【００１６】
具体的には、初期フレーム検出および同期取得のための方法が、本明細書において開示される。まず、少なくとも幾つかがパイロットシンボルと結合された入力信号のストリームが受信される。信号と信号の遅延された複製とから相関曲線を形成する相関出力が生成される。相関出力から相関曲線の見込み立ち上がりが検出される。次に、相関出力から立ち上がりが確認され、相関出力から曲線の立ち下がりが検出される。
【００１７】
同様に、本明細書において開示されるフレーム検出および同期取得システムは、遅延相関器要素と、立ち上がり検出要素と、確認要素と、立ち下がり要素と、を具備する。遅延相関器要素は、入力サンプルのストリームを受信し、入力サンプルを入力サンプルの遅延された複製と相関させ、相関曲線を形成する複数の出力を生成する。立ち上がり検出要素は、出力を受信し、出力を閾値と比較し、相関曲線の見込み立ち上がりを検出した際に信号を生成する。確認要素は、立ち上がり要素からの前記信号を受信した際に、さらなる出力を閾値と比較して立ち上がりが検出されたことを確認する。立ち下がり要素は、確認要素からの信号を受信し、さらなる出力を閾値と比較して相関曲線の立ち下がりの位置を特定する。
【００１８】
上記のおよび関連する目的を達成するために、ある例示的な側面および実施形態が、以下の説明および添付の図面と関連して本明細書において開示される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、粗フレーム検出システムのブロック図である。
【図２ａ】図２ａは、理想的なシングルパス環境における相関曲線のグラフである。
【図２ｂ】図２ｂは、実際のマルチパス環境における相関曲線のグラフである。
【図３】図３は、確認要素の実施形態のブロック図である。
【図４】図４は、立ち下がり要素の実施形態のブロック図である。
【図５】図５は、遅延相関器要素の実施形態のブロック図である。
【図６】図６は、精密フレーム検出システムの実施形態のブロック図である。
【図７】図７は、初期粗フレーム検出方法のフローチャート図である。
【図８】図８は、立ち上がり検出方法のフローチャート図である。
【図９】図９は、立ち上がり確認および平坦部検出方法のフローチャート図である。
【図１０ａ】図１０ａは、立ち上がり確認および平坦部検出方法のフローチャート図である。
【図１０ｂ】図１０ｂは、立ち上がり確認および平坦部検出方法のフローチャート図である。
【図１１】図１１は、立ち下がり検出方法のフローチャート図である。
【図１２】図１２は、フレーム同期取得方法のフローチャート図である。
【図１３】図１３は、様々な側面および実施形態に適する動作環境の概略的なブロック図である。
【図１４】図１４は、ＯＦＤＭシステムでの用途のためのスーパーフレーム構造の実施形態の図である。
【図１５ａ】図１５ａは、ＴＤＭパイロット−１の実施形態の図である。
【図１５ｂ】図１５ｂは、ＴＤＭパイロット−２の実施形態の図である。
【図１６】図１６は、基地局におけるＴＸデータおよびパイロットプロセッサの実施形態のブロック図である。
【図１７】図１７は、基地局におけるＯＦＤＭ変調器の実施形態のブロック図である。
【図１８ａ】図１８ａは、時間領域で表されたＴＤＭパイロット−１の図である。
【図１８ｂ】図１８ｂは、時間領域で表されたＴＤＭパイロット−２の図である。
【図１９】図１９は、無線機器における同期取得およびチャネル推定の実施形態のブロック図である。
【図２０】図２０は、パイロット−２ＯＦＤＭシンボルに基づいたタイミング同期取得を行うシンボルタイミング検出器の実施形態のブロック図である。
【図２１ａ】図２１ａは、ＴＤＭパイロット−２ＯＦＤＭシンボルのための処理のタイミング図である。
【図２１ｂ】図２１ｂは、ＩＤＦＴユニットからのＬ2タップチャネルインパルス応答のタイミング図である。
【図２１ｃ】図２１ｃは、異なる窓開始位置におけるチャネルタップのエネルギーのプロットである。
【図２２】図２２は、ＴＤＭおよびＦＤＭパイロットの組み合わせを用いたパイロット送信方法の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
上記したまたは別の側面は、以下の詳細な説明および後に簡単に説明する添付の図面から明確になるであろう。
【００２１】
ここで、様々な側面および実施形態が、添付の図面を参照して説明される。この図面を通じて、同様の数字は、同様のまたは一致する要素を指している。しかしながら、図面およびそれに対する詳細な説明は、実施形態を開示される特定の形態に限定することを意図されていないことを理解されたい。むしろ、その狙いは、全ての変形例、同等物、および代替物を網羅することである。
【００２２】
本願で用いられているように、用語「要素（component)」および「システム」は、コンピュータ関連のエンティティ、またはハードウェア、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせ、ソフトウェア、または実行中のソフトウェアを指すことが意図されている。例えば、要素は、プロセッサ上で動作中のプロセス、プロセッサ、オブジェクト、エクセキュータブル（executable)、実行のスレッド、プログラム、および（または）コンピュータ（例えば、デスクトップ、ポータブル、ミニ、パーム）であり得るが、これらに限定されない。例として、コンピュータ機器上で動作中のアプリケーションと機器そのものの両方が要素であり得る。１つ以上の要素が、プロセスおよび（または）実行のスレッド内に存在し得、要素は、１つのコンピュータ上に留まっていてもよく、また（または）２つ以上のコンピュータ間で分配されてもよい。
【００２３】
また、各側面は、開示された側面を実行するためにコンピュータを制御するためのソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、またはこれらのあらゆる組み合わせを製造するための標準プログラムおよび（または）工学技術を用いた製品、方法、装置として実現されることができる。本明細書で用いられている「製品」（またはコンピュータプログラム製品）という用語は、コンピュータによる読み取りが可能なあらゆる装置、回線、または媒体からのアクセスが可能なコンピュータプログラムを含んでいる。例えば、コンピュータが読み取りを行う媒体は、磁気記憶装置（例えばハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ストリップ）、光学ディスク（例えばコンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ））、スマートカード、フラッシュメモリ装置（例えばカード、スティック）を含み得るが、これらに限定されない。また、搬送波は、電子メールの送受信またはインターネットまたはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）のようなネットワークへのアクセスに用いられるような、コンピュータによる読み取りが可能な電子データを搬送するために用いられ得ることを理解されたい。
【００２４】
対応する開示に従って、様々な側面が、加入者局との関連で説明される。加入者局は、システム、加入者ユニット、移動局、モバイル、遠隔局、アクセスポイント、基地局、遠隔端末、アクセス端末、使用者端末、使用者エージェント、または使用者装置、とも称される。加入者局は、携帯電話、無線電話、セッションイニシエーションプロトコル（ＳＩＰ）電話、無線ローカルループ（ＷＬＬ）局、携帯情報端末（ＰＤＡ）、無線接続機能を有する携帯型装置、または他の無線モデムに接続される処理装置であり得る。
【００２５】
まず、図１に目を向けると、フレーム検出システム１００が描かれている。より具体的には、システム１００は、無線シンボル送信（例えば、ＯＦＤＭシンボル）の同期取得に関する、受信器側のサブシステムである。同期取得とは、概して、受信器により実行される、フレームおよびシンボルタイミングの両方を取得するためのプロセスを指している。後の項においてより詳細に説明されるが、フレーム検出は、フレームまたはスーパーフレームの始点において送信されたパイロットまたはトレーニングシンボルを認識することに基づいている。一実施形態では、パイロットシンボルは、時間分割多重（ＴＤＭ）パイロットである。具体的には、特に、第１パイロットシンボルがシンボル境界におけるフレームの大まかな推定のために用いられ得、一方、第２パイロットシンボルはそのような推定を改善するために用いられ得る。システム１００は、主に、フレーム検出に向けて第１パイロットシンボルの検出に関与する。しかしながら、第１シンボルは他のトレーニングシンボルの検出と共に用いられてもよい。システム１００は、遅延相関器要素１１０、立ち上がり検出要素１２０、確認要素１３０、立ち下がり検出要素１３０を含んでいる。
【００２６】
遅延相関器要素１１０は、無線装置受信器（図示せぬ）からのデジタル入力信号を受信する。遅延相関器要素１１０は、この入力信号を処理し、これに関する検出メトリックまたは相関出力（Ｓn）を生成する。検出メトリックまたは相関出力は、１つのパイロットシーケンスについてのエネルギーを示している。入力信号のストリームから検出メトリックを生成する計算メカニズムは後に詳述する。検出メトリックは、さらなる処理のために、立ち上がり要素１２０、確認要素１３０、立ち下がり要素１４０に供給される。
【００２７】
図２ａ、図２ｂに軽く目を向けると、パイロット相関出力を例示する２つの例示的な図が、認識され克服される問題の１つを明確にし、また理解を容易にするために、提示されている。この相関図は、時間に亘って検出メトリックの大きさで捉えられたものとして相関器出力を描いている。図２ａは、雑音の無いチャネル中での相関器出力を描いている。この相関器出力は、明らかに立ち上がり、平坦部、そして立ち下がりを有している。図２ｂは、マルチパス効果（例えば、チャネル上で雑音が生じている）を受けたチャネル内での例示的な相関曲線を例示している。パイロットが存在しているが、チャネル雑音およびマルチパス効果によって分かりにくくなっていることが分かる。従来は、パイロットシンボルを検出するために１つの閾値が採用されている。具体的には、この閾値が用いられて、相関値が設定されたまたは所定の閾値より大きいときにシンボルが開始したと判断される。図２ａの理想的な例では、閾値は、平坦部に近い位置に設定され、シンボルがこの値を超えたときにシンボルが検出される。そして、立ち下がりを判断するために計数が開始される。または、立ち下がりは、単に曲線の値が閾値を下回ったときに検出されてもよい。残念なことに、この従来の方法および技術は、実際のマルチパス環境では有効でない。図２ｂから分かるように、立ち上がりは、マルチパス効果が相関値を拡散させまたは雑音が立ち上がりをさらに分かり難くするが故に、相関値から容易に割り出せない。このことは、多くの誤検出に繋がる。また、信号が拡散することは、立ち下がりの検出のためのサンプルを計数することに資せず、雑音が、値が閾値を下回った際の立ち下がりの検出を邪魔する。本明細書に開示されている技術は、少なくとも現実の世界で有効な、パイロットおよびフレーム検出の、強固なシステムおよび方法を提供する。
【００２８】
図１に戻って、立ち上がり要素１２０が、相関曲線の見込み（potential）立ち上がりを検出するために用いられることができる（ここで、相関曲線は、時間に亘るエネルギー分布を表している）。立ち上がり要素１２０は、遅延相関要素１２０から、一連の検出メトリック値（Ｓn）を受信する。受信されると、この値は、固定のまたはプログラム可能な閾値（Ｔ）と比較される。具体的には、Ｓｎ≧Ｔであるかどうかについての決定が行われる。真である場合、計数またはカウンタ（例えば、ランカウント）が増分される。または、Ｓn＜Ｔの場合、カウンタはゼロに設定されることができる。カウンタは、閾値を越えている相関出力値の連続数を記憶する。立ち上がり要素１２０は、所定のまたはプログラムされた数のサンプルが解析されたことを保証するためにこのカウンタを監視する。一実施形態によれば、このことは、ランカウント＝６４となったときに対応する。しかしながら、この値は、ある具体的な環境での特定のシステムにおける検出を最適にするために変更されることができることに留意されたい。この技術は、サンプルがある長さの期間に亘って連続して閾値を超え続けていなければならないので、立ち上がりが初期の雑音または拡散に起因する誤検出を生じ難くする点で有効である。この条件が一旦満たされると、立ち上がり要素は、見込み立ち上がりが検出されたことを宣言する。そして、このことを示す信号が確認要素１３０に供給されることが可能となる。
【００２９】
その名前が示すとおり、確認要素１３０は、立ち上がり要素１２０によって立ち上がりが本当に検出されたことを確認するように動作可能となっている。立ち上がりに続いて、長期の平坦期間が予想される。よって、平坦部が検出されれば、このことによって、立ち上がり要素１２０によってパイロットシンボルの立ち上がりが検出された確度が増す。検出されなければ、新たな立ち上がりが検出される必要がある。立ち上がり要素１２０からの信号を受けると、確認要素１３０は、さらなる検出メトリック値（Ｓn）の受信および解析を開始することができる。
【００３０】
図３に目を向けると、確認要素１３０を例示的に実現するブロック図が、理解をより明確にするために描かれている。確認要素１３０は、プロセッサ３１０、閾値３２０、内部カウント３３０、ヒットカウント３４０、ランカウント３５０、周波数累算器３６０、を含み得、またはこれらと接続され得る。プロセッサ３１０は、閾値３２０、内部カウンタ３３０、ヒットカウンタ３４０、ランカウンタ３５０、周波数累算器３６０と通信可能に接続されている。また、プロセッサ３１０は、相関値Ｓnを受け取り、また（または）回収し、また立ち上がり要素１２０（図１）および立ち下がり要素１４０（図１）と通信するように動作可能である。閾値３２０は、立ち上がり要素１２０（図１）で用いられたものと同じとすることができる。また、閾値は確認要素１３０の一部として例えばハードにプログラムされた値で例示されているが、閾値３２０は、例えばそのような値をプログラムすることを容易にするためにこの要素外から受け取られたり、また（または）回収されたりしてもよいことに留意されたい。簡単に言うと、内部カウント３３０は、周波数オフセットを決定するために周波数累算器３６０を用いていつ周波数ロックループを更新するかの決定、および立ち下がりの検出に際して用いられることができる。ヒットカウント３４０は、シンボルの平坦部を検出するために用いられることができ、ランカウンタ３５０は立ち下がりを検出するために用いられる。
【００３１】
相関値の初期処理に先立って、プロセッサ３１０は、各カウンタ３３０、３４０、３５０、周波数累算器３６０を、例えばゼロへと初期化することができる。次に、プロセッサ３１０は、相関出力Ｓnおよび閾値４２０を受信または回収することができる。次に、インターバルカウンタ４３０は、新たなサンプルが回収されたことを示すために増分されることができる。インターバルカウンタ４３０は、新たな相関サンプルが回収される度に増分されることができる。次に、プロセッサ３１０は、相関値を閾値３２０と比較する。Ｓnが閾値以上である場合、ヒットカウンタが増分されることができる。ランカウンタについては、Ｓnが閾値３２０未満である場合に増加させられることができ、そうでない場合、ゼロに設定される。よって、立ち上がりと同様に、ランカウントは、閾値未満の連続するサンプルの数を示す。これらのカウント値は、例えば立ち上がりが検出された、誤検出があった、または立ち上がりが無かった（例えば、到着が遅れた）ことを判断するために解析されることができる。
【００３２】
一実施形態では、確認要素１３０は、ランカウントおよびヒットカウントを検査することによって、立ち上がり要素１２０が誤って立ち上がりを検出したことを判定することができる。確認要素が、値が閾値以上である相関曲線平坦部を検出すべきものであるため、ヒットカウントが十分に低く且つランカウントがある設定値より大きいか、ヒットカウントおよびランカウントがほぼ等しい場合、雑音によって立ち上がりが誤って検出されたかもしれないと判断されることができる。具体的には、受信された相関値は、期待されるものと一致していないことが認識され得る。一実施形態によれば、この誤った立ち上がりであるとの判断は、ランカウントが１２８以上で且つヒットカウントが４０未満である場合に下され得る。
【００３３】
ランカウントおよびヒットカウントの値を比較することによって、立ち上がりが見逃され、または適当なタイミングに対してあまりに遅れて検出されたと、確認要素１３０によって判断されることができる。具体的には、ヒットカウントおよびランカウントが十分に大きい場合、このような決定が下されることができる。一実施形態では、これは、ランカウントが７８６以上で且つヒットカウントが４００以上となったときに決定されることができる。もちろん、本明細書で提示されている全ての具体的な値について、これらの値は、具体的なフレーム構造および（または）環境に合わせて最適化または調整されることが可能である。
【００３４】
確認要素１３０が、適当な立ち上がりが検出されたかどうかを判断するために平坦部を解析する一方で、曲線の立ち下がりの検出を開始してもよいことに留意されたい。立ち下がりが検出された場合、確認要素は首尾よく終了される。立ち下がりを検出するために、インターバルカウントおよびランカウントが用いられることが可能である。上記したように、インターバルカウントは、受信され且つ相関された入力サンプルの数を含んでいる。平坦部の長さは、ある特定のカウントの範囲内であることが知られている。よって、見込み立ち上がりを検出し且つ適当な数の平坦部サンプルを受信した後に立ち下がりを示す何らかの証拠がある場合、確認要素は立ち下がりの検出を宣言することができる。立ち下がりの証拠は、相関値が閾値未満であった連続数を計数するランカウントによって供給されることが可能である。一実施形態では、確認要素１３０は、インターバルカウントが３４×１２８（４３５２）以上で且つランカウントがゼロを超えているときに、立ち下がりの検出を宣言することができる。
【００３５】
確認要素は、上記の３つの条件のいずれか１つを検出しなかった場合、相関値の受信とカウンタの更新を単に継続する。条件のうちの１つが検出された場合、プロセッサはカウンタについて１つ以上のさらなる検査を行って、条件のうちの１つが本当に発生したという確度を上げる。具体的には、プロセッサ３１０は、平坦部におけるヒットの最小値を、これこそが立ち上がり後に観測されることが期待されるものであるので、これを気にかけることが可能である。例えば、プロセッサは、ヒットカウントが２０００のような設定値を超えているかを検査することができる。本明細書で開示されているフレーム構造の一実施形態によれば、平坦部において期待されるヒット数は、３４×１２８であり、これは４０００を超えている。しかしながら、雑音が実際の結果を変動させるので、閾値は４０００未満に設定されてもよい。このさらなる条件が満たされた場合、確認要素１３０は、立ち下がり要素に信号を供給することができる。または、確認要素１３０は、新たな立ち上がりの位置を特定するために、立ち上がり要素に信号を送ることができる。
【００３６】
確認要素１３は、時刻の保存および周波数の更新のようなさらなる機能を提供しても良いことに留意されたい。図１の対象のフレーム検出システム１００は、フレームおよびシンボル境界を大まかに検出する。したがって、より正確に同期を取るために、後に何らかの微調整がなされねばならない。よって、少なくとも１つの参照時刻が、微調整システムおよび（または）方法による後の使用のために取り置きされねばならない。一実施形態によれば、ランカウントがゼロとなる度に、時刻が、相関曲線平坦部の最後または立ち下がりの検出の直前の推定として保存されることができる。また、適当な同期取得には、適当な周波数での固定が要求される。よって、プロセッサ３１０は、入力が周期的であるとき等の特定のときに周波数累算器３６０を用いて周波数ロックループを更新することができる。一実施形態によれば、周波数ロックループは、例えばインターバルカウンタによる追跡によって、１２８入力サンプルごとに更新されることができる。
【００３７】
図１に戻って、立ち下がり要素１４０が用いられて、確認要素１３０によって立ち下がりが検出されなかった場合に立ち下がりを検出することができる。つまり、立ち下がり要素１４０は、立ち下がりを検出するか、別の立ち下がりが立ち下がり要素１２０によって検出され得る等のタイムアウトを単に検出するように動作可能である。
【００３８】
図４に目を向けて、立ち下がり要素１４０の実施形態が例示されている。立ち下がり要素１４０は、プロセッサ４１０、閾値４２０、インターバルカウント４３０、ランカウント４４０を含み得、またはこれらと接続され得る。他の検出要素と同様に、立ち下がり要素１４０は、遅延相関器要素１１０からの複数の相関値を受け取ることができ、第１パイロットシンボル（例えばＴＤＭパイロットシンボル）と関連する相関曲線の立ち下がりの検出を容易にするために適当なカウントを増加することができる。具体的には、プロセッサ４１０は、相関値を閾値４２０と比較し、インターバルカウント４３０およびランカウント４４０の一方または両方を増分することができる。閾値４２０は、立ち下がり要素の一部として例示されているが、中央プログラマチックロケーションからのように要素外から受信または取得されてもよいことに留意されたい。また、プロセッサ４１０は、第１の比較に先立って、インターバルカウント４３０およびランカウント４４０をゼロへと初期化することができる。インターバルカウント４３０は、受信された相関出力の数を保存する。よって、相関値が受信または取得される度に、プロセッサ４１０はインターバルカウント４３０を増分することができる。ランカウントは、連続する、相関値または出力が閾値４２０未満であった回数を保存する。相関値が閾値未満の場合、プロセッサ４１０はランカウント４４０を増分し、そうでない場合、ランカウント４４０はゼロに設定され得る。立ち下がり要素１４０は、プロセッサ４１０を介して、例えば、インターバルカウント値またはランカウント値が満足されたかを、インターバルカウント４３０またはランカウント４４０を用いて検査することができる。例えば、ランカウント４４０がある値に達した際、立ち下がり要素は、立ち下がりの検出を宣言することができる。達していない場合、立ち下がり要素１４０は、相関値の受信およびカウントの更新を継続することができる。しかしながら、インターバルカウント４３０が十分に大きくなった場合、このことは立ち下がりが検出されないであろうことおよび新たな立ち上がりを見つけることが必要であることを示し得る。一実施形態では、この値は８×１２８（１０２４）とすることができる。一方、ランカウント４４０がある値に達したまたは超えた場合、これは、立ち下がりが検出されたことを意味する。一実施形態では、この値は３２とすることができる。
【００３９】
また、立ち下がり要素１４０は、精密なタイミングを把握する用途のために、時刻を保存することができる。一実施形態によれば、立ち下がり要素１４０は、ランカウントがゼロになったときの時刻を保存し、これによって立ち下がりの検出の直前の時刻を提供することができる。一実施形態および後述するフレーム構造によれば、保存された時刻は、次のＯＦＤＭシンボル（ＴＤＭパイロット−２）中の２５６番目のサンプルに一致することができる。精密フレーム検出システムは、次いで、後の項で説明するように、この値を改善する。
【００４０】
図５は、一実施形態に従った、遅延相関器要素１１０をより詳細に例示している。遅延相関器要素１１０は、フレームを検出するために、パイロット−１ＯＦＤＭシンボルの周期的な特徴を利用する。一実施形態では、相関器１１０は、フレーム検出を容易にするために、以下の検出メトリックを用いる。
【数１】
2011055519.tif 000003
【００４１】
ただし、
Ｓnは、サンプル周期ｎについて検出メトリック
＊は、複素共役
｜ｘ｜2は、２乗されたｘの絶対値
である。
【００４２】
等式（１）は、２つの連続するパイロット−１シーケンスにおける２つの入力サンプルｒiとｒi-L1間の遅延された相関、すなわちｃi＝ｒi-L1・ｒi*を計算する。この遅延された相関は、チャネル増幅率の推定を必要とすることなく通信チャネルの影響を除去し、通信チャネルを介して受信されたエネルギーをコヒーレントに結合する。次に、等式（１）は、パイロット−１シーケンスのＬ1個の全てのサンプルについての相関の結果を累積して累積された相関出力Ｃnを得る。Ｃnは複素値である。次に、等式（１）は、サンプル周期ｎについての決定メトリックまたは相関出力Ｓnを、２乗されたＣnの絶対値として導き出す。決定メトリックＳnは、遅延された相関のために用いられる２つのシーケンスが一致した場合の、長さＬ1の１つの受信されたパイロット−１シーケンスのエネルギーを示している。
【００４３】
遅延相関器要素１１０内において、（長さがＬ1の）シフトレジスタ５１２は、入力サンプル｛ｒn｝を受信し、保存し、シフトさせ、Ｌ1サンプル周期だけ遅延された入力サンプル｛ｒn-L1｝を供給する。サンプルバッファが、シフトレジスタ５１２の代わりに用いられてもよい。ユニット５１６も入力サンプルを受信し、複素共役化された入力サンプル｛ｒn*｝を供給する。各サンプル周期ｎに亘って、乗算器５１４は、シフトレジスタ５１２からの遅延された入力サンプルｒn-L1を、ユニット５１６からの複素共役入力サンプルｒn*で乗算し、（長さがＬ１）のシフトレジスタ５２２および加算器５２４に相関結果Ｃnを供給する。ロアーケースｃnは、１つの入力サンプルについての相関結果を示し、アッパーケースＣnは、Ｌ1個の入力サンプルについて累積された相関結果を示している。シフトレジスタ５２２は、乗算器５１４からの相関結果｛ｃn｝を受信し、保存し、遅延させ、Ｌ1サンプル周期だけ遅延された相関結果｛ｃn-L1｝を供給する。各サンプル周期ｎに亘って、加算器５２４は、レジスタ５２６の出力ｃn-L1を受信し、これを乗算器５１４からの結果ｃnと加算し、シフトレジスタ５２２からの遅延された結果ｃn-L1を減じ、レジスタ５２６に出力Ｃnを供給する。加算器５２４およびレジスタ５２６は、等式（１）における加算動作を実行する累算器を構成する。シフトレジスタ５２２および加算器５２４は、また、Ｌ1個の直近の相関結果ｃn−Ｌ1+1のランニングサメーション（running summation）およびスライディングサメーション（sliding summation）を実行するように構成されている。これは、乗算器５１４からの直近の相関結果ｃnを加算し、Ｌ1個のサンプル周期先行する相関結果ｃn-L1を減ずることによって達成される。相関結果ｃn-L1は、シフトレジスタ５２２から供給されている。ユニット５３２は、加算器５２４からの累積された出力Ｃnの２乗の絶対値を計算し、検出メトリックＳnを供給する。
【００４４】
図６は、精密フレーム検出システム６００を描いている。システム６００は、精密タイミング要素６１０およびデータ復号器要素６２０を含んでいる。精密タイミング要素６１０は、粗フレーム検出システム１００（図１）によって保存されていた時刻を受信することができる。上記したようにこの時刻は、次のＯＦＤＭシンボルの２５６番目のサンプル（これは、ＴＤＭパイロット−２であり得る）に一致することができる。しかしながら、マルチパス効果を受けたチャネルに対して任意に最適化されることができる。次に、精密タイミング要素６１０は、ＴＤＭパイロット−２シンボルを用いて、この粗タイミング推定（Ｔc）を改善することができる。精密タイミングを容易にするための公知のものを含む多くのメカニズムが存在している。本明細書における一実施形態によれば、周波数ロックループまたは自動周波数制御ループが、捕捉から追尾モードへと変更されることができる。これは、誤りおよび異なる追尾ループ帯域を計算するために異なるアルゴリズムを用いる。データ復号器要素６２０は、１つ以上のデータＯＦＤＭシンボルを復号することを試みることができる。これは、同期が達成されたというさらなる確度を提供する付加的なステップである。データが復号されない場合、新たな立ち上がりが、立ち上がり要素１２０（図１）によって再度検出されなければならない。精密タイミングに関するさらなる詳細は、後述する。
【００４５】
上記した例示的なシステムを考慮して、実行されることが可能な方法が、図７乃至図１２のフローチャートを参照して、より良く理解されるであろう。説明を簡略化するために、この方法は、一連のブロックとして示され、対象とされている方法は、ブロックの順番に限定されず、幾つかのブロックは異なる順序および（または）本明細書で記載および開示されている他のブロックと同時に実行され得ることを理解および認識されたい。また、全ての例示されるブロックが、提示される方法の実行のために要求されないこともあり得る。
【００４６】
また、以下および本明細書を通じて開示される方法は、この方法をコンピュータ製品へ移動および転送することを容易にするために、製品上に保存されることが可能である。用いられている、製品という文言は、あらゆる、コンピュータによる読み取りが可能な装置、回線、媒体によってアクセス可能なコンピュータプログラムを含んでいる。
【００４７】
図７に移って、強固な、初期フレーム検出方法が例示されている。この方法は、基本的に３つの段階を含んでいる。第１段階である７１０において、パイロットシンボルの立ち上がりを見つけることが試みられる。立ち上がりは、遅延相関器によって生成される複数の相関出力値または検出メトリックを解析することによって検出されることができる。具体的には、検出メトリック（Ｓn）または、これの何らかの関数（例えばＳn2）が、閾値と比較されることができる。次に、見込み立ち上がり検出は、このメトリックが閾値以上であった回数に基づいて断定されることができる。７２０において、検出された立ち上がりは、さらなる相関値を観察し、これらを閾値と比較することによって、確認されることができる。ここで、相関器出力は、閾値と再度比較され、相関出力が閾値を超えた回数が観察される。本プロセスは、所定の周期数（平坦部に一致する）以上に亘ってまたは立ち下がりが矛盾の無く検出されるまでこの段階に留まることができる。周波数オフセットは、ここで周波数累算器を定期的に更新することによって得ることができる。いずれの確認条件もが満たされない場合、立ち上がりは誤検出であり、本手順は最初に戻って７１０から再度、開始される。７３０において、立ち上がりが、先に発見されていない場合、これの発見が試みられる。相関器出力が、ある数（例えば３２）連続するサンプルに亘って閾値を下回っている場合、ＴＤＭパイロットが検出されたことが宣言され、初期周波数捕捉が完了したとみなされる。この条件が満たされない場合、本プロセスは初期化され、７１０から再度、開始されることができる。初期ＯＦＤＭシンボルの推定時刻は、立ち下がりに基づいている。立ち下がりの探知中に相関器出力が始めて閾値を下回った時刻は、次のＯＦＤＭシンボル（ここでは、例えばＴＤＭパイロット−２）へのインデックス（例えば２５６番目のサンプル）としてみなされることができる。
【００４８】
図８は、立ち上がり検出方法８００を描くフローチャート図である。８１０において、送信された入力サンプルが受信される。８２０において、この受信入力およびこれの遅延された形態に対して遅延相関が実行される。次に、相関出力は、判断ブロック８３０に供給される。８３０において、相関出力は、固定またはプログラムされた閾値と比較される。相関値が閾値以上である場合、８４０において、ランカウントまたはカウンタが増分される。相関値が閾値未満である場合、８５０において、ランカウントはゼロに設定される。次に、８６０において、ランカウントは、マルチパス環境における立ち上がりの検出に合わせて最適化された所定の値と比較される。一実施形態では、この値は、６４個の入力サンプルとされることができる。ランカウントが、この所定の値と等しい場合、プロセスは終了される。ランカウントがこの値と等しくない場合、さらなる入力値が８１０において受信され、本プロセスが繰り返される。
【００４９】
図９は、立ち上がり確認方法９００のフローチャート図である。方法９００は、粗いまたは初期フレーム検出方法における第２の段階を示している。この方法において、立ち上がりの検出が、さらに期待される結果、すなわち平坦部および（または）立ち下がりの検出を用いて確認（または否定）される。９１０において、無数の入力サンプルの１つが受信される。９２０において、遅延相関が、この入力サンプルおよびこれの遅延された形態に対して実行されて、相関出力が生成される。次に、複数の相関器出力は、これに続く判定を行うためにプログラム可能な閾値と比較される。９３０において、立ち上がりが、例えばチャネル雑音によって誤って検出されたかについての判断が行われる。この判断は、十分な数の相関出力値が閾値を超えていない場合に下されることができる。９４０において、立ち上がりの検出が遅すぎたかについての判断が行われる。換言すれば、立ち上がりが、パイロットの平坦部まで十分に達するまでに検出されていない。９５０において、立ち下がりが観察されたかについての判断が行われる。これらのいずれの条件もが、ここまでで受信された相関出力に基づいて真でない場合、本プロセスは９１０へと続いて、さらなる入力サンプルが受信される。これらの条件のいずれか１つが真である場合、本プロセスは９６０へと続き、ここで立ち上がりが検出されたとの確度を提供するために十分に長い平坦部が観察されたかについてのさらなる判断が行われる。観察された場合、処理は終了されることができる。観察されなかった場合、本プロセスは、新たな立ち上がりを検出するために、方法８００（図８）等の別の方法へと移行する。一実施形態では、新たなパイロットシンボルは、１つ前のパイロットシンボルの一秒後に送信される。
【００５０】
図１０は、具体的な実施形態に従った、平坦部の検出および立ち上がりの検出の確認の方法をより詳細に示している。この具体的な処理では、３つのカウントまたはカウンタが用いられる。それは、インターバルカウント、ヒットカウント、ランカウントである。１０１０において、これらのカウンタはゼロへと初期化される。１０１２において、入力サンプルが受信される。インターバルカウントは、１０１４において、入力サンプルの受信を示すために増分される。ブロック図において具体的に指し示されていないが、周波数ループは、インターバルカウントによる追跡に従って１２８個のサンプルごとに更新されることができることを理解されたい。１０１６において、入力サンプルおよびこれの時間遅延された形態を用いて遅延された相関が実行されて相関出力（Ｓn）が生成される。次に、１０１８において、Ｓnが閾値（Ｔ）以上であるかについて判断が行われる。Ｓｎ≧Ｔであった場合、１０２０において、ヒットカウントが増分され、本方法は、１０２８へと移行する。Ｓn≧Ｔでなかった場合、１０２２において、Ｓn＜Ｔであるかの判断が行われる。真である場合、ランカウントは１０２４で増分される。真でない場合、ランカウントは、ゼロへと初期化され、その時刻が保存される。よって、保存された時刻は、立ち下がりの観察に先立つ時刻を提示する。判断ブロック１０２２は、ここで必須ではなく、説明のために設けられており、またこの方法の順序は図示のものに決まっている必要はないことを理解されたい。本方法は、１０２８へと続行し、ここでヒットカウントおよびランカウントが、立ち上がりが誤って検出されたかを判断するために検査される。一実施形態では、これは、ランカウントが１２８以上であって、ヒットカウントが４００未満であることに対応することができる。誤検出であったと判断された場合、本処理は１０３６へと移行し、ここで、新たな立ち上がりの特定が行われる。誤検出であったと判断されなかった場合、プロセスは判断ブロック１０３０へと移行する。１０３０において、ランカウントおよびヒットカウントは、立ち上がりが遅れて検出されたかを判断するために検査される。１つの具体的な実施形態によれば、これは、ランカウントが７６８以上であり、ヒットカウントが４００以上であることに対応することができる。真の場合、本プロセスは１０３４へと続行する。立ち上がりが遅れて検出されたのではなかった場合、本プロセスは１０３２へと移行し、ここでインターバルカウントおよびランカウントが解析されて立ち下がりが観察されるかが判断される。一実施形態では、これは、インターバルカウントが４５３２（３４×１２８）以上であり、ランカウントがゼロを超えている場合であり得る。換言すれば、平坦部の全長が検出され、閾値未満への下落が観察される。偽の場合、３つ全ての条件が満たされず、本プロセスは１０１２へと移行し、ここでさらなる入力サンプルが受信される。真の場合、１０３４において、本方法が、平坦部が検出されたことを確信できるように、十分な値が閾値を越えたところで観察されたかの判断が行われる。より具体的には、ヒットカウントがあるプログラム可能な値より大きい。一実施形態では、この値は２０００とすることができる。しかしながら、これは、いくらか任意とすることができる。理想的には、プロセスは、３４×１２８（４３５２）個のサンプルが閾値を超えていることを観察すべきであるが、雑音によって計数は変化し得る。よって、このプログラム可能な値は、平坦部が検出されたというある程度の確信をもたらす適切な値に設定されることができる。ヒットカウントがこの設けられた値より大きい場合、本プロセスは終了する。そうでない場合、プロセスは１０３６に移行し、ここで、新たなエッジが検出される必要がある。
【００５１】
図１１は、立ち下がり検出方法１１００の一実施形態を例示している。立ち下がり方法が用いられて、パイロットシンボルと関連付けられた相関曲線の立ち下がりを、先に検出されていない場合に、検出することができる。１１１０において、インターバルおよびランカウンタを含むカウンタがゼロへと初期化される。１１１２において、入力サンプルが受信される。１１１４において、インターバルカウントが、受信されたサンプルに応答して増分される。１１１６において、各入力サンプルが遅延相関器によって用いられて相関出力Ｓnが生成される。１１１８において、相関出力Ｓnがプログラム可能な閾値（Ｔ）未満であるかについての判断が行われる。Ｓn＜Ｔであった場合、ランカウントが増分され、本処理は１１２６へと移行する。相関出力が閾値未満でなかった場合、１１２２において、ランカウンタはゼロへと設定され、時刻が１１２４で保存されることができる。１１２６において、十分な相関出力が連続して観察されたかが、これが首尾よく確実に検出されたことを宣言するために、判断される。一実施形態では、これは、ラン時間が３２以上であることに対応する。ラン時間が十分に大きい場合、本プロセスは、首尾よく終了する。ラン時間が十分に大きくない場合、本プロセスは判断ブロック１１２８へと移行する。１１２８において、インターバルカウンタが用いられて、検出方法１１００がタイムアウトとされるべきかが判断される。一実施形態において、インターバルカウントが８×１２８（１０２４）であった場合、立ち下がり検出方法１１００はタイムアウトとなる。本方法が１１２８においてタイムアウトでなかった場合、１１１２において、さらなるサンプルの受信および解析が再度開始される。本方法が１１２８においてタイムアウトであった場合、本方法１１１０が立ち下がりを観察できなかったことになるので、新たなパイロット立ち上がりの検出が必要となる。
【００５２】
図１２は、フレーム同期取得方法１２００を例示している。１２１０において、本プロセスは、まず、自動利得制御（ＡＧＣ）が落ち着くのを待つ。自動利得制御は、入力信号を、信号が適切に処理されるような一定の信号強度を供給するように、調整する。１２２０において、周波数ロックループ（ＦＬＬ）累算器が初期化される。１２１４において、見込み立ち上がりが検出される。１２１６において、立ち上がりは、平坦部および（または）立ち下がりを検出することによって確認されることができる。１２１８において有効な立ち上がりが検出されなかった場合、本方法は、１２１２へと移行する。周波数ロックループが、周波数累算器を用いて例えば初期周波数オフセットを取得するために定期的に更新されることができるのはこの時点であることに留意されたい。１２２０において、立ち下がりが、先に検出されていなかった場合、検出されることができる。後の精密タイミングでの使用のために時刻が保存されることが可能であるのは、立ち下がりの最初の落ち込みの直前のこの時点である。立ち下がりが１２２２で検出されず且つ以前に検出されていなかった場合、方法は１２１２に移行する。立ち下がりが検出された場合、最初の粗検出が終了する。本手順は、１２２４へと続行し、ここで、周波数ロックループが追尾モードへと切り替えられる。精密タイミングが、第２のＴＤＭパイロットシンボルおよび先の粗い推定によって得られた情報を用いて、捕捉される。具体的には、保存された時刻（Ｔc）は、第２パイロットシンボル内のある具体的なサンプルオフセットに一致していることができる。一実施形態によれば、この保存された時刻サンプルは、第２パイロットシンボル内の２５６番目のサンプルに一致することができる。後の項で説明するように、具体的なアルゴリズムが用いられて、このタイミングが改善されることができる。精密タイミング取得の終了の際、１つ以上のデータシンボルが取り上げられ、このシンボルの復号が、１２２８で試みられることができる。１２３０において、復号が成功した場合、本プロセスは終了する。しかしながら、プロセスが成功しなかった場合、本方法は、１２１２に移行する。
【００５３】
以下は、上記の本発明の具体的な側面についての背景状況を提供するための、複数の適切な動作環境の１つについての説明である。また、説明および理解のために、時分割多重パイロットＴＤＭパイロット−１およびＴＤＭパイロット−２の一実施形態についての詳細な説明が提供される。
【００５４】
以下および本明細書を通じて記載される同期取得技術は、様々なマルチキャリアシステムおよび下りリンクおよび上りリンクに対して用いられる。下りリンクは、基地局から無線装置への通信リンクを意味しており、上りリンクは、無線装置から基地局への通信リンクを意味している。明確化のために、これらの技術は、ＯＦＤＭシステム内の下りリンクに関して以下に説明される。
【００５５】
図１３は、ＯＦＤＭシステム１３００内の基地局１３１０および無線装置１３５０のブロック図である。基地局１３１０は、概して、固定局であり、基地トランシーバシステム（ＢＴＳ）、アクセスポイント、または他の用語で称され得る。無線装置１３５０は、固定されまたは携帯性であり得、使用者端末、移動局、または他の用語で称され得る。無線装置１３５０は、携帯電話、携帯型装置、無線モジュール、携帯情報端末（ＰＤＡ）等のような携帯性ユニットでもあり得る。
【００５６】
基地局１３１０において、ＴＸデータおよびパイロットプロセッサ１３２０は、異なるタイプのデータ（例えば、トラフィック／パケットデータおよびオーバーヘッド／制御データ）を受信し、受信されたデータを処理（例えば、符号化、インターリーブ、シンボルマッピング）してデータシンボルを生成する。本明細書で用いられている、「データシンボル」は、データについての変調シンボルであり、「パイロットシンボル」は、パイロットについての変調シンボルであり、変調シンボルは、変調方法（例えばＭ−ＰＳＫ、Ｍ−ＱＡＭ等）についての信号配置における点についての複素値である。プロセッサ１３２０は、また、パイロットデータを処理してパイロットシンボルを生成し、データおよびパイロットシンボルをＯＦＤＭ変調器１３３０に供給する。
【００５７】
ＯＦＤＭ変調器１３３０は、後述のように、このデータおよびパイロットシンボルを適当なサブバンドおよびシンボル周期へと多重化し、この多重化されたシンボルにＯＦＤＭ変調を施してＯＦＤＭシンボルを生成する。送信ユニット（ＴＭＴＲ）１３３２は、ＯＦＤＭシンボルを１つ以上のアナログ信号へと変換し、さらに、このアナログ信号を整え（例えば、増幅、濾波、周波数アップコンバート）て変調された信号を生成する。次に、基地局１３１０は、この変調信号をアンテナ１３３４から、システム内の無線装置に送信する。
【００５８】
無線装置１３５０において、基地局１３１０から送信された信号１３１０は、アンテナ１３５２によって受信され、受信ユニット（ＲＣＶＲ）１３５４に供給される。受信ユニット１３５４は、この受信信号を整え（例えば、濾波、増幅、周波数ダウンコンバート）、この変形された信号をデジタル化して入力サンプルのストリームを取得する。ＯＦＤＭ復調器１３６０は、入力サンプルにＯＦＤＭ復調を施して受信データおよびパイロットシンボルを取得する。ＯＦＤＭ復調器１３６０は、また、受信データシンボルに対して、チャネル推定（例えば、周波数応答推定）を用いて検出（例えば、整合フィルタリング）を行って検出されたデータシンボルを取得する。この検出データシンボルは、基地局１３１０によって送信されたデータシンボルの推定である。ＯＦＤＭ復調器１３６０は、この検出データシンボルを受信（ＲＸ）データプロセッサ１３７０に供給する。
【００５９】
同期取得／チャネル推定ユニット１３８０は、この入力サンプルを受信ユニット１３５４から受け取り、同期を取ってフレームおよびシンボルのタイミングを上記および後述のように判断する。ユニット１３８０は、また、ＯＦＤＭ復調器１３６０から受信したパイロットシンボルを用いてチャネル推定を導き出す。ユニット１３８０は、シンボルタイミングおよびチャネル推定をＯＦＤＭ復調器１３６０に供給し、フレームタイミングをＲＸデータプロセッサ１３７０および（または）コントローラ１３９０に供給する。ＯＦＤＭ復調器１３６０は、シンボルタイミングを用いてＯＦＤＭ復調を行い、チャネル推定を用いて受信データシンボルの検出を行う。
【００６０】
ＲＸデータプロセッサ１３７０は、ＯＦＤＭ復調器１３６０からの検出されたデータシンボルを処理（例えば、シンボル逆マッピング、逆インターリーブ、復号）し、復号されたデータを供給する。ＲＸデータプロセッサ１３７０および（または）コントローラ１３９０は、フレームタイミングを用いて基地局１３１０によって送られた異なるタイプのデータを復元する。概して、ＯＦＤＭ復調器１３６０およびＲＸデータプロセッサ１３７０による処理は、基地局１３２０におけるＯＦＤＭ変調器１３３０およびＴＸデータおよびパイロットプロセッサ１３２０の処理に対して、それぞれ相補的である。
【００６１】
コントローラ１３４０および１３９０は、基地局１１０および無線装置１３５０における動作を、それぞれ指揮する。メモリユニット１３４２および１３９２は、プログラムコードおよびコントローラ１３４０および１３９０によってそれぞれ用いられるデータのための記憶領域を提供する。
【００６２】
基地局１３１０は、ポイントツーポイント発信を１つの無線装置に送信し、マルチキャスト発信を無線装置の組に送信し、同報通信発信を受信地域内の全ての無線装置に送信し、またはこれらの組み合わせによって送信する。例えば、基地局１３１０は、パイロットおよびオーバーヘッド／コントロールデータを受信地域内の全ての無線装置へと同報通信し得る。基地局１３１０は、使用者に特定のデータを特定の無線装置に送信し、マルチキャストデータを無線装置の組に送信し、および（または）同報通信データを全ての無線装置に送信し得る。
【００６３】
図１４は、ＯＦＤＭシステム１３００で使用され得るスーパーフレーム構造を示している。データおよびパイロットは、スーパーフレームで送信され得る。各スーパーフレームは、所定の持続時間（例えば１秒）を有する。スーパーフレームは、フレーム、時間スロット、または他の用語でも称され得る。図１４に示す実施形態において、各スーパーフレームは、第１ＴＤＭパイロット（またはＴＤＭパイロット−１）用のフィールド１４１２、第２ＴＤＭパイロット（またはＴＤＭパイロット−２)用のフィールド１４１４、オーバーヘッド／コントロールデータ用のフィールド１４１６、トラフィック／パケットデータ用のフィールド１４１８を含んでいる。
【００６４】
４つのフィールド１４１２乃至１４１８は、各スーパーフレームにおいて、１つのフィールドのみがある瞬間において送信されるように時分割されている。４つのフィールドは、同期取得およびデータ復元を容易にするために図１４に示すような順序で配置されている。フィールド１４１２、１４１４内のパイロットＯＦＤＭシンボルは、各スーパーフレーム内で最初に送信され、このスーパーフィールド内で次に送信されるフィールド１４１６中のオーバーヘッドＯＦＤＭシンボルの検出のために用いられ得る。次に、フィールド１４１６から取得されたオーバーヘッド情報は、このスーパーフレーム中の最後に送信されるフィールド１４１８において送信されるトラフィック／パケットデータの復元のために用いられ得る。
【００６５】
例示的な実施形態において、フィールド１４１２は、ＴＤＭパイロット−１用の１つのＯＦＤＭシンボルを搬送し、フィールド１４１４は、ＴＤＭパイロット−２用の１つのＯＦＤＭシンボルを搬送する。概して、各フィールドは、あらゆる長さであり得、フィールドはあらゆる順序で配置され得る。ＴＤＭパイロット−１およびＴＤＭパイロット−２は、無線装置による同期取得を容易にするために各フレームにおいて定期的に同報通信される。オーバーヘッドフィールド１４１６および（または）データフィールド１４１８は、後述のように、データシンボルと周波数分割多重されたパイロットシンボルを含んでいてもよい。
【００６６】
ＯＦＤＭシステムは、システム全体で、ＯＦＤＭを用いてＮ個の直交サブバンドへと分割されたＢＷＭＨｚの帯域を有している。隣接するサブバンド間の距離は、ＢＷ／ＮＭＨｚである。全Ｎ個のサブバンドのうち、Ｍ（ここでＭ＜Ｎ）個のサブバンドがパイロットおよびデータ送信のために用いられ、残りのＮ−Ｍ個のサブバンドは使用されず、ガードサブバンド（ガードインターバル）として機能する。一実施形態では、ＯＦＤＭシステムは、全Ｎ＝４０９６個のサブバンド、Ｍ＝４０００個の使用可能なサブバンド、Ｎ−Ｍ＝９６個のガードサブバンドとするＯＦＤＭ構造を用いている。概して、あらゆる数の総サブバンド、使用可能サブバンド、ガードサブバンドを用いたあらゆるＯＦＤＭ構造が、ＯＦＤＭシステムにおいて用いられることができる。
【００６７】
上記したように、ＴＤＭパイロット−１、２は、システム内の無線装置による同期取得を容易にするために設計されている。無線装置はＴＤＭパイロット−１を用いて、各フレームの開始を検出し、シンボルタイミングを大まかに推定し、周波数誤りを推定することができる。次に、無線装置は、ＴＤＭパイロット−２を用いてより正確なシンボルタイミングを得ることができる。
【００６８】
図１５ａは、周波数領域におけるＴＤＭパイロット−１の実施形態を示している。この実施形態について、ＴＤＭパイロット−１は、Ｌ1個のサブバンド上で送信されるＬ1個のパイロットシンボル、ＴＤＭパイロット−１用のサブバンド毎に１つのパイロットシンボル、を具備している。Ｌ1個のサブバンドは、全Ｎ個のサブバンドに亘って均等に分布しており、Ｓ1個のサブバンドだけ均等に離れている。ここで、Ｓ1＝Ｎ／Ｌ1である。例えば、Ｎ＝４０９６であり、Ｌ1＝１２８であり、Ｓ1＝３２である。しかしながら、Ｎ、Ｌ1、Ｓ1に関して、他の値が用いられてもよい。ＴＤＭパイロット−１についてのこの構造は、後述のように、（１）厳しいマルチパスチャネルを含む様々なタイプのチャネルにおけるフレーム検出に関して良好な結果をもたらし、（２）十分に正確な周波数誤り推定および複数のマルチパスチャネルにおける大まかなシンボルタイミングを提供し、（３）無線装置での処理を簡略化する。
【００６９】
図１５ｂは、周波数領域におけるＴＤＭパイロット−２の実施形態を示している。この実施形態について、ＴＤＭパイロット−２は、Ｌ2サブバンドで送信されるＬ2個のパイロットシンボル（Ｌ2＞Ｌ1）を具備している。Ｌ2個のサブバンドは、全Ｎ個のサブバンドに亘って均等に分布しており、Ｓ2個のサブバンドだけ均等に離れている。ここで、Ｓ2＝Ｎ／Ｌ2である。例えば、Ｎ＝４０９６であり、Ｌ2＝２０４８であり、Ｓ2＝２である。やはり、Ｎ、Ｌ2、Ｓ2に関して、他の値が用いられてもよい。ＴＤＭパイロット−２についてのこの構造は、厳しいマルチチャネルを含む様々なタイプチャネルにおいて正確なシンボルタイミングを提供することができる。無線装置は、また、後述のように、（１）ＴＤＭパイロット−２を、ＴＤＭパイロット−２の直後に生じ得る次のＯＦＤＭシンボルの到着前に、シンボルタイミングの取得を得るために処理でき、（２）このシンボルタイミングを、この、次のＯＦＤＭシンボルに適用できる。
【００７０】
より大きな周波数誤りがＴＤＭパイロット−１を用いて訂正されるように、より小さな値がＬ1に関して用いられる。より大きな値がＬ2について用いられれば、パイロット−２シーケンスがより長くなって、これにより、無線装置がパイロット−２シーケンスからより長いインパルス応答推定を取得できるようになる。ＴＤＭパイロット−１についてのＬ1個のサブバンドは、Ｓ1個の同一のパイロット−１シーケンスがＴＤＭパイロット−１について生成されるように選択される。同様に、ＴＤＭパイロット−２についてのＬ2個のサブバンドは、Ｓ2個の同一のパイロット−２シーケンスがＴＤＭパイロット−２について生成されるように選択される。
【００７１】
図１６は、基地局１３１０におけるＴＸデータおよびパイロットプロセッサ１３２０の実施形態のブロック図を示している。プロセッサ１３２０内において、ＴＸデータプロセッサ１６１０は、トラフィック／パケットデータを受信し、符号化し、インターリーブし、シンボルマップしてデータシンボルを生成する。
【００７２】
一実施形態において、擬似ランダム数（ＰＮ）生成器１６２０が用いられて、ＴＤＭパイロット−１、２の両方についてのデータが生成される。ＰＮ生成器１６２０は、例えば、生成多項式ｇ（ｘ）＝ｘ15＋ｘ14＋１を実現する１５タップ線形フィードバックシフトレジスタ（ＬＦＳＲ）によって実現され得る。この場合、ＰＮ生成器１６２０は、（１）直列接続された１５個の遅延要素１６２２ａ乃至１６２２ｏ、（２）遅延要素１６２２ｎ、１６２２ｏ間に接続された加算器１６２４、を含む。遅延要素１６２２ｏは、パイロットデータを供給し、このパイロットデータは、遅延要素１６２２ａの入力および加算器１６２４の入力の１つに供給される。ＰＮ生成器１６２０は、ＴＤＭパイロット−１、２について、異なる状態、例えば、ＴＤＭパイロット−１については「０１１０１０１０１００１１１０」に、ＴＤＭパイロット−２については「０１０１１０１０００１１１００」に初期化される。概して、あらゆるデータが、ＴＤＭパイロットについて用いられ得る。パイロットデータは、パイロットＯＦＤＭシンボルのピーク振幅と平均振幅の違いを減ずるように（すなわち、ＴＤＭパイロットについての時間領域の波形におけるピーク対平均変動を最小にするように）選択される。ＴＤＭパイロット−２についてのパイロットデータは、データにスクランブルをかけるために用いられるＰＮ生成器と同じものを用いて生成されてもよい。無線装置は、ＴＤＭパイロット−２について用いられるデータの知識を有しているが、ＴＤＭパイロット−１について用いられるデータを知得している必要はない。
【００７３】
ビット対シンボルマッピングユニット１６３０は、ＰＮ生成器１６２０からのパイロットデータを受信し、パイロットデータのビットを変調方法に基づいてパイロットシンボルへとマッピングする。ＴＤＭパイロット−１、２に対して、同じまたは異なる変調方法が用いられ得る。一実施形態では、ＱＰＳＫがＴＤＭパイロット−１、２の両方に対して用いられる。この場合、マッピングユニット１６３０は、パイロットデータを２ビットの２値へと組分けし、各２ビット値を特定のパイロット変調シンボルへとマッピングする。各パイロットシンボルは、ＱＰＳＫ用の信号配置における複素値である。ＱＰＳＫがＴＤＭパイロットに用いられる場合、マッピングユニット１６３０は、ＴＤＭパイロット−１についての２Ｌ1個のパイロットデータビットをＬ1個のパイロットシンボルへとマッピングし、ＴＤＭパイロット−２についての２Ｌ2個のパイロットデータビットをＬ2個のパイロットシンボルへとマッピングする。マルチプレクサ（Ｍｕｘ）４４０は、ＴＸデータプロセッサ１６１０からデータシンボルを受信し、マッピングユニット１６３０からパイロットシンボルを受信し、コントローラ１３４０からＴＤＭ＿Ｃｔｒｌ信号を受信する。マルチプレクサ１６４０は、図１４に示すように、ＯＦＤＭ変調器１３３０に、ＴＤＭパイロット−１、２フィールドについてのパイロットシンボル、および各フレームのオーバーヘッドおよびフィールドについてのデータシンボルを供給する。
【００７４】
図１７は、基地局１３１０におけるＯＦＤＭ変調器１３３０の実施形態のブロック図である。シンボル対サブバンドマッピングユニット１７１０は、ＴＸデータおよびパイロットプロセッサ１３２０からデータおよびパイロットシンボルを受信し、これらのシンボルをコントローラ１３４０からのＳｕｂｂａｎｄ＿Ｍｕｘ＿Ｃｔｒｌ信号に基づいて適当なサブバンド上にマッピングする。各ＯＦＤＭシンボル期間において、マッピングユニット１７１０は、１つのデータまたはパイロットシンボルを、データまたはパイロット送信に用いられる各サブバンド上で供給し、ゼロシンボル（ゼロの信号値）を各非使用サブバンドに供給する。非使用のサブバンドに対して割り当てられたパイロットシンボルは、ゼロシンボルで置換される。各ＯＦＤＭシンボル期間について、マッピングユニット１７１０は、Ｎ個の全サブバンドに対してＮ個の「送信シンボル」を供給する。各送信シンボルは、データシンボル、パイロットシンボル、またはゼロシンボルであり得る。離散逆フーリエ変換（ＩＤＦＴ）ユニット１７２０は、各ＯＦＤＭシンボル期間の間、Ｎ個の送信シンボルを受信し、Ｎ個の送信シンボルをＮ点のＩＤＦＴで時間領域へと変換し、Ｎ個の時間領域サンプルを含んだ「変換された」シンボルを供給する。各サンプルは、１つのサンプル期間において送信されるべき複素値である。Ｎが２乗（典型的なケースである）の場合、Ｎ点の逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）が、Ｎ点のＩＤＦＴの代わりに実行されてもよい。並列直列（Ｐ／Ｓ）変換器１７３０は、各変換されたシンボルについて、Ｎ個のサンプルを順番に並べる。サイクリックプリフィックス生成器１７４０は、各変換されたシンボルの一部（またはＣ個のサンプル）を繰り返してＮ＋Ｃ個のサンプルを含んだＯＦＤＭサンプルを生成する。サイクリックプリフィックスは、通信チャネル内での長い遅延拡散によって引き起こされる搬送波間干渉（ＩＣＩ）およびシンボル間干渉（ＩＳＩ）に対抗するために用いられる。遅延拡散は、受信器において最初に到着した信号と最後に到着した信号との間の時間差である。ＯＦＤＭシンボル期間（または、単に「シンボル期間」）は、１つのＯＦＤＭシンボルの期間であり、Ｎ＋Ｃサンプル期間に等しい。
【００７５】
図１８ａは、時間領域で表されたＴＤＭパイロット−１を示している。ＴＤＭパイロット−１についてのＯＦＤＭシンボル（または、「パイロット−１ＯＦＤＭシンボル」）は、長さがＬの変換されたシンボルと長さがＣのサイクリックプリフィックスとからなる。ＴＤＭパイロット−１についてのＬ1個のパイロットシンボルが、Ｓ1個のサブバンドで等間隔で隔離されたＬ1個のサブバンド上で送信され、またゼロシンボルが残りのサブバンド上で送信されるが故に、ＴＤＭパイロット−１についての変換されたシンボルは、それぞれがＬ1個の時間領域サンプルを含んだＳ1個の同一のパイロット−シーケンスを有する。各パイロット−１シーケンスは、ＴＤＭパイロット−１についてのＬ1個のパイロットシンボルに対してＬ1点ＩＤＦＴを実行することによって生成されてもよい。ＴＤＭパイロット−１についてのサイクリックプリフィックスは、変換されたシンボルのＣ個の右端のサンプルからなり、変換されたシンボルの前に挿入される。よって、パイロット−１ＯＦＤＭシンボルは、計Ｓ1＋Ｃ／Ｌ1個のパイロット−１シーケンスを含んでいる。例えば、Ｎ＝４０９６であり、Ｌ1＝１２８であり、Ｓ1＝３２であり、Ｃ＝５１２である場合、パイロット−１ＯＦＤＭシンボルは、それぞれが１２８個の時間領域サンプルを含む３６個のパイロット−１シーケンスを含むことになる。
【００７６】
図１８ｂは、時間領域で表されたＴＤＭパイロット−２を示している。ＴＤＭパイロット−２についてのＯＦＤＭシンボル（または、「パイロット−２ＯＦＤＭシンボル」）も、長さがＮの変換されたシンボルと長さがＣのサイクリックプリフィックスとからなる。ＴＤＭパイロット−２についての変換されたシンボルは、それぞれがＬ2個の時間領域のサンプルを含んだＳ2個の同一のパイロット−２シーケンスを含んでいる。ＴＤＭパイロット−２についてのサイクリックプリフィックスは、変換されたシンボルのＣ個の右端のサンプルからなり、変換されたシンボルの前に挿入される。例えば、Ｎ＝４０９６であり、Ｌ2＝２０４８であり、Ｓ2＝２であり、Ｃ＝５１２である場合、パイロット−２ＯＦＤＭシンボルは、それぞれが２０４８個の時間領域サンプルを含んだ２つの完全なパイロット−２シーケンスを含むこととなる。ＴＤＭパイロット−２についてのサイクリックプリフィックスは、パイロット−２シーケンスの一部のみを含むことになる。
【００７７】
図１９は、無線装置１３５０（図１３）における同期取得およびチャネル推定ユニット１３８０の実施形態のブロック図を示している。ユニット１３８０内において、フレーム検出器１００（上で詳述済み）は、受信器ユニット１３５４からの入力サンプルを受信し、この入力サンプルを処理して各フレームの開始を検出し、フレームタイミングを供給する。シンボルタイミング検出器１９２０は、入力サンプルおよびフレームタイミングを受信し、入力サンプルを処理して受信されたＯＦＤＭシンボルの開始を検出し、シンボルタイミングを供給する。周波数誤り推定器１９１２は、受信されたＯＦＭシンボル中の周波数誤りを推定する。チャネル推定器１９３０は、シンボルタイミング検出器１９２０からの出力を受信し、チャネル推定を導き出す。
【００７８】
図１において詳細に記載したように、フレーム検出器１００は、例えば受信器ユニット１３５４からの入力サンプル内のＴＤＭパイロット−１を検出することによって、フレームの同期を取る。簡略化のために、例示の詳細な説明は、通信チャネルが付加的な白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）チャネルであるとする。各サンプル期間の間の入力サンプルは、
ｒn＝ｘn＋ｗn                                                            式(２)
ただし、
ｎは、サンプル期間についての添え字
ｘnは、サンプル期間ｎ中に基地局によって送信された時間領域サンプル
ｒnは、サンプル期間ｎ中に無線装置によって取得された入力サンプル
ｗnは、サンプル期間ｎについての雑音
と表され得る。
【００７９】
周波数誤り検出器１９１２は、受信されたパイロット−１ＯＦＤＭシンボル中の周波数誤りを推定する。この周波数誤りは、様々な要素、例えば基地局と無線装置での発振器の周波数の違い、ドップラー偏移等に起因しているかもしれない。周波数誤り推定器１９１２は、各パイロット−１シーケンス（最後のパイロット−１シーケンスを除く）についての周波数誤り推定を、以下のように生成する。
【数２】
2011055519.tif 000004
【００８０】
ただし、
ｒl、iは、ｌ番目のパイロット−１シーケンスについてのｉ番目の入力サンプル
Ａｒｇ（ｘ）は、ｘの実数成分に対するｘの虚数成分の比のアークタンジェント、すなわちＡｒｇ（ｘ）＝ａｒｃｔａｎ［Ｉｍ（ｘ）／Ｒｅ（ｘ）］
ＧＤは、検出器利得であり、すなわち、ＧＤ＝２π・Ｌ1／ｆsamp
Δｆlは、ｌ番目のパイロット−１シーケンスについての周波数誤り推定
である。
【００８１】
検出可能な周波数誤りの範囲は、以下のように与えられ得る。
【数３】
2011055519.tif 000005
【００８２】
ただし、ｆsampは、入力サンプルレートである。式（２）は、検出される周波数誤りの範囲は、パイロット−１シーケンスの長さに、依存、および反比例する。周波数誤り推定器１９１２は、フレーム検出器要素１００内で実現されることができ、より具体的には、遅延相関器要素１１０を用いて実現されることができる。なぜなら、累積された相関結果は、加算器５２４からも利用可能だからである。
【数４】
2011055519.tif 000006
【００８３】
フレーム検出および周波数誤り推定が、パイロット−１ＯＦＤＭシンボルに基づいて、異なる手法で行われてもよい。例えば、フレーム検出は、パイロット−１ＯＦＤＭシンボルについての入力サンプルと基地局で生成された実際のパイロット−１シーケンスとの間の直接相関を求めることによって、達成されることができる。この直接相関は、各強信号（またはマルチパス）に対して高い相関結果をもたらす。２つ以上のマルチパスまたはピークが、ある基地局について求められ得るので、無線装置は、検出されたピークに対して後処理を行ってタイミング情報を取得することになる。フレーム検出は、遅延された相関および直接相関の組み合わせを用いて達成されてもよい。
【００８４】
図２０は、シンボルタイミング検出器１９２０の実施形態のブロック図を示している。シンボルタイミング検出器１９２０は、パイロット−２ＯＦＤＭシンボルに基づいてタイミング同期を取る。シンボルタイミング検出器１９２０内において、サンプルバッファ２０１２は、受信器ユニット１３５４から入力サンプルを受信し、パイロット−２ＯＦＤＭシンボルについてのＬ2個の入力サンプルの「サンプル」窓を保存する。サンプルウィンドウの開始は、フレーム検出器１００からのフレームタイミングに基づいてユニット２０１０によって決定される。
【００８５】
図２１ａは、パイロット−２ＯＦＤＭシンボルについての処理のタイミング図を示している。フレーム検出器１００は、パイロット−１ＯＦＤＭシンボルに基づいて粗（大まかな）シンボルタイミング（ＴCとして示されている）を提供する。パイロット−２ＯＦＤＭシンボルは、長さがＬ2のＳ2個の同一のパイロット−２シーケンス（例えば、Ｎ＝４０９６、Ｌ2＝２０４８の場合、長さが２０４８の２つのパイロット−２シーケンス）を含んでいる。Ｌ2個の入力サンプルの窓は、パイロット−２ＯＦＤＭシンボル用のサンプルバッファ９１２によって、サンプル期間Ｔwから収集を開始される。サンプル窓の開始は、粗シンボルタイミングから所期オフセットＯＳinitだけ遅延される。すなわち、ＴW＝ＴC＋ＯＳinitである。初期オフセットは、正確である必要はなく、１つの完全なパイロット−２シーケンスがサンプルバッファ２０１２で収集されることが確実になるように選択される。初期オフセットは、パイロット−２ＯＦＤＭシンボルについての処理が次のＯＦＤＭシンボルの到着前に完了でき且つパイロット−２ＯＦＤＭシンボルから取得されたシンボルタイミングがこの次のＯＦＤＭシンボルに適用されるように、選択されてもよい。
【００８６】
図２０に戻って、ＤＦＴユニット２０１４は、サンプルバッファ２０１２によって収集されたＬ2個の入力サンプルに対してＬ2点ＤＦＴを実行し、Ｌ2個の受信されたパイロットシンボルについてのＬ2個の周波数領域値を供給する。サンプル窓の開始が、パイロット−２ＯＦＤＭシンボルの開始と一致していない場合（すなわち、ＴW≠ＴS）、チャネルインパルス応答は、循環的にシフトされている。これは、チャネルインパルス応答の前端が後端と重なっている（wrap around）ことを意味する。パイロット復調ユニット２０１６は、各パイロットサブバンドｋについての受信されたパイロットシンボルＲkをこのサブバンドについての既知のパイロットシンボルの複素共役Ｐk*で乗ずる、すなわちＲk・Ｐk*によって、Ｌ2個の受信されたパイロットシンボルに施された変調を取り除く。ユニット２０１６は、また、非使用のサブバンドについての受信されたパイロットシンボルをゼロシンボルへと設定する。次に、ＩＤＦＴユニット２０１８は、Ｌ2個のパイロット復調されたシンボルに対してＬ2点ＩＤＦＴを実行し、Ｌ2個の時間領域値を供給する。Ｌ2個の時間領域値は、基地局１１０と無線装置１５０との間の通信チャネルのインパルス応答のＬ2個のタップである。
【００８７】
図２１ｂは、ＩＤＦＴユニット２０１８からのＬ2タップチャネルインパルス応答を示している。Ｌ2個のタップのそれぞれは、このタップ遅延における複素共役増幅率と関連付けされている。チャネルインパルス応答は、循環的にシフトされているかもしれず、このことは、チャネルインパルス応答の最後尾部がＩＤＦＴユニット２０１８からの出力の初期部と重なり、ここに現れていることを意味する。
【００８８】
図２０に戻って、シンボルタイミング探索器２０２０は、チャネルインパルス応答のエネルギー内のピークを探索することによって、シンボルタイミングを判断する。ピーク検出は、図２１ｂに示すように、「検出」窓をチャネルインパルス応答に沿ってずらすことによって達成されることができる。検出窓の大きさは、後述のように決定することができる。各窓の開始位置において、検出窓内に収まっている全てのタップのエネルギーが計算される。
【００８９】
図２１ｃは、異なる窓開始位置でのチャネルタップのエネルギーのプロットを示している。検出窓は、右に向かって循環的に、検出窓の右端がインデックスＬ2での最後のタップに達した際に、窓がインデックス１における最初のタップと重なるように、シフトされる。このように、エネルギーが、各窓開始位置についてのチャネルタップと同じ数について収拾される。
【００９０】
検出窓のサイズＬWは、システムの予想される遅延広がりに基づいて選択され得る。無線装置における遅延広がりは、無線装置において最も早く到達した信号要素と最も遅く到達した信号要素との間の時間差である。システムの遅延広がりは、システム内の全ての無線装置間の最大の遅延広がりである。検出窓サイズが、システムの遅延広がり以上である場合、検出窓は、適切に並べられた際にチャネルインパルス応答の全てのエネルギーを捕捉することになる。検出窓サイズＬWは、チャネルインパルス応答の開始の検出が曖昧になることを回避するために、Ｌ2の半分以下に選択されてもよい（すなわちＬＷ≦Ｌ2／２）。チャネルインパルス応答の開始は、（１）全てのＬ2窓開始位置中のピークエネルギーを判断すること、（２）複数の窓開始位置が同じピークエネルギーを持っている場合にピークエネルギーを伴った最も右の窓開始位置を特定すること、によって検出されることができる。異なる窓開始位置についてのエネルギーが平均化または濾波されて、雑音チャネル中でのチャネルインパルス応答の開始のより正確な推定値を取得することもできる。いずれにせよ、チャネルインパルス応答の開始は、ＴBと称され、サンプル窓の開始とチャネルインパルス応答との間のオフセットは、ＴOS＝ＴB−ＴWである。精密シンボルタイミングは、チャネルインパルス応答の始点ＴBが一旦決定されれば、一様に計算されることができる。
【００９１】
図２１ａを参照すると、精密シンボルタイミングは、受信されたＯＦＤＭシンボルの開始位置を示している。精密シンボルタイミングＴSが用いられて、続いて受信されるＯＦＤＭのそれぞれについての「ＤＦＴ」窓を正確且つ適切に配置することができる。ＤＦＴ窓は、受信されたＯＦＤＭシンボルのそれぞれについて収集を行うために（Ｎ＋Ｃ個の入力サンプルのうちの）具体的なＮ個のサンプルを意味している。ＤＦＴ窓中のＮ個の入力サンプルがＮ点ＤＦＴによって変形されて、受信されたＯＦＤＭシンボルについてのＮ個の受信されたデータ／パイロットシンボルが得られる。受信されたＯＦＤＭシンボルのそれぞれについてＤＦＴ窓を正確に配置することは、（１）先行するまたは次のＯＦＤＭシンボルからのシンボル間干渉（ＩＳＩ）、（２）チャネル推定の悪化（例えば、ＤＦＴを不適切に配置することは誤ったチャネル推定に繋がる）、（３）サイクリックプリフィックスに依存する、処理（例えば、周波数追尾ループ、自動利得制御（ＡＧＣ）等）中の誤り、（４）他の悪影響、を回避するために必要である。
【００９２】
パイロット−２ＯＦＤＭシンボルが用いられて、より正確な周波数誤り推定を得ることもできる。例えば、周波数誤りは、パイロット−２シーケンスを用いて、式（３）に基づいて推定されることができる。この場合、パイロット−２シーケンスについての（Ｌ1サンプルの代わりに）Ｌ2サンプルに亘る加算が実行される。
【００９３】
ＩＤＦＴユニット２０１８からのチャネルインパルス応答が用いられて、基地局１３１０と無線装置１３５０との間の通信チャネルについての周波数応答推定を導き出すことができる。ユニット２０２２は、Ｌ2タップチャネルインパルス応答を受信し、このチャネルインパルス応答を、チャネルインパルス応答の開始がインデックス１に位置するように循環的にシフトし、循環的にシフトされたチャネルインパルス応答の後に適当な数のゼロを挿入し、Ｎタップチャネルインパルス応答を供給する。次に、ＤＦＴユニット２０２４は、Ｎタップチャネルインパルス応答に対してＮ点ＤＦＴを実行し、周波数応答推定を供給する。この周波数応答推定は、Ｎ個の全サブバンドについてのＮ個の複素チャネル利得率からなる。ＯＦＤＭ復調器１３６０は、後のＯＦＤＭシンボル中の受信されたデータシンボルを検出するために周波数応答推定を用いることができる。チャネル推定は、他の手法において導き出されてもよい。
【００９４】
図２２は、ＴＤＭ、ＦＤＭパイロットの組み合わせを用いたパイロット送信手法を示している。基地局１３１０は、無線装置による初期捕捉を容易にするために、各スーパーフレームにおいてＴＤＭパイロット−１、２を送信し得る。ＴＤＭパイロットについてのオーバーヘッドは、２つのＯＦＤＭシンボルであり、これはスーパーフレームの大きさに比べて小さい。基地局１３１０は、各スーパーフレーム中の全て、ほとんど、または幾つかの残りのＯＦＤＭシンボルにおいてＦＤＭパイロットを送信することもできる。図２２に示される実施形態について、ＦＤＭパイロットは、パイロットシンボルが偶数番目のシンボル期間中の１つのサブバンド群上で送信され、奇数番目のシンボル期間中の別のサブバンド群上で送信されるように、サブバンド群で交互に送信される。各群は、チャネル推定および場合によっては無線装置による周波数および時間追尾をサポートするのに十分な数（Ｌfdm）のサブバンドを含んでいる。各群中のサブバンドは、Ｎ個の全サブバンドに亘って均等に分布しており、Ｓfdm＝Ｎ／Ｌfdm個のサブバンドによって隔離されている。また、１つの群中のサブバンドは、他の群中のサブバンドに対して、ずらされ、すなわちオフセットされるようにすることができる。例として、Ｎ＝４０９６、Ｌfdm＝５１２、Ｓfdm＝８であり、２つの群中のサブバンドは、４個のサブバンドだけずらされ得る。概して、ＦＤＭパイロットに対して、あらゆる数のサブバンドが用いられることができ、各群は、任意の数のサブバンドおよび全Ｎ個のサブバンドのうちの任意の１つを含み得る。
【００９５】
無線装置は、ＴＤＭパイロット−１、２を、初期同期取得、例えば（続くＯＦＤＭについて適切にＤＦＴ窓を配置するために）フレーム同期取得、周波数オフセット推定、精密シンボルタイミング取得を行うために用い得る。無線装置は、例えば基地局に始めてアクセスするとき、データの送受信を始めてまたは長期間の不動作の後に行うとき、初めて電源を投入されたとき等に、初期同期取得を行うことができる。
【００９６】
無線装置は、上記のように、パイロット−１シーケンスの遅延された相関を行って、パイロット−１ＯＦＤＭシンボルの存在、ひいてはスーパーフレームの開始を検出することができる。次に、無線装置は、パイロット−１シーケンスを用いて、パイロット−１ＯＦＤＭシンボル中の周波数誤りを推定し、パイロット−２ＯＦＤＭシンボルの受信前にこの誤りを訂正することができる。パイロット−１ＯＦＤＭシンボルは、データＯＦＤＭシンボルのサイクリックプリフィックス構造を用いた従来の方法よりも、大きな周波数誤りを推定すること、および次の（パイロット−２）ＯＦＤＭシンボルについて高い信頼性でＤＦＴ窓を配置すること、を可能とする。よって、パイロット−１ＯＦＤＭシンボルは、大きなマルチパス遅延広がりを伴った無線チャネルに対して、改善された性能をもたらすことができる。
【００９７】
無線装置は、パイロット−２シンボルを用いて、精密シンボルタイミングを取得して、続く受信されたＯＦＤＭシンボルについてより正確にＤＦＴ窓を配置することができる。無線装置は、パイロット−２ＯＦＤＭシンボルを用いて、チャネル推定および周波数推定を得ることもできる。パイロット−２ＯＦＤＭシンボルは、精密タイミングをより早くより正確に決定し、ＤＦＴ窓を適切に配置することを可能とする。
【００９８】
無線装置は、ＦＤＭパイロットを用いて、チャネル推定および時刻追尾を行い、場合によっては周波数追尾を行うことができる。無線装置は、上記のように、パイロット−２シンボルに基づいて初期チャネル推定を取得することができる。無線装置は、図１１に示すように、特にＦＤＭパイロットがスーパーフレームを横断して送信される場合、ＦＤＭパイロットを用いてより正確なチャネル推定を得ることもできる。無線装置は、ＦＤＭパイロットを用いて、受信されたシンボル中の周波数誤りを訂正することができる周波数追尾ループを更新することもできる。無線装置は、さらに、ＦＤＭパイロットを用いて、入力サンプル中の（例えば、通信チャネルのチャネルインパルス応答中の変動に起因する）タイミング変動を補償できる時間追尾ループを更新することもできる。
【００９９】
本明細書で説明された同期取得技術は、様々な手段で実現され得る。例えば、これらの技術は、ハードウェア、ソフトウェア、これらの組み合わせによって実現され得る。ハードウェアで実現するには、基地局で同期取得をサポートするために用いられる処理ユニット（例えば、ＴＸデータおよびパイロットプロセッサ１２０）は、１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラム可能論理回路（ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、本明細書に記載された機能を実行するよう設計された他の電子ユニット、これらの組み合わせの１つ以上において実現され得る。同期取得を実行するために用いられる無線装置での処理ユニット（例えば、同期取得およびチャネル推定ユニット１８０）も、１つ以上のＡＳＩＣ、ＤＳＰ等において実現され得る。
【０１００】
ソフトウェアで実現するには、同期取得技術は、本明細書において説明される様々な機能を実行するプログラムモジュール（例えば、ルーチン、プログラム、コンポーネント、手順、機能、データ構造、スキーマ）の組み合わせで実現され得る。ソフトウェアコードは、メモリユニット（例えば図１３のメモリユニット１３９２）内に保存され、プロセッサ（例えばコントローラ１９０）によって実行されることが可能である。メモリユニットは、プロセッサ内でまたはプロセッサの外部で実現されることができる。また、当業者は、主題の発明的方法は、他のコンピュータシステム構成を用いて実行されることを理解するであろう。このようなコンピュータシステム構成は、シングルプロセッサまたはマルチプロセッサコンピュータシステム、ミニコンピュータ装置、メインフレームコンピュータ、パーソナルコンピュータ、携帯用コンピュータ装置、マイクロプロセッサに基づいたまたはプログラム可能な消費者用電子装置等も含んでいる。
【０１０１】
本明細書で用いられているＯＦＤＭは、使用者がＯＦＤＭチャネルを共用する直交周波数分割多重アクセスを含み得る。
【０１０２】
ここまでになされた記載は、様々な側面および実施形態の例を含んでいる。もちろん、要素および方法の考え得る全ての組み合わせを記載することは不可能である。これらの実施形態に対する様々な変形は、当業者にとって容易に明確になるであろうし、本明細書で定義された包括的な原理は、上記の実施形態の思想および範疇から逸脱することなく他の実施形態に適用され得る。よって、開示された実施形態は、示された側面および実施形態に限定されることを意図されておらず、本明細書において開示されている原理、新規な特徴、技術と整合する最も広い範囲に一致する。また、「含む」という文言は、発明を実施するための最良の形態および請求の範囲において用いられているが、この文言は、「具備する」が請求の範囲において移行句として用いられた際と同様の意味に解釈されるインクルーシブ（inclusive)なものであることが意図されている。
【図１】
2011055519.tif 000007
【図２ａ】
2011055519.tif 000008
【図２ｂ】
2011055519.tif 000009
【図３】
2011055519.tif 000010
【図４】
2011055519.tif 000011
【図５】
2011055519.tif 000012
【図６】
2011055519.tif 000013
【図７】
2011055519.tif 000014
【図８】
2011055519.tif 000015
【図９】
2011055519.tif 000016
【図１０ａ】
2011055519.tif 000017
【図１０ｂ】
2011055519.tif 000018
【図１１】
2011055519.tif 000019
【図１２】
2011055519.tif 000020
【図１３】
2011055519.tif 000021
【図１４】
2011055519.tif 000022
【図１５ａ】
2011055519.tif 000023
【図１５ｂ】
2011055519.tif 000024
【図１６】
2011055519.tif 000025
【図１７】
2011055519.tif 000026
【図１８ａ】
2011055519.tif 000027
【図１８ｂ】
2011055519.tif 000028
【図１９】
2011055519.tif 000029
【図２０】
2011055519.tif 000030
【図２１ａ】
2011055519.tif 000031
【図２１ｂ】
2011055519.tif 000032
【図２１ｃ】
2011055519.tif 000033
【図２２】
2011055519.tif 000034
【手続補正書】
【提出日】平成22年11月1日(2010.11.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも幾つかがパイロットシンボルと関連付けされた入力信号のストリームを受信し、
前記信号と前記信号の遅延された複製とから相関曲線を形成する相関出力を生成し、
前記相関出力から前記相関曲線の見込み立ち上がりを検出し、見込み立ち上がりを検出することは、
相関出力を閾値と比較し、
前記出力が前記閾値以上である場合にカウンタを増分し、
前記カウンタを解析して、前記カウンタが所定値と等しいかを判断する、
ことを具備し、
相関出力から立ち上がりを確認し、
相関出力から前記曲線の立ち下がりを検出する、
ことを具備する初期フレーム検出および同期取得方法。
【請求項２】
前記所定値が６４である、請求項１の方法。
【請求項３】
立ち上がりの検出を確認することが、平坦部と立ち下がりの少なくとも一方を検出することを含む、請求項１の方法。
【請求項４】
少なくとも幾つかがパイロットシンボルと関連付けされた入力信号のストリームを受信し、
前記信号と前記信号の遅延された複製とから相関曲線を形成する相関出力を生成し、
前記相関出力から前記相関曲線の見込み立ち上がりを検出し、
相関出力から立ち上がりを確認し、立ち上がりの検出を確認することは平坦部と立ち下がりの少なくとも一方を検出することを含み、前記平坦部は前記相関器値が閾値以上である回数を計数することによって検出され、
相関出力から前記曲線の立ち下がりを検出する、
ことを具備する初期フレーム検出および同期取得方法。
【請求項５】
少なくとも幾つかがパイロットシンボルと関連付けされた入力信号のストリームを受信し、
前記信号と前記信号の遅延された複製とから相関曲線を形成する相関出力を生成し、
前記相関出力から前記相関曲線の見込み立ち上がりを検出し、
相関出力から立ち上がりを確認し、立ち上がりの検出を確認することは平坦部と立ち下がりの少なくとも一方を検出することを含み、
相関出力から前記曲線の立ち下がりを検出し、前記立ち下がりは前記相関器出力が閾値未満である回数を計数することによって検出される、
ことを具備する初期フレーム検出および同期取得方法。
【請求項６】
少なくとも幾つかがパイロットシンボルと関連付けされた入力信号のストリームを受信し、
前記信号と前記信号の遅延された複製とから相関曲線を形成する相関出力を生成し、
前記相関出力から前記相関曲線の見込み立ち上がりを検出し、
相関出力から立ち上がりを確認し、立ち上がりの検出を確認することは、
前記相関値が閾値以上の場合に第１のカウンタを増分し、
前記相関値が前記閾値未満の場合に第２のカウンタを増分するとともに、そうでない場合に前記第２のカウンタをゼロに設定し、
前記第１および第２のカウンタの値を検査して何が受信されているのかを解読する、
ことを具備し、
相関出力から前記曲線の立ち下がりを検出する、
ことを具備する初期フレーム検出および同期取得方法。
【請求項７】
前記第１のカウンタが前記第２のカウンタに実質的に等しいとき、誤った立ち上がりが検出される、請求項６の方法。
【請求項８】
前記第２のカウンタがゼロのときの時刻を、精密タイミングアルゴリズムによる利用のために、保存することをさらに具備する、請求項６の方法。
【請求項９】
受信され且つ相関された新たなサンプルごとに第３のカウンタを増分することをさらに具備する、請求項６の方法。
【請求項１０】
前記第３のカウンタが平坦部の全体が受信されたことと前記第２のカウンタがゼロを超えていることを示すときに前記立ち下がりが観察される、請求項９の方法。
【請求項１１】
平坦部または立ち下がりの検出を宣言する前に、前記第１のカウンタの値が雑音の変動（tempering）効果のないときの前記第１のカウンタの値の半分以上であることを要求することをさらに具備する、請求項６の方法。
【請求項１２】
前記立ち下がりの検出の前に周波数ロックループを周期的に更新することをさらに具備する、請求項１の方法。
【請求項１３】
少なくとも幾つかがパイロットシンボルと関連付けされた入力信号のストリームを受信し、
前記信号と前記信号の遅延された複製とから相関曲線を形成する相関出力を生成し、
前記相関出力から前記相関曲線の見込み立ち上がりを検出し、
相関出力から立ち上がりを確認し、
相関出力から前記曲線の立ち下がりを検出し、前記立ち下がりを検出することは、
前記相関の値が閾値未満のときに第１のカウンタを増分するとともに、そうでないときに前記第１のカウンタをゼロに設定し、
前記第１のカウンタが所定値であるかを判断する、
ことを具備する、
ことを具備する初期フレーム検出および同期取得方法。
【請求項１４】
前記所定値が３２である、請求項１３の方法。
【請求項１５】
前記第１のカウンタがゼロのときの時刻を、精密タイミングアルゴリズムによる使用のために保存することをさらに具備する、請求項１３の方法。
【請求項１６】
サンプルが受信される度に第２のカウンタを増分して、所定数のサンプルの後の立ち下がりの検出処理のタイムアウト処理を助長する、ことをさらに具備する、請求項１３の方法。
【請求項１７】
前記パイロットシンボルがＴＤＭシンボルである、請求項１の方法。
【請求項１８】
少なくとも複数の無線シンボルを送信する同報通信信号を受信し、
第１のパイロットシンボルと関連付けされた相関器出力の見込み立ち上がりを検出し、前記見込み立ち上がりは、遅延相関器の出力を解析して、前記出力が所定の回数に亘って連続して閾値を超えているかを判断することによって検出される、
相関器出力の平坦部を検出することによって立ち上がりの検出を確認し、
前記相関器出力の立ち下がりを検出する、
ことを具備する、コンピュータにより実行される、フレーム同期および初期シンボルタイミング捕捉方法。
【請求項１９】
前記無線シンボルがＯＦＤＭシンボルである、請求項１８の方法。
【請求項２０】
前記パイロットシンボルがＴＤＭパイロットシンボルである、請求項１８の方法。
【請求項２１】
少なくとも複数の無線シンボルを送信する同報通信信号を受信し、
第１のパイロットシンボルと関連付けされた相関器出力の見込み立ち上がりを検出し、
相関器出力の平坦部を検出することによって立ち上がりの検出を確認し、
前記相関器出力の立ち下がりを検出し、
前記平坦部の観察の間に、周波数ループを周期的に更新する、
ことを具備する、コンピュータにより実行される、フレーム同期および初期シンボルタイミング捕捉方法。
【請求項２２】
立ち下がりの検出の直前の時刻を保存することをさらに具備し、
前記時刻は、第２のパイロットシンボルのサンプルの具体的な数に関連する、
請求項２１の方法。
【請求項２３】
前記第２のパイロットシンボルがＴＤＭパイロットシンボルである、請求項２２の方法。
【請求項２４】
前記周波数ループを追尾モードに切り替えることをさらに具備する、請求項２２の方法。
【請求項２５】
前記第２のパイロットシンボルと前記保存された時刻を用いて精密タイミングを捕捉することをさらに具備する、請求項２４の方法。
【請求項２６】
少なくとも複数の無線シンボルを送信する同報通信信号を受信し、
第１のパイロットシンボルと関連付けされた相関器出力の見込み立ち上がりを検出し、
相関器出力の平坦部を検出することによって立ち上がりの検出を確認し、前記平坦部を検出することは、
新たな信号サンプルを前記新たな信号サンプルの遅延された複製と相関させることによって相関出力を生成し、
前記相関出力を閾値と比較し、
前記相関出力が前記閾値以上であるときにカウンタを増分する、
ことを具備し、前記カウンタの値は前記カウンタの値が理想的な環境において検出されるであろう値の少なくとも半分であるときに検出される、
前記相関器出力の立ち下がりを検出する、
ことを具備する、コンピュータにより実行される、フレーム同期および初期シンボルタイミング捕捉方法。
【請求項２７】
少なくとも複数の無線シンボルを送信する同報通信信号を受信し、
第１のパイロットシンボルと関連付けされた相関器出力の見込み立ち上がりを検出し、
相関器出力の平坦部を検出することによって立ち上がりの検出を確認し、
前記相関器出力の立ち下がりを検出し、前記立ち下がりを検出することは、
新たな信号サンプルを遅延された前記新たな信号サンプルの複製と相関させることによって相関出力を生成し、
相関出力のそれぞれを閾値と比較し、
前記相関出力が前記閾値未満であるときにカウンタを増分するとともに、そうでないときに前記ランカウンタをゼロに設定する、
ことを具備し、前記第２のカウンタが所定値以上であるときに平坦部が検出される、
ことを具備する、コンピュータにより実行される、フレーム同期および初期シンボルタイミング捕捉方法。
【請求項２８】
少なくとも幾つかがパイロットシンボルと関連付けされた同報通信入力信号のストリームを受信し、
前記信号と前記信号の遅延された複製とから時間に亘る相関曲線を形成する相関出力を生成し、
前記相関曲線の立ち上がりを検出し、前記立ち上がりを検出することは、
相関出力を閾値と比較し、
前記出力が前記閾値以上である場合にカウンタを増分するとともに、そうでない場合に前記カウンタをゼロに設定し、
前記カウンタを評価して、前記カウンタが所定値と等しいかを判断する、
ことを具備する、
前記相関曲線の平坦部を検出し、
前記曲線の立ち下がりを検出する、
ことを具備する、コンピュータにより実行される、初期無線シンボルフレーム検出および粗シンボルタイミング捕捉方法。
【請求項２９】
前記パイロットシンボルがＯＦＤＭパイロットシンボルである、請求項２８の方法。
【請求項３０】
前記平坦部を検出することが、
前記相関出力を閾値と比較し、
前記相関出力が前記閾値以上であるときに第２のカウンタを増分し、
前記カウンタ値を調べて、前記値が理想的な環境で予想される値である所定値以上であるかを判断する、
ことを具備する、請求項２８の方法。
【請求項３１】
周波数ループを周期的に更新して、信号周波数オフセットを補償することをさらに具備する、請求項３０の方法。
【請求項３２】
前記立ち下がりを検出することが、
前記相関値が前記閾値未満であるとき第３のカウンタを増分するとともに、そうでないときに前記カウンタをゼロに設定し、
前記カウンタが所定値であるかおよび所定値となったときを判断する、
ことを具備する、請求項３０の方法。
【請求項３３】
前記第３のカウンタがゼロのときの時刻を保存することをさらに具備する、請求項３２の方法。
【請求項３４】
入力サンプルのストリームを受信し、入力サンプルを前記入力サンプルの遅延された複製と相関させ、相関曲線を形成する複数の出力を生成する遅延相関器要素と、
出力を受信し、前記出力を閾値と比較し、前記相関曲線の見込み立ち上がりを検出した場合に信号を生成する立ち上がり要素と、前記立ち上がり要素は前記出力が所定数連続するサンプルに亘って前記閾値以上を維持しているときに前記信号を生成するように構成されている、
前記立ち上がり要素からの前記信号を受信した際に、さらなる出力を前記閾値と比較して前記立ち上がりが検出されたことを確認する確認要素と、
前記確認要素からの信号を受信した際に、さらなる出力を前記閾値と比較して前記相関曲線の前記立ち下がりの位置を特定する立ち下がり要素と、
を具備するフレーム検出および同期取得システム。
【請求項３５】
前記サンプルの連続数が６４である、請求項３４のシステム。
【請求項３６】
入力サンプルのストリームを受信し、入力サンプルを前記入力サンプルの遅延された複製と相関させ、相関曲線を形成する複数の出力を生成する遅延相関器要素と、
出力を受信し、前記出力を閾値と比較し、前記相関曲線の見込み立ち上がりを検出した場合に信号を生成する立ち上がり要素と、
前記立ち上がり要素からの前記信号を受信した際に、さらなる出力を前記閾値と比較して前記立ち上がりが検出されたことを確認する確認要素と、前記確認要素は、
前記出力が前記閾値以上であるときの回数を保存するヒットカウンタと、
前記出力が前記閾値未満である連続数を保存するランカウンタと、
出力を受信し、出力を閾値と比較し、カウンタを増分する処理要素と、
を具備し、
前記確認要素からの信号を受信した際に、さらなる出力を前記閾値と比較して前記相関曲線の前記立ち下がりの位置を特定する立ち下がり要素と、
を具備するフレーム検出および同期取得システム。
【請求項３７】
前記ランカウンタおよび前記ヒットカウンタが、立ち上がりが検出されていなかったことを示す、請求項３６のシステム。
【請求項３８】
前記ランカウンタが１２８以上の値を有し、前記ヒットカウンタが４００未満の値を有する、請求項３７のシステム。
【請求項３９】
前記ランカウンタおよび前記ヒットカウンタが、前記立ち上がり要素による前記立ち上がりの検出が遅かったことを示す、請求項３６のシステム。
【請求項４０】
前記ランカウンタが７６８以上であって、前記ヒットカウンタが４００を超えている、請求項３９のシステム。
【請求項４１】
生成され且つ解析された出力値の数を保存するインターバルカウンタをさらに具備する、請求項３６のシステム。
【請求項４２】
前記インターバルカウンタおよび前記ランカウンタが、前記相関曲線の立ち下がりの検出を示す、請求項４１のシステム。
【請求項４３】
前記インターバルカウンタが４３５２を超えており、前記ランカウンタがゼロを超えている、請求項４２のシステム。
【請求項４４】
前記インターバルカウンタによって示されている１２８出力ごとに周波数ロックループを更新する要素をさらに具備する、請求項４１のシステム。
【請求項４５】
前記確認要素が、前記ランカウンタがゼロのときの時刻を保存するように構成されている、請求項４１のシステム。
【請求項４６】
入力サンプルのストリームを受信し、入力サンプルを前記入力サンプルの遅延された複製と相関させ、相関曲線を形成する複数の出力を生成する遅延相関器要素と、
出力を受信し、前記出力を閾値と比較し、前記相関曲線の見込み立ち上がりを検出した場合に信号を生成する立ち上がり要素と、
前記立ち上がり要素からの前記信号を受信した際に、さらなる出力を前記閾値と比較して前記立ち上がりが検出されたことを確認する確認要素と、
前記確認要素からの信号を受信した際に、さらなる出力を前記閾値と比較して前記相関曲線の前記立ち下がりの位置を特定する立ち下がり要素と、前記立ち下がり要素は、
前記相関値が前記閾値未満である連続数を保存するランカウンタと、
前記相関値を受信し、前記相関値を前記閾値と比較し、立ち下がりの検出を示すランカウンタの値を増分するプロセッサと、
を具備する、
を具備するフレーム検出および同期取得システム。
【請求項４７】
前記ランカウンタの値が３２のときに前記立ち下がり要素が立ち下がりを検出する、請求項４６のシステム。
【請求項４８】
新たな相関値が受信される度に増分され、前記立ち下がりの探知のタイムアウト処理に用いられるインターバルカウンタをさらに具備する、請求項４６のシステム。
【請求項４９】
前記インターバルカウンタが８×１２８以上のときに、前記立ち下がりの探知をタイムアウトにする要素をさらに具備する、請求項４８のシステム。
【請求項５０】
前記立ち下がり要素が、前記ランカウントがゼロのときの時刻を保存する、請求項４８のシステム。
【請求項５１】
複数の無線シンボルフレームと、パイロットシンボルを具備する少なくとも１つのフレームを含んだ同報通信送信を受信する受信器要素と、
前記パイロットシンボルの検出によってフレームの開始を特定するフレーム検出器要素と、前記フレーム検出器要素は、
第１のプログラム可能値、閾値、前記相関器出力に基づいて相関曲線の立ち上がりを検出する立ち上がり要素と、
第２のプログラム可能値、前記閾値、前記相関器出力に基づいて前記相関曲線の平坦部を識別する平坦部要素と、
第３のプログラム可能値、前記閾値、相関器出力に基づいて前記相関曲線の立ち下がりを検出する立ち下がり要素と、
を具備する、
受信された信号と前記受信された信号の遅延された形態とから時間に亘る相関曲線を生成する出力値を生成する相関器と、
を具備する無線装置。
【請求項５２】
前記無線シンボルフレームがＯＦＤＭフレームである、請求項５１の装置。
【請求項５３】
前記パイロットシンボルがＴＤＭパイロットシンボルである、請求項５１の装置。
【請求項５４】
立ち下がり要素が、前記相関器出力が前記第１のプログラム可能値以上の回数に亘って連続して前記閾値以上であるときに立ち上がりを検出するように構成されている、請求項５１の装置。
【請求項５５】
前記平坦部要素が、前記相関器出力が前記第２のプログラム可能値以上の回数に亘って前記閾値以上であるときに平坦部を検出するように構成されている、請求項５４の装置。
【請求項５６】
前記立ち下がり要素が、前記相関器出力が前記第３のプログラム可能値以上の回数に亘って連続して前記閾値未満であるときに前記立ち下がりを検出するように構成されている、請求項５５の装置。
【請求項５７】
少なくとも一部がパイロットシンボルと関連付けされた信号のストリームを受信するための手段と、
前記信号と前記信号の遅延された複製とから相関出力を生成するための手段と、
前記相関出力から立ち上がり、平坦部、立ち下がりを検出するための手段と、前記立ち上がりを検出するための手段は出力値を閾値と比較するための手段を具備し、前記立ち上がりは前記出力値が第１のプログラム可能な回数に亘って連続して前記閾値を超えるときに検出される、
を具備する初期フレーム検出システム。
【請求項５８】
前記パイロットシンボルがＴＤＭパイロットシンボルである、請求項５７のシステム。
【請求項５９】
平坦部を検出するための手段が、出力値を前記閾値と比較するための手段を具備し、
前記出力値が第２のプログラム可能な回数に亘って前記閾値以上であるときに前記平坦部が検出される、請求項５７のシステム。
【請求項６０】
大まかな周波数オフセットを検出する手段をさらに具備する、請求項５９のシステム。
【請求項６１】
平坦部の検出後で前記立ち下がりの初期検出前の時刻を保存する手段をさらに具備する、請求項６０のシステム。
【請求項６２】
立ち下がりを検出するための手段が、前記出力値を前記閾値と比較するための手段を具備し、
前記閾値が第３のプログラム可能な回数に亘って前記閾値未満であるときに前記立ち下がりが検出される、請求項５９のシステム。
【請求項６３】
信号サンプルと前記信号サンプルの遅延された複製とから相関メトリックを生成し、
前記メトリックを閾値と比較することによって、立ち上がり、平坦部、立ち下がりを検出し、
平坦部の検出とともに周波数オフセットを補償するために周波数ロックループを更新する、
ための命令を実行するマイクロプロセッサを具備する、初期フレーム検出および同期取得方法を実行するための装置。
【請求項６４】
前記メトリックが第１の所定回数に亘って連続して前記閾値を超えるときに立ち上がりが検出される、請求項６３の装置。
【請求項６５】
立ち上がりの検出後で前記メトリックが第２の所定回数に亘って前記閾値を超えるときに平坦部が検出される、請求項６４の装置。
【請求項６６】
前記メトリックが第３の所定回数に亘って連続して前記閾値未満であるときに前記立ち下がりが検出される、請求項６３の装置。
【請求項６７】
信号サンプルと前記信号サンプルの遅延された複製とから相関メトリックを生成し、
前記メトリックを閾値と比較することによって、立ち上がり、平坦部、立ち下がりを検出し、
前記平坦部の少なくとも一部の検出後で初期立ち下がりの検出前の時刻を保存する、
ための命令を実行するマイクロプロセッサを具備する、初期フレーム検出および同期取得方法を実行するための装置。
【手続補正書】
【提出日】平成22年11月25日(2010.11.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０２】
ここまでになされた記載は、様々な側面および実施形態の例を含んでいる。もちろん、要素および方法の考え得る全ての組み合わせを記載することは不可能である。これらの実施形態に対する様々な変形は、当業者にとって容易に明確になるであろうし、本明細書で定義された包括的な原理は、上記の実施形態の思想および範疇から逸脱することなく他の実施形態に適用され得る。よって、開示された実施形態は、示された側面および実施形態に限定されることを意図されておらず、本明細書において開示されている原理、新規な特徴、技術と整合する最も広い範囲に一致する。また、「含む」という文言は、発明を実施するための最良の形態および請求の範囲において用いられているが、この文言は、「具備する」が請求の範囲において移行句として用いられた際と同様の意味に解釈されるインクルーシブ（inclusive)なものであることが意図されている。
以下に、本願出願時の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］少なくとも幾つかがパイロットシンボルと関連付けされた入力信号のストリームを受信し、
前記信号と前記信号の遅延された複製とから相関曲線を形成する相関出力を生成し、
前記相関出力から前記相関曲線の見込み立ち上がりを検出し、
相関出力から立ち上がりを確認し、
相関出力から前記曲線の立ち下がりを検出する、
ことを具備する初期フレーム検出および同期取得方法。
［２］前記見込み立ち上がりの検出が、
相関出力を閾値と比較し、
前記出力が前記閾値以下の場合にカウンタを増分し、
前記カウンタを解析して、前記カウンタが所定値と等しいかを判断する、
ことを具備する、［１］の方法。
［３］前記所定値が６４である、［２］の方法。
［４］立ち上がりの検出を確認することが、平坦部と立ち下がりの少なくとも一方を検出することを含む、［１］の方法。
［５］前記相関器値が閾値以上である回数を計数することによって、前記平坦部が検出される、［４］の方法。
［６］前記相関器出力が閾値未満である回数を計数することによって、前記立ち下がりが検出される、［４］の方法。
［７］立ち上がりの検出を確認することが、
前記相関値が閾値以上の場合に第１のカウンタを増分し、
前記相関値が前記閾値未満の場合に第２のカウンタを増分するとともに、そうでない場合に前記第２のカウンタをゼロに設定し、
前記第１および第２のカウンタの値を検査して何が受信されているのかを解読する、
ことを具備する、［１］の方法。
［８］前記第１のカウンタが前記第２のカウンタに実質的に等しいとき、誤った立ち上がりが検出される、［７］の方法。
［９］前記第２のカウンタがゼロのときの時刻を、精密タイミングアルゴリズムによる利用のために、保存することをさらに具備する、［７］の方法。
［１０］受信され且つ相関された新たなサンプルごとに第３のカウンタを増分することをさらに具備する、［７］の方法。
［１１］前記第３のカウンタが平坦部の全体が受信されたことと前記第２のカウンタがゼロを超えていることを示すときに前記立ち下がりが観察される、［１０］の方法。
［１２］平坦部または立ち下がりの検出を宣言する前に、前記第１のカウンタの値が雑音の変動（tempering）効果のないときの前記第１のカウンタの値の半分以上であることを要求することをさらに具備する、［７］の方法。
［１３］前記立ち下がりの検出の前に周波数ロックループを周期的に更新することをさらに具備する、［１］の方法。
［１４］前記立ち下がりを検出することが、
前記相関の値が閾値未満のときに第１のカウンタを増分するとともに、そうでないときに前記第１のカウンタをゼロに設定し、
前記第１のカウンタが所定値であるかを判断する、
ことを具備する、［１］の方法。
［１５］前記所定値が３２である、［１４］の方法。
［１６］前記第１のカウンタがゼロのときの時刻を、精密タイミングアルゴリズムによる使用のために保存することをさらに具備する、［１４］の方法。
［１７］サンプルが受信される度に第２のカウンタを増分して、所定数のサンプルの後の立ち下がりの検出処理のタイムアウト処理を助長する、ことをさらに具備する、［１４］の方法。
［１８］前記パイロットシンボルがＴＤＭシンボルである、［１］の方法。
［１９］少なくとも複数の無線シンボルを送信する同報通信信号を受信し、
第１のパイロットシンボルと関連付けされた相関器出力の見込み立ち上がりを検出し、
相関器出力の平坦部を検出することによって立ち上がりの検出を確認し、
前記相関器出力の立ち下がりを検出する、
ことを具備する、コンピュータにより実行されるタイミング推定方法。
［２０］前記無線シンボルがＯＦＤＭシンボルである、［１９］の方法。
［２１］前記パイロットシンボルがＴＤＭパイロットシンボルである、［１９］の方法。
［２２］遅延相関器の出力を解析して、前記出力が所定の回数に亘って連続して閾値を超えているかを判断することによって、前記見込み立ち上がりが検出される、［１９］の方法。
［２３］前記平坦部の観察の間に、周波数ループを周期的に更新することをさらに具備する、［１９］の方法。
［２４］立ち下がりの検出の直前の時刻を保存することをさらに具備し、
前記時刻は、第２のパイロットシンボルのサンプルの具体的な数に関連する、
［２３］の方法。
［２５］前記第２のパイロットシンボルがＴＤＭパイロットシンボルである、［２４］の方法。
［２６］前記周波数ループを追尾モードに切り替えることをさらに具備する、［２４］の方法。
［２７］前記第２のパイロットシンボルと前記保存された時刻を用いて精密タイミングを捕捉することをさらに具備する、［２６］の方法。
［２８］前記平坦部を検出することが、
新たな信号サンプルを前記新たな信号サンプルの遅延された複製と相関させることによって相関出力を生成し、
前記相関出力を閾値と比較し、
前記相関出力が前記閾値以上であるときにカウンタを増分する、
ことを具備し、前記カウンタの値が、前記カウンタの値が理想的な環境において検出されるであろう値の少なくとも半分であるときに前記平坦部が検出される、［１９］の方法。
［２９］前記立ち下がりを検出することが、
新たな信号サンプルを遅延された前記新たな信号サンプルの複製と相関させることによって相関出力を生成し、
相関出力のそれぞれを閾値と比較し、
前記相関出力が前記閾値未満であるときにカウンタを増分するとともに、そうでないときに前記ランカウンタをゼロに設定する、
ことを具備し、前記第２のカウンタが所定値以上であるときに平坦部が検出される、［１９］の方法。
［３０］少なくとも幾つかがパイロットシンボルと関連付けされた同報通信入力信号のストリームを受信し、
前記信号と前記信号の遅延された複製とから時間に亘る相関曲線を形成する相関出力を生成し、
前記相関曲線の立ち上がりを検出し、
前記相関曲線の平坦部を検出し、
前記曲線の立ち下がりを検出する、
ことを具備する、コンピュータにより実行される、初期無線シンボルフレーム検出および粗シンボルタイミング捕捉方法。
［３１］前記パイロットシンボルがＯＦＤＭパイロットシンボルである、［３０］の方法。
［３２］前記立ち上がりを検出することが、
相関出力を閾値と比較し、
前記出力が前記閾値以上である場合にカウンタを増分するとともに、そうでない場合に前記カウンタをゼロに設定し、
前記カウンタを評価して、前記カウンタが所定値と等しいかを判断する、
ことを具備する、［３０］の方法。
［３３］前記平坦部を検出することが、
前記相関出力を閾値と比較し、
前記相関出力が前記閾値以上であるときに第２のカウンタを増分し、
前記カウンタ値を調べて、前記値が理想的な環境で予想される値である所定値以上であるかを判断する、
ことを具備する、［３２］の方法。
［３４］周波数ループを周期的に更新して、信号周波数オフセットを補償することをさらに具備する、［３３］の方法。
［３５］前記立ち下がりを検出することが、
前記相関値が前記閾値未満であるとき第３のカウンタを増分するとともに、そうでないときに前記カウンタをゼロに設定し、
前記カウンタが所定値であるかおよび所定値となったときを判断する、
ことを具備する、［３３］の方法。
［３６］前記第３のカウンタがゼロのときの時刻を保存することをさらに具備する、［３５］の方法。
［３７］入力サンプルのストリームを受信し、入力サンプルを前記入力サンプルの遅延された複製と相関させ、相関曲線を形成する複数の出力を生成する遅延相関器要素と、
出力を受信し、前記出力を閾値と比較し、前記相関曲線の見込み立ち上がりを検出した場合に信号を生成する立ち上がり要素と、
前記立ち上がり要素からの前記信号を受信した際に、さらなる出力を前記閾値と比較して前記立ち上がりが検出されたことを確認する確認要素と、
前記確認要素からの信号を受信した際に、さらなる出力を前記閾値と比較して前記相関曲線の前記立ち下がりの位置を特定する立ち下がり要素と、
を具備するフレーム検出および同期取得システム。
［３８］前記立ち上がり要素が、前記出力が所定数連続するサンプルに亘って前記閾値以上を維持しているときに前記信号を生成するように構成されている、［３７］のシステム。
［３９］前記サンプルの連続数が６４である、［３８］のシステム。
［４０］前記確認要素が、
前記出力が前記閾値以上であるときの回数を保存するヒットカウンタと、
前記出力が前記閾値未満である連続数を保存するランカウンタと、
出力を受信し、出力を閾値と比較し、カウンタを増分する処理要素と、
を具備する、［３７］のシステム。
［４１］前記ランカウンタおよび前記ヒットカウンタが、立ち上がりが検出されていなかったことを示す、［４０］のシステム。
［４２］前記ランカウンタが１２８以上の値を有し、前記ヒットカウンタが４００未満の値を有する、［４１］のシステム。
［４３］前記ランカウンタおよび前記ヒットカウンタが、前記立ち上がり要素による前記立ち上がりの検出が遅かったことを示す、［４０］のシステム。
［４４］前記ランカウンタが７６８以上であって、前記ヒットカウンタが４００を超えている、［４３］のシステム。
［４５］生成され且つ解析された出力値の数を保存するインターバルカウンタをさらに具備する、［４０］のシステム。
［４６］前記インターバルカウンタおよび前記ランカウンタが、前記相関曲線の立ち下がりの検出を示す、［４５］のシステム。
［４７］前記インターバルカウンタが４３５２を超えており、前記ランカウンタがゼロを超えている、［４６］のシステム。
［４８］前記インターバルカウンタによって示されている１２８出力ごとに周波数ロックループを更新する要素をさらに具備する、［４５］のシステム。
［４９］前記確認要素が、前記ランカウンタがゼロのときの時刻を保存するように構成されている、［４５］のシステム。
［５０］前記立ち下がり要素が、
前記相関値が前記閾値未満である連続数を保存するランカウンタと、
前記相関値を受信し、前記相関値を前記閾値と比較し、立ち下がりの検出を示すランカウンタの値を増分するプロセッサと、
を具備する、［３７］のシステム。
［５１］前記ランカウンタの値が３２のときに前記立ち下がり要素が立ち下がりを検出する、［５０］のシステム。
［５２］新たな相関値が受信される度に増分され、前記立ち下がりの探知のタイムアウト処理に用いられるインターバルカウンタをさらに具備する、［５０］のシステム。
［５３］前記インターバルカウンタが８×１２８以上のときに、前記立ち下がりの探知をタイムアウトにする要素をさらに具備する、［５２］のシステム。
［５４］前記立ち下がり要素が、前記ランカウントがゼロのときの時刻を保存する、［５２］のシステム。
［５５］複数の無線シンボルフレームと、パイロットシンボルを具備する少なくとも１つのフレームを含んだ同報通信送信を受信する受信器要素と、
前記パイロットシンボルの検出によってフレームの開始を特定するフレーム検出器要素と、
を具備する無線装置。
［５６］前記無線シンボルフレームがＯＦＤＭフレームである、［５５］の装置。
［５７］前記パイロットシンボルがＴＤＭパイロットシンボルである、［５５］の装置。
［５８］受信された信号と前記受信された信号の遅延された形態とから時間に亘る相関曲線を生成する出力値を生成する相関器をさらに具備する、［５５］の装置。
［５９］前記フレーム検出器要素が、
第１のプログラム可能値、閾値、前記相関器出力に基づいて相関曲線の立ち上がりを検出する立ち上がり要素と、
第２のプログラム可能値、前記閾値、前記相関器出力に基づいて前記相関曲線の平坦部を識別する平坦部要素と、
第３のプログラム可能値、前記閾値、相関器出力に基づいて前記相関曲線の立ち下がりを検出する立ち下がり要素と、
を具備する、［５８］の装置。
［６０］立ち下がり要素が、前記相関器出力が前記第１のプログラム可能値以上の回数に亘って連続して前記閾値以上であるときに立ち上がりを検出するように構成されている、［５９］の装置。
［６１］前記平坦部要素が、前記相関器出力が前記第２のプログラム可能値以上の回数に亘って前記閾値以上であるときに平坦部を検出するように構成されている、［６０］の装置。
［６２］前記立ち下がり要素が、前記相関器出力が前記第３のプログラム可能値以上の回数に亘って連続して前記閾値未満であるときに前記立ち下がりを検出するように構成されている、［６１］の装置。
［６３］少なくとも一部がパイロットシンボルと関連付けされた信号のストリームを受信するための手段と、
前記信号と前記信号の遅延された複製とから相関出力を生成するための手段と、
前記相関出力から立ち上がり、平坦部、立ち下がりを検出するための手段と、
を具備する初期フレーム検出システム。
［６４］前記パイロットシンボルがＴＤＭパイロットシンボルである、［６３］のシステム。
［６５］前記立ち上がりを検出するための手段が、出力値を閾値と比較するための手段を具備し、
前記出力値が第１のプログラム可能な回数に亘って連続して前記閾値を超えるときに前記立ち上がりが検出される、［６３］のシステム。
［６６］平坦部を検出するための手段が、出力値を前記閾値と比較するための手段を具備し、
前記出力値が第２のプログラム可能な回数に亘って前記閾値以上であるときに前記平坦部が検出される、［６５］のシステム。
［６７］大まかな周波数オフセットを検出する手段をさらに具備する、［６６］のシステム。
［６８］平坦部の検出後で前記立ち下がりの初期検出前の時刻を保存する手段をさらに具備する、［６７］のシステム。
［６９］立ち下がりを検出するための手段が、前記出力値を前記閾値と比較するための手段を具備し、
前記閾値が第３のプログラム可能な回数に亘って前記閾値未満であるときに前記立ち下がりが検出される、［６６］のシステム。
［７０］信号サンプルと前記信号サンプルの遅延された複製とから相関メトリックを生成し、
前記メトリックを閾値と比較することによって、立ち上がり、平坦部、立ち下がりを検出する、
ことを具備する初期フレーム検出および同期取得方法を実行するための命令を実行するマイクロプロセッサ。
［７１］前記メトリックが第１の所定回数に亘って連続して前記閾値を超えるときに立ち上がりが検出される、［７０］の方法。
［７２］立ち上がりの検出後で前記メトリックが第２の所定回数に亘って前記閾値を超えるときに平坦部が検出される、［７１］の方法。
［７３］前記メトリックが第３の所定回数に亘って連続して前記閾値未満であるときに前記立ち下がりが検出される、［７０］の方法。
［７４］平坦部の検出とともに周波数オフセットを補償するために周波数ロックループを更新することをさらに具備する、［７０］の方法。
［７５］前記平坦部の少なくとも一部の検出後で初期立ち下がりの検出前の時刻を保存することをさらに具備する、［７０］の方法。
［７６］少なくともパイロットシンボルを具備する複数のデータパケットを受信する第１の要素と、
前記データパケットから相関メトリックを生成する第２の要素と、
前記メトリックを時間に亘って解析してパイロットシンボルが受信されたかを決定する第３の要素と、
を具備し、
メトリック値が第１の回数に亘って閾値未満を維持し、続いてメトリック値が第２の回数以上に亘って前記閾値以上であり、続いてメトリック値が第３の回数に亘って前記閾値未満を維持したことを検出した際に前記パイロットシンボルが受信される、フレーム検出および同期取得システム。
［７７］前記メトリック値が前記閾値以上であるときに周波数オフセットを補償する第４の要素をさらに具備する、［７６］のシステム。
［７８］前記第３の要素が、メトリック値が前記閾値以上であることを検出した後でメトリック値が前記閾値未満を維持していることを検出する直前の時刻を保存する、［７７］のシステム。
【外国語明細書】
2011055519000001.pdf