(57)【要約】  直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を適用しているシステムにおいて、非同期のノード（Ｎ１、Ｎ２）間の通信のため、多数のキャリアが予約される。予約されたキャリアの少なくとも１つは各々の基地局に割り当てられる。少なくとも連続する２つのＯＦＤＭシンボル期間の間、予約されたキャリアにおいて正弦波信号が送信される。非同期の受信機は、連続する２つのＯＦＤＭシンボル期間の１つの期間において正弦波信号を検出する。信号の存在、周波数および信号強度は、送信機の存在および識別に関する情報を与える。また、相対的な速度および距離の推定値が導出され得る。好ましい実施形態では、さらなる情報を送信するため絶対信号位相から独立した信号変調または符号化を利用した正弦波信号が使用される。
2007514353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアのセットを利用しかつ所定のシンボル長を有するマルチキャリアシステムにおけるノード間の通信方法であって、
非同期のノード間の通信のためのキャリアのサブセットを予約するステップであって、前記キャリアのサブセットに含まれる少なくとも１つのキャリアを前記マルチキャリアシステムにおけるノードに割り当てることにより、前記ノードのノード識別と前記少なくとも１つのキャリアとの関係を確立する、ステップと、
所定の送信期間の間、第１ノードの前記キャリアのサブセットに含まれる前記少なくとも１つのキャリアにおいて位相が連続した正弦波信号を送信するステップであって、前記所定の送信期間は前記所定のシンボル長の連続したｎ個の継続時間に対応し、ここでｎは１より大きい整数である、ステップと、
第２ノードにおいて前記送信された正弦波信号を受信するステップと、
少なくとも前記受信された正弦波信号の周波数と前記第１ノードの前記ノード識別に関する情報とを順番に関連付けることを含む、受信された正弦波信号を解釈するステップであって、無線通信距離の範囲内の前記第１ノードの存在を決定する、ステップと、
を含むことを特徴とする通信方法。
【請求項２】
前記受信された正弦波信号を解釈するステップは、さらに、
前記受信された正弦波信号と前記第１ノードに関連付けられた予想周波数との周波数差として相対的ドップラー量を導出するステップと、
前記相対的ドップラー量を、前記第２ノードの前記第１ノード方向の速度成分と関連付けるステップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
【請求項３】
前記受信された正弦波信号を解釈するステップは、
前記相対的ドップラー量の符号を、前記第２ノードが前記第１ノードに近づく方向または離れる方向の何れに移動するかに関する情報と関連付けるステップを含むことを特徴とする請求項２に記載の通信方法。
【請求項４】
前記受信された正弦波信号を解釈するステップは、
前記第１ノードの送信強度と比較された受信信号強度の平均値として相対的パス損失を導出するステップと、
前記相対的パス損失を、前記第１ノードと前記第２ノードとの距離の推定値と関連付けるステップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
【請求項５】
さらに、
非同期のノード間で送信されるデータの符号化に従って、連続する前記所定の送信期間において前記第１ノードの前記正弦波信号の特徴を変更するステップと、
前記送信データを取得するため前記第２ノードにおいて前記受信された正弦波信号を復号するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の通信方法。
【請求項６】
前記復号ステップは、受信シンボルのｎ番目毎に実行されることを特徴とする請求項５に記載の通信方法。
【請求項７】
前記符号化は、連続する２つの前記所定の送信期間における前記正弦波信号の振幅変化に関与することを特徴とする請求項６に記載の通信方法。
【請求項８】
前記符号化は、連続する２つの前記所定の送信期間における前記正弦波信号のスイッチオフおよびスイッチオンのそれぞれを含むことを特徴とする請求項７に記載の通信方法。
【請求項９】
前記符号化は、連続する２つの前記所定の送信期間における前記正弦波信号の位相シフトに関与することを特徴とする請求項６に記載の通信方法。
【請求項１０】
正弦波信号は前記所定のキャリアのサブセットに含まれる少なくとも２つのキャリアとして送信され、非同期のノード間で送信されるデータの前記符号化は前記所定のキャリアのサブセットに含まれる少なくとも２つのキャリアを利用することを特徴とする請求項５乃至請求項９の何れか一項に記載の通信方法。
【請求項１１】
非同期のノード間で送信されるデータの前記符号化は、前記所定のキャリアのサブセットに含まれる少なくとも２つのキャリアのうち、少なくとも２つ前記正弦波信号の開始の時間差を利用することを特徴とする請求項１０に記載の通信方法。
【請求項１２】
前記第１ノードは基地局であり、前記第２ノードは移動端末であることを特徴とする請求項１乃至請求項１１の何れか一項に記載の通信方法。
【請求項１３】
非同期のノード間で送信される前記データは、基地局変更の手順を補助するデータを含むことを特徴とする請求項１２に記載の通信方法。
【請求項１４】
非同期のノード間で送信される前記データは、ページングの手順を補助するデータを含むことを特徴とする請求項１２に記載の通信方法。
【請求項１５】
非同期のノード間で送信される前記データは、負荷量指示と利用可能なランダムアクセスチャネルのリストから選択されたデータを含むことを特徴とする請求項１２乃至請求項１４の何れか一項に記載の通信方法。
【請求項１６】
前記第１ノードおよび前記第２ノードの両方が基地局であり、
非同期のノード間で送信される前記データは、基地局同期の手順を補助するデータを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項１２の何れか一項に記載の通信方法。
【請求項１７】
前記第１ノードおよび前記第２ノードの両方が移動端末であることを特徴とする請求項１乃至請求項１２の何れか一項に記載の通信方法。
【請求項１８】
非同期のノード間の通信のために予約される前記キャリアのサブセットに含まれるキャリアは、前記キャリアのセットの周波数バンドに分散されることを特徴とする請求項１乃至請求項１７の何れか一項に記載の通信方法。
【請求項１９】
非同期のノード間の通信のために予約される前記キャリアのサブセットに含まれるキャリアは、周波数方向に等距離に予約されることを特徴とする請求項１乃至請求項１８の何れか一項に記載の通信方法。
【請求項２０】
前記マルチキャリアシステムは、直交周波数分割多重システムであることを特徴とする請求項１乃至請求項１９の何れか一項に記載の通信方法。
【請求項２１】
マルチキャリア無線通信システムのノードであって、
キャリアのセットにおいて所定のシンボル長を有する信号を提供するよう構成されたシグナルプロセッサと、
前記シグナルプロセッサにより提供された前記信号を送信するよう構成された送信機と、
を含んでおり、
所定のキャリアのサブセットを非同期のノード間の通信のために予約し、前記キャリアのサブセットに含まれる少なくとも１つのキャリアを前記マルチキャリアシステムにおけるノードに割り当てることにより、前記ノードのノード識別と前記少なくとも１つのキャリアとの関係を確立し、
前記シグナルプロセッサは、さらに、前記所定のシンボル長のｎ回からなる所定の送信期間の間、少なくとも前記ノードに割り当てられたキャリアにおいて位相が連続した正弦波信号を提供するよう構成されており、ここでｎは１より大きい整数である、
ことを特徴とするノード。
【請求項２２】
前記シグナルプロセッサは、逆フーリエ変換の手段を含むことを特徴とする請求項２１に記載のノード。
【請求項２３】
前記シグナルプロセッサは、さらに、
前記所定のキャリアのサブセットに対応する符号器からの出力をスイッチオフするための手段と、
前記ノードと関連付けられる前記所定のキャリアのサブセットに含まれるキャリアに対応する正弦波信号を提供する信号生成器と、
前記信号生成器および前記逆フーリエ変換手段からの出力を加算するよう構成された加算手段と、
を含むことを特徴とする請求項２２に記載のノード。
【請求項２４】
前記シグナルプロセッサは、さらに、
前記ノードに関連付けられていない前記所定のキャリアのサブセットに含まれるキャリアに対応する符号器からの出力をスイッチオフするための手段と、
前記ノードと関連付けられていない前記所定のキャリアのサブセットに含まれるキャリアに対応する前記逆フーリエ変換手段へ入力される前記データシンボルの回転を提供する手段と、
を含んでおり、
前記回転は前記キャリアの周期的プレフィックスとロールオン／オフ期間における位相回転を補償することを特徴とする請求項２２に記載のノード。
【請求項２５】
マルチキャリア無線通信システムのノードであって、
キャリアのセットにおいて所定のシンボル長を有する信号を受信するよう構成された受信機と、
前記受信機により提供される前記信号を処理するよう構成されたシグナルプロセッサと、
を含んでおり、さらに前記シグナルプロセッサは、
少なくとも所定のキャリアのサブセットにおいて位相が連続した正弦波信号の存在を検出し、前記所定のキャリアのサブセットは非同期のノード間の通信に予約されており、前記キャリアのサブセットに含まれる少なくとも１つのキャリアを前記マルチキャリアシステムにおけるノードに割り当てることにより、前記ノードのノード識別と前記少なくとも１つのキャリアとの関係を確立し、
少なくとも前記受信された正弦波信号の周波数を、前記受信された正弦波信号を送信しているノードの前記識別に関する情報として解釈する、
よう構成されていることを特徴とするノード。
【請求項２６】
前記シグナルプロセッサは、フーリエ変換の手段を含むことを特徴とする請求項２５に記載のノード。
【請求項２７】
前記シグナルプロセッサは、前記フーリエ変換手段から前記所定のキャリアのサブセットに対応するあらゆる出力の強度を検出する手段を含むことを特徴とする請求項２６に記載のノード。
【請求項２８】
前記マルチキャリアシステムは直交周波数分割多重システムであることを特徴とする請求項２１乃至請求項２７のいずれか一項に記載のノード。
【請求項２９】
前記ノードは基地局であることを特徴とする請求項２１乃至請求項２８のいずれか一項に記載のノード。
【請求項３０】
前記ノードは移動端末であることを特徴とする請求項２１乃至請求項２８のいずれか一項に記載のノード。
【請求項３１】
請求項２１乃至請求項３０のいずれか一項に記載のノードを含むことを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、マルチキャリアシステムのシグナリング、特にこの種のシステムにおける非同期ノード間の通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
セルラー通信システムの基本的コンセプトは、好ましくは何れの通信中のトラフィックを妨害することなく移動端末は基地局を変更し得なければならないという原理を含んでいる。したがって、移動端末は通信するための異なる基地局を見つける可能な必要がある。移動端末は動き回ることができることから、連続的あるいはしばしば間欠的に通信距離の範囲内にある他の基地局の存在を検索する必要がある。移動端末が現在通信している基地局の信号強度が有意に弱まる場合に備えて、より強い信号強度またはより適切なＳＮ比を有する他の基地局にハンドオーバを実行することが有用である。
【０００３】
ＯＦＤＭを使用する通信システムにおいては、データはいくつかのキャリアを介して並列に送信される。データが並列に送信されるので、各々のＯＦＤＭシンボル期間を、無線チャネルの時間分散の長さに比較し非常に長くすることができる。さらに、ロバスト性を増すため、サイクリックエクステンション、または、サイクリックプレフィックス（ＣＰ：Ｃｙｃｌｉｃ  Ｐｒｅｆｉｘ）が、通常挿入される。ＣＰの長さがチャネルのインパルス応答の長さより長い限りにおいて、ＯＦＤＭシステムにおいてはシンボル間干渉（ＩＳＩ）は存在しない。
【０００４】
移動端末が、ダウンリンク転送にＯＦＤＭを使用している基地局からのデータ受信を可能とするため、移動端末は、基地局に時間同期しなければならない。移動端末は、有用なシンボル期間の始まりを知る必要がある。非同期の基地局を有するセルラーシステムにおいて、異なる基地局のタイミングはドリフトし得、その場合従来技術に係る移動端末は、異なる時間同期を有する他の基地局から送信されるデータを容易に検出することができない。
【０００５】
ハンドオーバを始めるために、移動端末は、通信距離の範囲内で少なくとも第２の基地局の存在を検出することが必要である。また、移動端末は第２の基地局のいくらかの識別番号またはセルＩＤを知っていなければならない。一般的な場合、移動端末は第２の基地局に非同期であるため、移動端末は第２の基地局から発信される信号を検索する。移動端末は事前の時間同期を仮定しなければならず、この種の時間同期を使用するときには、利用可能な有用な情報があるか否かを決定しなければならない。その情報が解釈不能な場合、事前の時間同期は変化しなければならず、あらゆる有用な情報の新規な評価が実行される。予想シグナルパターンと受信シグナルパターンのフィンガープリントマッチングのようなものが、多くの可能な基地局に対して実行される。この手順は、移動局の処理パワーおよびその電池リソースに対する多くの要求をする。さらにまた、典型的な場合において、この種の処理は相当な時間を要するため、その間に現在の接続が弱くなる結果、呼（ｃａｌｌ）の消失が生じ得る。
【非特許文献１】S. Kapoor et. al. "Pilot assisted synchronization for wireless OFDM systems over fast time varying fading signals", VTC'98, 48th IEEE Vehicular Technology Conference, Ottawa, Canada, May 18-21, 1998, IEEE Vehicular Technology Conference, New York, USA, Vol. 3 Conf. 48, pp. 2077-2080, XP000903385
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＯＦＤＭを用いた従来技術のデバイスおよび方法に関する問題は、非同期ノードとの通信、非同期ノードからの同報情報の受信を容易にできる可能性がないということである。さらなる問題として、同期を確立するための実行手順が遅く、高い処理パワーを要求し、かなりのバッテリーパワーを必要とするということがある。
【０００７】
本発明の目的は、あまりに高い演算能力および電気的能力を要求しないＯＦＤＭ方式の非同期ノード間の通信を可能にするための方法およびデバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的は、添付の特許請求項に従った方法およびデバイスによって達成される。一般的な言葉でいえば、ＯＦＤＭシステムによって使用される多くのキャリアは、非同期のノード間の通信用に予約される。このような予約されたキャリアの少なくとも１つは各々の基地局に割り当てられる。予約されたキャリアの少なくとも連続した２つのＯＦＤＭシンボル期間において、正弦波信号が送信される。非同期の受信機は、連続する２つのＯＦＤＭシンボル期間何れか１つの期間で正弦波信号を検出する。信号の存在、周波数および信号強度は、送信機の存在および識別に関する情報を与える。また、相対速度および距離の推定値を導出することができる。また、他の好ましい実施形態では、正弦波信号は、絶対信号位相から独立した信号変調または符号化を用いて詳細情報を送信するために用いることができる。正弦波信号の振幅は、正弦波信号のスイッチをオン／オフすることにより、異なるデータを表すために利用することができる。さらにまた、例えばＤＰＳＫ（差動位相変調）のように、信号間の相対的信号位相のみを使用する符号化を使用することもできる。
【発明の効果】
【０００９】
上述の一般概念により、完全に同期することなく情報交換の可能性を与え、例えばハンドオーバ手順の基地局検索またはページング手順の同報にこの種の信号を都合よく使うことができる。本発明により、セル検索およびアイドルモードの間、有意にその計算および電力に対する要求水準を引き下げることができる。さらにまた、ハンドオーバ実行または基地局接続のための時間を大幅に短縮可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、さらなる目的および利点と共に、添付の図面と共に以下の明細書により、最もよく理解される。
【００１１】
図１には一般の移動通信ネットワーク１０が示されている。多数の基地局２０は、ネットワーク（不図示）で接続されている。移動端末３０は、移動通信ネットワーク１０のカバレージエリアの中で移動可能であり、基地局２０の１つを介して通信を行う。各々の基地局２０はセル２２と関連付けられており、移動通信ネットワーク１０への移動端末３０接続処理が一般的に主要な選択である。本開示において例証している実施例は、特定のマルチキャリアシステム（すなわち、ＯＦＤＭシステム）に基づいている。しかしながら、本発明は、また、他のマルチキャリア無線通信システムにも適用可能である。本発明を都合よく適用可能な他の通信システムの非排他的な実施例として、ＩＦＤＭＡ（インターリーブ周波数分割多重アクセス）システム、非直交あるいは双直交のマルチキャリアシステムがある。
【００１２】
ＯＦＤＭは、大量のデータを送信するためのロバスト性の高い技術である。この技術は、主にダウンリンク（ＤＬ）通信、すなわち基地局から移動端末まで、に使用される。しかし、アップリンク（ＵＬ）通信、すなわち移動端末から基地局まで、に適用することもできる。本発明の利点を容易に理解可能とする基礎を与えるため、始めにいくつかの重要なＯＦＤＭ技術の様相を述べる。
【００１３】
ＯＦＤＭは、多数の直交する周波数による同時伝送を使用する。図１Ｂは、典型的な従来のＯＦＤＭの送信機−受信機の一対を示している。送信機２４はアンテナ２６により直交周波数を含む信号３２を送信する。そして、受信機３４はアンテナ３６により信号３２を受信する。ＯＦＤＭ送信機２４は逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）２５により効率的に実装されている。送信された原信号は送信機２４の入力１２で受信される。シグナルプロセッサ２８は入力信号を受信する。シリアル−パラレル変換器２９は、シリアルデータ値のｎ個を選択し、継続時間をｎ倍に拡張したｎ個のパラレルデータ値に変換する。ｎ個のパラレルデータは符号器２７において、並列に符号化される。そのため、ＩＦＦＴ２５はｎ個の符号化されたデータ値を提供される。ＩＦＦＴは、ｎ個の符号化データに基づいてｎ個の異なる周波数のフーリエ係数を含む信号を発生させる。信号は、デジタル−アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）２３によりアナログの形式に変換される。そして、最後にアップコンバータ装置２１により、伝送周波数にアップコンバートされる。送信されることになる信号はアンテナ２６に出力される。
【００１４】
従来技術の熟練した者なら誰でも、符号器２７およびシリアル−パラレル変換器２９は逆の順番に配置され得ることを知っている。その場合、符号器２７はシリアル符号器である。
【００１５】
ＯＦＤＭ受信機３４はアナログの場合のように高速フーリエ変換（ＦＦＴ）３５により実装され得る。信号３２はアンテナ３６により受信される。ダウンコンバータ装置３１は、信号をベース周波数に変換する。そして、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）３３は、信号をデジタル形式に変換する。デジタル信号は、シグナルプロセッサ３８に提供される。ＦＦＴ３５は、入力信号を、信号を表すｎ個のフーリエ係数に変換する。ｎ個の係数は復号器３７に送信され、パラレルなｎ個の係数をｎ個のデータ値に復号する。最後に、パラレル−シリアル変換器３９はｎ個のデータ値をシリアルに戻し、これらのシリアルデータ値は受信機出力１４の出力信号として提供される。
【００１６】
また、ここで、復号器３７とパラレル−シリアル変換器３９は、送信機側と同じように逆の順番に配置され得る。
【００１７】
ＯＦＤＭ信号は特定の時間期間を有し、しばしばＯＦＤＭシンボル長と呼ばれている。図２において、ＯＦＤＭ信号のタイミングを離散的時間領域プロットとして示す。ＯＦＤＭ変調シンボル１０１は、Ｎｆｆｔ個のサンプルの有効シンボル期間を含んでいる。上述の通り、ＩＳＩを防止するため、長さＮｃｐのＣＰが通常挿入される。サイクリックエクステンションは有効シンボルの前または後ろに配置することができる。表記”サイクリックプレフィックス：cyclic prefix”はサイクリックエクステンションが有効シンボルの前に配置される場合、表記”サイクリックサフィックス：cyclic suffix”はサイクリックエクステンションが有効シンボルの後ろに配置される場合を示す。本明細書では、サイクリックプレフィックスが用いられサイクリックサフィックスは用いられないものと仮定するが、従来技術に熟練した者なら誰でも、サイクリックエクステンションを有効シンボルの後ろに配置してもよく、サイクリックエクステンションを有効シンボルの前と後ろの双方に配置してもよいことは明らかである。本開示のその例証実施例においては、有効データシンボルの前に示しているが、これは本発明の保護範囲を制限するものではない。
【００１８】
ＣＰを有するＯＦＤＭシンボルの重要でない欠点は、各々のキャリアが大きいスペクトルサイドローブを生じることである。スペクトルサイドローブを低減するため、Ｎｒｏｌｌ個のサンプルを有するロールオンエクステンションおよびＮｒｏｌｌ個のサンプルを有するロールオフエクステンションが、同様に追加され得る。ロールオンおよびロールオフの形状は、一般的にふくらんだコサイン形状が選択される。ロールオンエクステンションは一般的に直前のＯＦＤＭシンボル１００のロールオフエクステンションと重なるように配置され、従って、ロールオフエクステンションは直後のＯＦＤＭシンボル１０２のロールオンエクステンションと重なるように配置される。時間方向に一定の送信パワーとするため、現在のＯＦＤＭシンボル１０１のロールオンセクションによるパワー増加が直前のＯＦＤＭシンボル１００のロールオフセクションのパワー減少に一致することが必要である。これは、ロールオフウインドウが１からロールオフウインドウを引いた数に等しいというウインドウ関数上の必要条件として表すことができる。これは、膨らんだコサイン形状など、多くのウインドウ形状が有する特性である。
【００１９】
図２において、ＯＦＤＭシンボル１０１の有効部は、有意にそのＣＰおよびロールオン／ロールオフ部によって低減されていることがわかる。しかしながら、図２は、基本的原理を視覚化するために用いるだけである。典型的な動作条件においては、Ｎｆｆｔの継続時間は、ＣＰおよびロールオン／ロールオフの期間の合計に比較し非常に大きい。これらの付加的な部分によって生じる転送能力のロスは通常重要ではない。
【００２０】
図３において、Ｎｆｆｔの有効シンボル期間内の多くのＯＦＤＭキャリアが示される。従来技術に熟練した誰でも、全キャリアが、Ｎｆｆｔのサンプルの有効シンボル期間の間に、整数回回転することを理解する。また、一般に、キャリアは複素ベースバンドで示されることに注意する。しかし、図３では、キャリアのサイン成分のみが示され、コサイン成分は示されていない。これは、たとえば、キャリアの位相がＮｆｆｔの有効シンボル期間の最初と最後で同じ値になることを意味する。
【００２１】
図４において、多くのＯＦＤＭキャリアは、全ＯＦＤＭシンボル長の範囲で示される。一般にキャリアは、Ｎｆｆｔ＋Ｎｃｐの総サンプル数の期間の間に、整数回回転することはないことを理解する。いくつかの例外があってもよく、ＮｆｆｔとＮｃｐとの相対的サイズが一致する場合、キャリアは整数回回転させる。ロールオンおよびロールオフセクションが加えられるとき、単一ＯＦＤＭシンボルからの信号は、Ｎｆｆｔ＋Ｎｃｐ＋２Ｎｒｏｌｌサンプルの期間でもはや一定ではない。
【００２２】
キャリアの位相が、ＯＦＤＭシステムの情報担体として利用される。前図において、全キャリアが、Ｎｆｆｔ個のサンプルの有効シンボル期間の開始時に同一の位相シフトを有すると示した。しかしながら、より現実的な場合が図５に示され、異なるキャリアは異なる位相シフトを示している。
【００２３】
図６は、本発明に係るＯＦＤＭのキャリア利用を示している。典型的ＯＦＤＭシステムにおいて、多数のキャリアが使用される。典型的システムにおいて、周波数範囲１１０に広げられた４０００個のキャリアが使用され得る。キャリアは等距離であり、すなわち、２つの連続したキャリア間の周波数差は一定である。
【００２４】
本発明のその基本的なコンセプトは、ＯＦＤＭフレームワークに適合する新規チャネルの導入である。それは、必ずしも時間同期するとは限らないノード間の情報伝送に提供される。本発明の最も基本的なその実施例において、この種の情報を送信するためにキャリアのサブセットｆ１，ｆ２，．．．，ｆｍが予約される。望ましくは、サブセットは周波数方向に等距離である。すなわち、サブセットの各々のキャリアは、サブセットの前のキャリアと同一周波数差によって隔てられる。
【００２５】
各々の基地局にはこの種の予約された周波数の１セットが割り当てられる。それによって、予約された周波数および基地局識別の関係を確立する。そのため、特定のキャリアまたは予約されたサブセットのキャリアの１セットの存在は、特定の基地局と関係し得る。キャリアの総数が非常に大きい（一般的に数１０００）ため、非同期通信のための１００個のキャリアの使用は、データ転送効率にほとんど影響しない。図７は、特定のキャリア周波数および基地局（ＢＳＴ）との間の関連付けを概念的に示す図である。この関連付け情報は、通信ネットワークの中で利用可能である。
【００２６】
ＯＦＤＭの通常の情報伝達は、上述したように各々のキャリアの位相情報に基づいている。これは、送信機−受信機間の良好な同期を必要とする。送信機と受信機が同期するとき、データ転送は図８Ａに示すように実行される。第１ノードＮ１の送信機は、送信されるデータ値に従って、位相シフトを有する多くの直交キャリアを生成する。ＣＰおよびロールオン／ロールオフセクションが加えられ、信号が送信される。図８Ａの上段の図は、この種の伝送信号を示す。信号を表すために、単一キャリアが示されているが、多数のキャリアが同時に送信される。ロールオン／ロールオフおよびＣＰセクションの始まりと終わりが縦線により示されている。ロールオン／ロールオフおよびＣＰセクションを除いて、信号は純粋な正弦波信号であると理解できる。
【００２７】
第２ノードＮ２は信号を受信する。ノードＮ２はノードＮ１に同期しており、これはＮ２がＣＰおよびロールオン／ロールオフセクションに対応する期間における信号情報を無視することを意味する。図８Ａの中段の図に示されるような時間次元のテンプレートは作成される。縞の期間に到着した信号は軽視され、縞の期間の間に到着した信号のみが分析に使用される。ノードＮ２により受信される信号は、図８Ａの下段に示される。これらの信号はオリジナルものと正確に同位相シフトを有する純粋な正弦波信号である。位相シフトの評価は、結果として伝達情報量の解釈に導く。
【００２８】
図８Ｂに、類似した状況が記載されている。しかしながら、この場合、ノードＮ１およびＮ２は同期していない。上段は図８Ａと同一であり、第１ノードは類似したタイミングによって前述の通り動作する。しかしながら、ノードＮ２の時間基準は、時間δのオフセットを有する。これは、ノードＮ２の時間テンプレートもまた、図８Ｂの中段に示されるように時間δのオフセットを有することを意味する。ノードＮ２により抽出された結果としての信号が、図８Ｂの下段に示される。従来技術に熟練した誰でも、この信号が純粋な正弦波信号でないことは明らかであり、この信号が他の周波数成分の要素を含むことを意味する。全キャリアが同様の方法で歪められるので、結果として生じる信号は大きく歪み、内容を解釈するいかなる試みも失敗する。これが、非同期ノード間の通信のの従来技術の状況である。
【００２９】
図８Ｃは、本発明の一実施例に係る非同期ノード間のシグナリングの原理を示している。ノードＮ１は、本発明によってノードに割り当てられる非同期通信用に予約されたキャリアに送信する。本発明に従って、少なくとも連続する２つのＯＦＤＭシンボルに対応する期間の間正弦波信号９９が送信される。本実施例において、２つのＯＦＤＭシンボルに対応する長さが、矢印および”ｎ＝２”の参照符号により示されている。いかなる通常のロールオン／ロールオフまたはＣＰセクションにも関係なく正弦波信号９９は連続的に送信される。図８Ｂに示されるようにノードＮ２はノードＮ１と基準時間差δで非同期である。Ｎ２の時間テンプレートは、図の中段に示される。図８Ｃの下段には、受信されたあるいは抽出された信号が示されている。図の一部にのみ示される第１の抽出されたＯＦＤＭシンボルが解釈不能な情報を含むことは明らかである。マイナス記号”−”は、その図において有効でない信号を示す。しかしながら、第２の抽出されたＯＦＤＭ信号９８は、単一周波数の正弦波のみを含んでいる。そのため、このＯＦＤＭシンボルは有効な情報と関連付けられ得、アスタリスク記号”＊”により示される。第３の抽出されたＯＦＤＭ信号は、ＯＦＤＭ信号期間の終わりの部分に再び非正弦波成分を含んでおり、このシンボルのあらゆる情報は役に立たない。
【００３０】
このような方法で、２つのＯＦＤＭシンボル長の間に一度の純粋な正弦波信号９９を送信することによって、２番目毎に受信されるＯＦＤＭシンボル９８がある種の情報の値を有すると理解される。基準時間の差δが未知であるため、受信信号の位相はまだ信用できないことが理解する。しかしながら、絶対位相ではなく純粋な正弦波信号９９を使用している変調技術は情報転送に利用可能である。
【００３１】
図８Ｄに、本発明の他の実施例が示される。ここでは、ノードＮ１から送信される純粋な正弦波信号９９の期間は、連続した３つのＯＦＤＭシンボルに対応する。受信され抽出されたＯＦＤＭシンボルは、１つの無意味なシンボルおよび純粋な正弦波信号９８を含む２つのシンボルを含む。これらの２つの正弦波信号９８の周波数は同一である。しかしながら、絶対周波数およびＣＰおよびロールオン／ロールオフ期間の大きさの関係に独立従属し算出される得る相対的な位相シフトαが存在する。したがって、検出された２つの正弦波信号が、同一の正弦波信号９９から生じたものかどうかを容易に結論付けることができる。
【００３２】
本発明で最も基本的な形式において、正弦波信号９８の存在のみがを利用できる。前記したように、各々の基地局は予約された周波数の１セットを割り当てられている。移動端末は、聞くことができて、周波数の予約された１セットに属する無変調の正弦波信号９８の状態または存在を感知しようとすることができる。移動端末が非同期通信用に予約される周波数の信号の状態を検出するとき、少なくとも以下の４つの情報を抽出できる。
【００３３】
確保された周波数（または周波数群）を送信している基地局のセルＩＤはその周波数（周波数群）の直接マッピングである。たとえば、図７に示されるものに類似したテーブルを使用することにより、予約された周波数（または周波数群）の存在は、直接的に、現在特定の基地局が近くに存在していることを意味する。
【００３４】
新規の非同期基地局の相対的パス損失は、予約された信号の受信信号強度を平均することにより導出される。相対的パス損失は、ハンドオーバ候補となる新規基地局のおおよその距離に関する情報を提供する。
【００３５】
実際に測定されたまたは検出された周波数と識別された基地局に予約された信号の期待周波数との間のいかなる軽微な周波数シフトを測定することによって、現在の基地局と比較した新規基地局に対する相対的ドップラー量が導出される。絶対ドップラー量の推定は、予約されたキャリアの受信周波数とローカル周波数基準信号とを比較することによって導出される。このローカル周波数基準信号は、比較的安定していなければならない。
【００３６】
相対的ドップラー量の符号により、移動端末は、新規基地局に近づいて移動しているのか遠ざかって移動しているのかを知ることができる。
【００３７】
さらにまた、移動端末が現在通信している基地局を含む全基地局が予約された周波数で無変調の正弦波信号を送信しているので、同期に対するいくつかの先立つステップを実行できる。通常、同期は、ＯＦＤＭシンボル同期、フレーム同期（フレームは、いくつかのＯＦＤＭシンボルから構成されると仮定される）、および、おそらくまた、スーパーフレーム同期（スーパーフレームは、いくつかのフレームから構成されると仮定される）を含むいくつかの部分に分割できる。非同期通信用に予約されるサブキャリアに送信される情報を検出することによって、移動端末は、粗フレーム同期およびスーパーフレーム同期が可能である。さらに、ＯＦＤＭシンボル同期の不確定領域を低減することが可能である。非同期サブキャリアに関する検出情報を、廃棄されたシンボルと比較することによって、ＯＦＤＭシンボル同期のエラーの推定値を得ることができる。検出情報シンボルが平均して廃棄されたシンボルに比較し非常により高い受信エネルギーを有する場合、ＯＦＤＭシンボル同期エラーは大きいことになる。一方、廃棄されたシンボルおよび検出シンボルがほぼ等しい大きさの受信エネルギーを有する場合、ＯＦＤＭシンボル同期はより正確であることになる。この情報は、移動端末が新規基地局にハンドオーバを実行する場合に備えて、その後の完全なＯＦＤＭシンボル同期の検索に利用できる。基地局に対する完全な周波数同期は、予約された周波数で送信された無変調の正弦波信号をロックオンすることにより達成される。
【００３８】
このようにして、本発明の基本的特徴は、キャリアのサブセットを、たとえばセル検索のような非同期の通信に予約するということである。移動端末がこの種のキャリアの状態を検出するとき、それが他の基地局から送信されるということを知ることができる。移動端末は、送信する基地局に同期していない期間であってもこの信号を検出できる。移動端末が検出する予約されたキャリアの周波数は、信号を送信する基地局のセルＩＤの直接マッピングである。
【００３９】
非同期通信用に予約されるこれらのキャリアにより、現在他の基地局に同期している移動端末にさらに他の情報を送信することも可能である。これを可能とするために、例えば非同期の移動端末にセル検索および情報同報のため予約されるキャリア周波数は、以下の二つ特性を有する変調フォーマットを有しなければならない。第１に、非同期情報の変調速度（ボーレート）は、最大でもオリジナルＯＦＤＭシンボル速度の半分でなければならない。第２に、少なくとも連続する２つのＯＦＤＭシンボルの間では位相ジャンプはあってはならない。
【００４０】
本発明と互換性を持つ変調フォーマットのいくつかの実施例が以下に示される。
【００４１】
図９は、本発明に係る非同期通信の実施例を示す。この図において、図を簡単に理解するため、ロールオン／ロールオフおよびＣＰセクションは無視されている。しかしながら、もちろん前図と類似のものである。本実施例においては、振幅変調が使用される。まさにこの実施例では、振幅変調は正弦波信号９９をオン／オフすることにより構成され、特定の規則に従う。送信ノードＮ１は、予約されたキャリアに対応する周波数の正弦波信号９９を提供する。”１”を送信するためノードＮ１は連続する２つのＯＦＤＭシンボル期間の間、正弦波信号９９をオンする。”０”を送信するためノードＮ１は連続する２つのＯＦＤＭシンボル期間の間、正弦波信号９９をオフする。図９その実施例において、ノードＮ１は”１１０１”のデータシーケンスを送信するため、正弦波信号９９を、２回２ＯＦＤＭシンボル期間の間オンし、２ＯＦＤＭシンボル期間の間オフし、最後に再び２ＯＦＤＭシンボル期間の間オンする。第１および第２のＯＦＤＭシンボルの間、第３および第４のＯＦＤＭシンボルの間、そして、第７および第８のＯＦＤＭシンボルの間で位相シフトが許されない点に注意する。しかしながら、必要であれば、第２のおよび第３ＯＦＤＭシンボルの間に位相シフトがありうる。
【００４２】
受信ノードＮ２は、中段に示される信号を記録する。純粋な正弦波信号９８が、少なくとも２ＯＦＤＭシンボル毎に受信される。同様にまた、記号（＊）により示される付帯的な正弦波信号が、その中間シンボルに存在するかもしれない。受信機は、２シンボル毎のどちらのセットが通常ごみを含むかを結論付け、これらのＯＦＤＭシンボルを破棄する。受信されたＯＦＤＭシンボルのフィルタリングは、図９のその最下段に示されており、なぜボーレートが最大でも半分において達成されるかを説明している。そして、ノードＮ２は、正弦波信号を含む残留ＯＦＤＭ”シンボル”を”１”、空のＯＦＤＭ”シンボル”を”０”と解釈する。図９の例では、”１１０１”のシーケンスが検出される。
【００４３】
送信機が連続的にゼロを送信するという場合以外においては、基地局の存在を結論付けることも可能である。しかしながら、そのような場合、この種の状況を回避するためビットスタッフィング技術を利用可能である。
【００４４】
いくつかの区別可能な値（例えば０，１／３，２／３および１）の正弦波信号を用いて、より多くのデータを同時に転送することができる。強度値は、それぞれ、”００”，”０１”，”１０”および”０１”で表されるようにすることができる。しかしながら、その絶対のパス損失が既知でないため、強度レベルを調整しなければならず、典型的な場合、実際の受信された強度が対応する送信強度を解釈するために非常に数が制限される。この種の送信出力レベルを調整するための考えられる方法は、適切に決定され使用される全強度値のシーケンスを含むキャリブレーション信号を送信することである。
【００４５】
データ転送速度を増やすより魅力的な方法は、複数の予約されたキャリア周波数を結合することであるかもしれない。図１０において、送信機は非同期通信用に２つの周波数と関連付けられている。送信機がビットシーケンス”１１”を送信したいとき、両方の周波数は正弦波信号９９Ａ、９９Ｂを含み得る。”１０”は正弦波信号９９Ａの１周波数に対応し、”０１”は正弦波信号９９Ｂの他の１周波数に対応する。”００”を表現するためには何の信号も送信されない。受信およびフィルタリング手順は前述の実施例と類似しており、受信機は送信情報を容易に解釈可能である。
【００４６】
各々の基地局が利用できる周波数の数を増やすことによって、情報速度を増加することができる。しかしながら、非同期通信用のキャリアの予約により総情報伝送量を減少させるので、非同期情報速度はできる限り低く保たれなければならない。好ましくは、例えばハンドオーバまたはページング手順を補助するデータなど、非常に重要なデータだけをこの種の方法で伝送する必要がある。
【００４７】
同期差δは一般に既知でないため、正弦波信号の絶対位相はデータ転送に使用できない。しかしながら、相対的位相を使用することができる。すなわち、送信されるデータは区別され符号化されることができる。図１１Ａ〜Ｃに、ＰＳＫシステムの実施例を示す。
【００４８】
最初に、図１１Ｂおよび図１１Ａの上図を考慮する。送信機側で、第１の正弦波信号１２０が、２つのＯＦＤＭシンボル期間の間送信される。第１のＯＦＤＭ信号の始まりにおける信号の位相シフトは、ＰＱ図の位置１３０に対応する。しかしながら、ロールオン／ロールオフおよびＣＰ期間により、第２のＯＦＤＭシンボル期間において追加の位相シフトαが導入される。第２の正弦波信号１２１は、引き続く２つのＯＦＤＭシンボル期間の間に送信される。相対的位相βは送信される情報に従って、ここではビット”１１”に、符号化される。ＰＳＫによると、位相シフトはＰＱ図の位置１３１に対応する。すなわち、位相シフトは１８０度である。
【００４９】
次に、図１１Ｃおよび図１１Ａの下図を参照する。位相差γ１に対応する時間差を有し送信機に非同期な受信機側で、正弦波信号１２２が受信される。信号１２２の位相は、ＰＱ図の位置１３２に対応する。次のＯＦＤＭシンボル期間の間、第２の信号１２３が受信される。しかしながら、この信号は、純粋な正弦波信号でないため破棄される。その次のＯＦＤＭシンボル期間において、次の正弦波信号１２４が受信される。信号１２４の位相差−γ２はＰＱ図の位置１３４に対応する。
【００５０】
追加の位相シフトαが２つの信号１２２および１２４において２回導入されることが既知である。αはキャリア周波数およびロールオン／ロールオフおよびＣＰの継続時間から容易に導出可能である。これは、以下で更に詳述する。このことから、信号１２０および１２１の間に全く位相シフトがない場合、信号１２４の検出位相はＰＱ図の位置１３３にあると結論付けることができる。そのため、導出される相対的シフト量は以下のように算出することができる：
【００５１】
【数１】
2007514353.tif 000003
【００５２】
この場合、１８０度である。この種の位相シフトは、バイナリデータ値”１１”に対応する。
【００５３】
有効ＯＦＤＭ信号の間、ｎ回の完全回転を実行しているキャリアの位相回転αは以下のように表現される：
【００５４】
【数２】
2007514353.tif 000004
【００５５】
ここで、［ｘ］はｘ以下の最大整数を示す。
【００５６】
本発明は、各種のＯＦＤＭシステムにおける非同期通信に適用することができる。この種の通信は、セルラ通信方式の特定の状況において、特に興味深いものである。ひとつの状況は、ハンドオーバ手順におけるセル検索である。図１２Ａは通信システムを示しており、３つの基地局２０が移動端末３０の無線通信距離の範囲内にある。移動端末は、アクティブリンク６０によって、最も近い基地局に接続し同期する。しかしながら、ハンドオーバを補助するため、移動端末３０は、連続的または準連続的に隣接基地局を探索する。この種の通信が、非同期リンク６５を介して実行される。最初の検索段階で特に興味がある情報は、まず第一に、隣接基地局の存在、および、例えば他の基地局のセル負荷量の類の詳細情報である。この情報はハンドオーバ手順を開始するといういかなる決定をするときにも関連する。ハンドオーバを実行するという実際の決定がされるときに、さらなる情報は重要となる。ハンドオーバにより選択されるセルのフレーム同期と同様に、ランダムアクセスリソースが他のセルにおいて利用できるという情報は重要になる。同期メッセージは例えば予約されたキャリアにおいて特別な同報情報として送信される。
【００５７】
図１２Ｂは、他の状況を示している。ここで、移動端末３０は、いかなる基地局２０にも同期していない。これは例えば移動端末３０がオンされ、通信するための通信ネットワークも探索し始める状況などがありえる。こうした状況では、移動端末３０は自身の内部同期を有し、周辺の基地局との全ての通信は初期状態での非同期メッセージを経て実行されなければならない。この状況は、従来技術においては、処理能力、バッテリーパワーおよび時間に関して非常に高い要求がある。しかしながら、例えばラフフレーム同期または利用可能なランダムアクセスリソースの導出などのいくつかの初期化の補助情報により、これらの要求を大幅に低減することが可能である。
【００５８】
図１２Ｂの状況は、移動端末３０がアイドルモードで通信システムへ接続されている状況を示している。移動端末３０はいかなる特定の基地局２０にも同期しておらいない。しかし、基地局２０は少し前に移動端末３０が基地局のカバレージエリア内にいた事を知っている。移動端末に対する着信が通信ネットワークに到着する場合、どこに移動端末３０が存在するかを決定するためページングが実行される。この種のページングメッセージは、本発明による非同期通信を目的とするキャリアを使用して有利にブロードキャストされ得る。
【００５９】
さらにまた、非同期通信は、また、例えばエア上でのリソース管理情報を交換するために、例えば２つの基地局の間で実行され得る。
【００６０】
また、非同期通信は、図１２Ｃにて図示するように直接移動端末３０間で実行され得る。こうした状況では、キャリア周波数およびデバイスの間に事前に指定された関係が無いかもしれない。ここでは、この種の通信に共通に割り当てられるキャリアが使用されるか、あるいは、移動端末３０が現在ネットワークに接続している場合、ネットワークまたはネットワーク群が一時的にこの種のキャリア周波数をその通信に割り当てるるよう補助する。
【００６１】
一定の正弦波信号が、異なる方法によりＯＦＤＭ送信機から生成される得る。一実施例は、図１３において示される。ここで、送信機のシグナルプロセッサ２８は更に詳細に示されている。本実施例において、キャリアは、この特定の送信機から非同期通信用に予約される。符号器からの値をＩＦＦＴ２５に供給する代わりに、データシンボル生成器７１が特定のキャリアを目的とする値を供給してもよい。ターミネータ手段７４は、符号器から提供される予約されたキャリアのあらゆる信号を終端（ターミネート）する。ロールオン、ロールオフおよびサイクリックプレフィックス期間の間に整数回回転するこの種のキャリアに対し、データシンボル生成器７１から定数データシンボルを送信することができる。しかしながら、サイクリックプレフィックスおよびロールオン／オフの間、位相回転を補償するために、恒常的な空隙を、連続的にキャリアのデータシンボルを回転させることによって、いかなるキャリアにも送信することができる。データシンボル生成器７１が連続する２つのＯＦＤＭシンボルに同一のデータシンボルを送信し、サイクリックプレフィックスおよびロールオン／オフの間の位相シフトαを補償するため第２のデータシンボルを回転させ、それは、少なくとも２つのＯＦＤＭシンボル期間の間継続する。位相シフトαは上述したように容易に算出される。正弦波信号が同様に変調情報を担持する場合、シンボル生成器７１は、例えば、スイッチオン／オフ、あるいは、さらなる位相シフトの導入など上述した方法に従って制御される。その結果として生じる信号を、シグナルプロセッサ出力７０に出力する。
【００６２】
その代わりに、図１４に示すようにＩＦＦＴのキャリアをスイッチオフし対応する周波数の正弦波信号を、信号生成器７３により時間領域で単純に加える７２こともできる。またここで、正弦波信号が同様に変調情報を担持することになっている場合、信号発生器７３は、例えば、スイッチオン／オフ、あるいは、さらなる位相シフトの導入など上述した方法に従って制御される。
【００６３】
本発明の一実施例によれば、受信機のシグナルプロセッサは、図１５に示されるようである。入力信号は、シグナルプロセッサ入力７５で受信される。ＦＦＴ３５の後、変換値（または一般にいくつか）が復号器３７に達することは許されない。その代わりに、シンボルインタプリタ７６が導入される。このシンボルインタプリタにおいて、非同期のＯＦＤＭ通信の受信に接続する任意の手順が実行される。
【００６４】
図１６は、受信機のシグナルプロセッサの他の実施例である。この場合、予約されたキャリアは、単にそのＦＦＴ３５または復号器３７への接続で終端される。その代わりに、第２の（より小さい）ＦＦＴ７７が直接入力７５に接続している。そして、主ＦＦＴ３５と同じ信号を経験する。それから、第２のＦＦＴ７７は、好ましくはいくつかの分析する周波数を選択するよう配置される。この種の小ＦＦＴ７７は主ＦＦＴ３５に比較し非常によりシンプルに設計され得る。そのため、シグナルプロセッサ３８全体に対していかなる重要なコストを追加することはない。その代わりに、小ＦＦＴ３５の動作は、より少ない時間およびより少ないプロセッサ能力、また、より少ないバッテリーパワーを必要とするだけである。約されたキャリアが周波数において等距離に選択される場合、上述したように、特に安価でシンプルなＦＦＴにすることができる。
【００６５】
図１３〜１６において、符号器および復号器が、いくつかのデータに並列に動作している装置として示される。しかしながら、従来技術において熟練した誰でも、符号器／復号器の位置をパラレル−シリアルおよびシリアル−パラレル変換器と交換できることを理解する。この種の場合、復号化／符号化はシリアルデータとして実行される。ターミネータ手段７４は、送信機のシリアル−パラレル変換器２９の両側に配置され得る。そして、シンボルインタプリタ７６は受信機のパラレル−シリアル変換器３９の前あるいは後をに配置され得る。
【００６６】
本発明による方法は、図１７のフローチャートを参照することにより要約することができ、本発明による方法の実施例のメインステップが示されている。ステップ２００において手順は始まる。ステップ２０２において、ＯＦＤＭシステムの多数のキャリアが非同期通信用に予約される。ステップ２０４において、正弦波信号が、少なくとも連続する２つのＯＦＤＭシンボルに対応する期間においてこの種の予約されたキャリアとして送信される。正弦波信号は、ステップ２０６において受信され、ステップ２０８において解釈される。そして、ステップ２１０において手順は終了する。
【００６７】
正弦波信号は、以前に特定の基地局との同期を容易にするツールとして提唱された。例えば、S. Kapoor et. al. "Pilot assisted synchronization for wireless OFDM systems over fast time varying fading signals", VTC'98, 48th IEEE Vehicular Technology Conference, Ottawa, Canada, May 18-21, 1998, IEEE Vehicular Technology Conference, New York, USA, Vol. 3 Conf. 48, pp. 2077-2080, XP000903385を参照のこと。しかしながら、しかしながら、非同期ノード間での識別を目的としおよびデータ通信のための連続正弦波信号の使用については従来技術でこれまで提案されなかった。
【００６８】
従来技術の当業者にとって、本開示の例示的実施形態に対するさまざまな変更態様と改変が本発明の範囲内においてなされることがよく理解されている。そして、それは添付の請求の範囲により定義される。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１Ａ】移動通信ネットワークの模式図である。
【図１Ｂ】従来技術のＯＦＤＭシステムにおける送信機および受信機のブロック図である。
【図２】ＯＦＤＭシグナリングのタイミングを示す図である。
【図３】ＯＦＤＭシンボルの有効期間における直交キャリアを示す図である。
【図４】ＯＦＤＭシンボルの全期間における直交キャリアを示す図である。
【図５】ＯＦＤＭシンボルの全期間における直交位相シフトしたキャリアを示す図である。
【図６】本発明に係るＯＦＤＭシステムのキャリアと非同期通信のために予約されているこの種のキャリアを示す図である。
【図７】予約されたキャリアの周波数とノード識別との関連を示す図である。
【図８Ａ】同期ノード間のＯＦＤＭ信号の送受信を示す図である。
【図８Ｂ】従来の非同期ノード間のＯＦＤＭ信号の送受信を示す図である。
【図８Ｃ】本発明の実施例に係る非同期ノード間の正弦波信号の送受信を示す図である。
【図８Ｄ】本発明の実施例に係る非同期ノード間の正弦波信号の送受信を示す図である。
【図９】本発明の実施例に係る非同期ノード間の情報を転送する正弦波信号の送受信を示す図である。
【図１０】本発明の実施例に係る非同期ノード間の情報を転送する正弦波信号の送受信を示す図である。
【図１１Ａ】本発明の実施例に係る非同期ノード間の正弦波信号による位相変調情報の通信を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａの通信の位相図を示す。
【図１１Ｃ】図１１Ａの通信の位相図を示す。
【図１２Ａ】通信ネットワーク内の非同期通信の概念図を示す。
【図１２Ｂ】通信ネットワーク内の非同期通信の概念図を示す。
【図１２Ｃ】通信ネットワーク内の非同期通信の概念図を示す。
【図１３】本発明の実施例に係る送信機のブロック図である。
【図１４】本発明の実施例に係る送信機のブロック図である。
【図１５】本発明の実施例に係る受信機のブロック図である。
【図１６】本発明の実施例に係る受信機のブロック図である。
【図１７】本発明に係る方法の実施例の主要ステップを示すフローチャートである。
【図１Ａ】
2007514353.tif 000005
【図１Ｂ】
2007514353.tif 000006
【図２】
2007514353.tif 000007
【図３】
2007514353.tif 000008
【図４】
2007514353.tif 000009
【図５】
2007514353.tif 000010
【図６】
2007514353.tif 000011
【図７】
2007514353.tif 000012
【図８Ａ】
2007514353.tif 000013
【図８Ｂ】
2007514353.tif 000014
【図８Ｃ】
2007514353.tif 000015
【図８Ｄ】
2007514353.tif 000016
【図９】
2007514353.tif 000017
【図１０】
2007514353.tif 000018
【図１１Ａ】
2007514353.tif 000019
【図１１Ｂ】
2007514353.tif 000020
【図１１Ｃ】
2007514353.tif 000021
【図１２Ａ】
2007514353.tif 000022
【図１２Ｂ】
2007514353.tif 000023
【図１２Ｃ】
2007514353.tif 000024
【図１３】
2007514353.tif 000025
【図１４】
2007514353.tif 000026
【図１５】
2007514353.tif 000027
【図１６】
2007514353.tif 000028
【図１７】
2007514353.tif 000029
【手続補正書】
【提出日】平成18年7月24日(2006.7.24)
【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】
キャリアのセットを利用しかつ所定のシンボル長を有するマルチキャリアシステム（１０）におけるノード（２０，３０）間の通信方法であって、
非同期のノード（２０，３０）間の通信のためのキャリア（ｆ１−ｆｍ）のサブセットを予約するステップであって、前記キャリア（ｆ１−ｆｍ）のサブセットに含まれる少なくとも１つのキャリアを前記マルチキャリアシステム（１０）におけるノード（２０，３０）に割り当てることにより、前記ノード（２０，３０）のノード識別と前記少なくとも１つのキャリアとの関係を確立する、ステップと、
所定の送信期間の間、第１ノード（２０，３０）の前記キャリア（ｆ１−ｆｍ）のサブセットに含まれる前記少なくとも１つのキャリアにおいて位相が連続した正弦波信号（９９；９９Ａ−Ｂ；１２０；１２１）を送信するステップであって、前記所定の送信期間は前記所定のシンボル長の連続したｎ個の継続時間に対応し、ここでｎは１より大きい整数である、ステップと、
第２ノード（２０，３０）において前記送信された正弦波信号（９８；９８Ａ−Ｂ；１２２；１２４）を受信するステップと、
少なくとも前記受信された正弦波信号（９８；９８Ａ−Ｂ；１２２；１２４）の周波数と前記第１ノード（２０，３０）の前記ノード識別に関する情報とを順番に関連付けることを含む、受信された正弦波信号（９８；９８Ａ−Ｂ；１２２；１２４）を解釈するステップであって、無線通信距離の範囲内の前記第１ノード（２０，３０）の存在を決定する、ステップと、
を含むことを特徴とする通信方法。
【請求項２】
前記受信された正弦波信号（９８；９８Ａ−Ｂ；１２２；１２４）を解釈するステップは、さらに、
前記受信された正弦波信号（９８；９８Ａ−Ｂ；１２２；１２４）と前記第１ノード（２０，３０）に関連付けられた予想周波数との周波数差として相対的ドップラー量を導出するステップと、
前記相対的ドップラー量を、前記第２ノード（２０，３０）の前記第１ノード（２０，３０）方向の速度成分と関連付けるステップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
【請求項３】
前記受信された正弦波信号（９８；９８Ａ−Ｂ；１２２；１２４）を解釈するステップは、
前記相対的ドップラー量の符号を、前記第２ノード（２０，３０）が前記第１ノード（２０，３０）に近づく方向または離れる方向の何れに移動するかに関する情報と関連付けるステップを含むことを特徴とする請求項２に記載の通信方法。
【請求項４】
前記受信された正弦波信号（９８；９８Ａ−Ｂ；１２２；１２４）を解釈するステップは、
前記第１ノード（２０，３０）の送信強度と比較された受信信号強度の平均値として相対的パス損失を導出するステップと、
前記相対的パス損失を、前記第１ノードと前記第２ノード（２０，３０）との距離の推定値と関連付けるステップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
【請求項５】
さらに、
非同期のノード（２０，３０）間で送信されるデータの符号化に従って、連続する前記所定の送信期間において前記第１ノード（２０，３０）の前記正弦波信号（９９；９９Ａ−Ｂ；１２０；１２１）の特徴を変更するステップと、
前記送信データを取得するため前記第２ノード（２０，３０）において前記受信された正弦波信号を復号するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の通信方法。
【請求項６】
前記復号ステップは、受信シンボルのｎ番目毎に実行されることを特徴とする請求項５に記載の通信方法。
【請求項７】
前記符号化は、連続する２つの前記所定の送信期間における前記正弦波信号（９９；９９Ａ−Ｂ；１２０；１２１）の振幅変化に関与することを特徴とする請求項６に記載の通信方法。
【請求項８】
前記符号化は、連続する２つの前記所定の送信期間における前記正弦波信号（９９；９９Ａ−Ｂ；１２０；１２１）のスイッチオフおよびスイッチオンのそれぞれを含むことを特徴とする請求項７に記載の通信方法。
【請求項９】
前記符号化は、連続する２つの前記所定の送信期間における前記正弦波信号（９９；９９Ａ−Ｂ；１２０；１２１）の位相シフトに関与することを特徴とする請求項６に記載の通信方法。
【請求項１０】
正弦波信号（９９Ａ，９９Ｂ）は前記所定のキャリア（ｆ１−ｆｍ）のサブセットに含まれる少なくとも２つのキャリアとして送信され、非同期のノード間で送信されるデータの前記符号化は前記所定のキャリア（ｆ１−ｆｍ）のサブセットに含まれる少なくとも２つのキャリアを利用することを特徴とする請求項５乃至請求項９の何れか一項に記載の通信方法。
【請求項１１】
非同期のノード間で送信されるデータの前記符号化は、前記所定のキャリア（ｆ１−ｆｍ）のサブセットに含まれる少なくとも２つのキャリアのうち、少なくとも２つ前記正弦波信号（９９；９９Ａ−Ｂ；１２０；１２１）の開始の時間差を利用することを特徴とする請求項１０に記載の通信方法。
【請求項１２】
前記第１ノードは基地局（２０）であり、前記第２ノードは移動端末（３０）であることを特徴とする請求項１乃至請求項１１の何れか一項に記載の通信方法。
【請求項１３】
非同期のノード（２０，３０）間で送信される前記データは、基地局（２０）変更の手順を補助するデータを含むことを特徴とする請求項１２に記載の通信方法。
【請求項１４】
非同期のノード（２０，３０）間で送信される前記データは、ページングの手順を補助するデータを含むことを特徴とする請求項１２に記載の通信方法。
【請求項１５】
非同期のノード（２０，３０）間で送信される前記データは、負荷量指示と利用可能なランダムアクセスチャネルのリストから選択されたデータを含むことを特徴とする請求項１２乃至請求項１４の何れか一項に記載の通信方法。
【請求項１６】
前記第１ノードおよび前記第２ノードの両方が基地局（２０）であり、
非同期のノード間で送信される前記データは、基地局（２０）同期の手順を補助するデータを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項１２の何れか一項に記載の通信方法。
【請求項１７】
前記第１ノードおよび前記第２ノードの両方が移動端末（３０）であることを特徴とする請求項１乃至請求項１２の何れか一項に記載の通信方法。
【請求項１８】
非同期のノード（２０，３０）間の通信のために予約される前記キャリア（ｆ１−ｆｍ）のサブセットに含まれるキャリアは、前記キャリアのセットの周波数バンドに分散されることを特徴とする請求項１乃至請求項１７の何れか一項に記載の通信方法。
【請求項１９】
非同期のノード（２０，３０）間の通信のために予約される前記キャリア（ｆ１−ｆｍ）のサブセットに含まれるキャリアは、周波数方向に等距離に予約されることを特徴とする請求項１乃至請求項１８の何れか一項に記載の通信方法。
【請求項２０】
前記マルチキャリアシステムは、直交周波数分割多重システムであることを特徴とする請求項１乃至請求項１９の何れか一項に記載の通信方法。
【請求項２１】
マルチキャリア無線通信システムのノード（２０，３０）であって、
キャリアのセットにおいて所定のシンボル長を有する信号を提供するよう構成されたシグナルプロセッサ（２８）と、
前記シグナルプロセッサ（２８）により提供された前記信号を送信するよう構成された送信機（２４）と、
を含んでおり、
所定のキャリア（ｆ１−ｆｍ）のサブセットを非同期のノード（２０，３０）間の通信のために予約し、前記キャリア（ｆ１−ｆｍ）のサブセットに含まれる少なくとも１つのキャリアを前記マルチキャリアシステム（１０）におけるノードに割り当てることにより、前記ノード（２０，３０）のノード識別と前記少なくとも１つのキャリアとの関係を確立し、
前記シグナルプロセッサ（２８）は、さらに、前記所定のシンボル長のｎ回からなる所定の送信期間の間、少なくとも前記ノードに割り当てられたキャリア（ｆ１−ｆｍ）において位相が連続した正弦波信号（９９；９９Ａ−Ｂ；１２０；１２１）を提供するよう構成されており、ここでｎは１より大きい整数である、
ことを特徴とするノード。
【請求項２２】
前記シグナルプロセッサ（２８）は、逆フーリエ変換の手段を含むことを特徴とする請求項２１に記載のノード。
【請求項２３】
前記シグナルプロセッサ（２８）は、さらに、
前記所定のキャリア（ｆ１−ｆｍ）のサブセットに対応する符号器（２７）からの出力をスイッチオフするための手段（７４）と、
前記ノードと関連付けられる前記所定のキャリア（ｆ１−ｆｍ）のサブセットに含まれるキャリアに対応する正弦波信号（９９；９９Ａ−Ｂ；１２０；１２１）を提供する信号生成器（７３）と、
前記信号生成器（７３）および前記逆フーリエ変換手段（２５）からの出力を加算するよう構成された加算手段（７２）と、
を含むことを特徴とする請求項２２に記載のノード。
【請求項２４】
前記シグナルプロセッサ（２８）は、さらに、
前記ノードに関連付けられていない前記所定のキャリア（ｆ１−ｆｍ）のサブセットに含まれるキャリアに対応する符号器（２７）からの出力をスイッチオフするための手段（７４）と、
前記ノードと関連付けられていない前記所定のキャリア（ｆ１−ｆｍ）のサブセットに含まれるキャリアに対応する前記逆フーリエ変換手段（２５）へ入力される前記データシンボルの回転を提供する手段（７１）と、
を含んでおり、
前記回転は前記キャリアの周期的プレフィックスとロールオン／オフ期間における位相回転を補償することを特徴とする請求項２２に記載のノード。
【請求項２５】
マルチキャリア無線通信システムのノード（２０，３０）であって、
キャリアのセットにおいて所定のシンボル長を有する信号を受信するよう構成された受信機（３４）と、
前記受信機（３４）により提供される前記信号を処理するよう構成されたシグナルプロセッサ（３８）と、
を含んでおり、さらに前記シグナルプロセッサ（３８）は、
少なくとも所定のキャリア（ｆ１−ｆｍ）のサブセットにおいて位相が連続した正弦波信号（９８；９８Ａ−Ｂ；１２２；１２４）の存在を検出し、前記所定のキャリア（ｆ１−ｆｍ）のサブセットは非同期のノード（２０，３０）間の通信に予約されており、前記キャリア（ｆ１−ｆｍ）のサブセットに含まれる少なくとも１つのキャリアを前記マルチキャリアシステム（１０）におけるノード（２０，３０）に割り当てることにより、前記ノード（２０，３０）のノード識別と前記少なくとも１つのキャリアとの関係を確立し、
少なくとも前記受信された正弦波信号（９８；９８Ａ−Ｂ；１２２；１２４）の周波数を、前記受信された正弦波信号（９８；９８Ａ−Ｂ；１２２；１２４）を送信しているノードの前記識別に関する情報として解釈する、
よう構成されていることを特徴とするノード。
【請求項２６】
前記シグナルプロセッサ（３４）は、フーリエ変換手段（３５）を含むことを特徴とする請求項２５に記載のノード。
【請求項２７】
前記シグナルプロセッサ（３４）は、前記フーリエ変換手段（３５）から前記所定のキャリア（ｆ１−ｆｍ）のサブセットに対応するあらゆる出力の強度を検出する手段を含むことを特徴とする請求項２６に記載のノード。
【請求項２８】
前記マルチキャリアシステム（１０）は直交周波数分割多重システムであることを特徴とする請求項２１乃至請求項２７のいずれか一項に記載のノード。
【請求項２９】
前記ノードは基地局（２０）であることを特徴とする請求項２１乃至請求項２８のいずれか一項に記載のノード。
【請求項３０】
前記ノードは移動端末（３０）であることを特徴とする請求項２１乃至請求項２８のいずれか一項に記載のノード。
【請求項３１】
請求項２１乃至請求項３０のいずれか一項に記載のノード（２０，３０）を含むことを特徴とする無線通信システム（１０）。
【国際調査報告】
2007514353.tif 000030
2007514353.tif 000031