(57)【要約】  アップリンクデータ通信のための直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を使用するワイヤレス通信ネットワークにおいて移動ターミナルとベースステーションとの間のレンジングを容易にするため、移動ターミナルにより使用される周期的レンジングチャンネルが定義される。このチャンネルは、ＯＦＤＭ周波数帯域の副搬送波周波数の複数Ｎのブロックを指定し、それらのブロックは、ＯＦＤＭ周波数帯域内で非連続的である。又、チャンネルは、１つ以上のＯＦＤＭ記号周期に及ぶＯＦＤＭサブフレーム内のタイムスロットも指定する。その指定されたタイムスロット内で副搬送波周波数の指定のＮ個のブロックにわたってレンジング送信が拡散信号として周期的に送出される。レンジング送信の期間は、ＯＦＤＭサブフレームの期間より短い。サブフレームに関連した時間及び周波数リソースを表わすタイルの概念的グリッドは、チャンネルの定義を容易にする。初期アクセス送信のための初期アクセスチャンネルを定義するために同様の解決策を使用することができる。【選択図】      図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動ターミナルとベースステーションとの間のアップリンクデータ通信のために直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を使用するワイヤレス通信ネットワークにおいて、移動ターミナルとベースステーションとの間の周期的レンジングを遂行する方法が、
前記移動ターミナルにより使用するための周期的レンジングチャンネルを定義することを含み、前記周期的レンジングチャンネルは、ＯＦＤＭ周波数帯域の副搬送波周波数の複数Ｎのブロックより成り、前記副搬送波周波数のＮ個のブロックは、前記ＯＦＤＭ周波数帯域内で非連続的であり、前記チャンネルは、更に、前記副搬送波周波数のＮ個のブロックを使用して前記移動ターミナルから前記ベースステーションへレンジング送信を送出すべきところのタイムスロットを特定のＯＦＤＭサブフレーム内に含み、前記タイムスロットは、１つ以上のＯＦＤＭ記号周期に及ぶが、前記ＯＦＤＭサブフレームの期間より短いものであり、更に、
前記周期的レンジングチャンネルを経て前記移動ターミナルから前記ベースステーションへレンジング送信を周期的に送出することを含み、前記送出することは、前記タイムスロット内に前記レンジング送信を拡散信号として送信することを含み、前記拡散信号は、前記Ｎ個のブロックの副搬送波周波数にわたって拡散され、前記レンジング送信の期間は、前記ＯＦＤＭサブフレームの期間より短いものである、方法。
【請求項２】
前記タイムスロットを構成するＯＦＤＭ記号周期の数は、前記移動ターミナルと前記ベースステーションとの間の推定又は決定された最大レンジング遅延に基づいて構成可能である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記タイムスロットを構成するＯＦＤＭ記号周期の数は、前記推定又は決定された最大レンジング遅延が増加するにつれて増加する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記レンジング送信は、メッセージ又は信号を含み、前記送信は、前記ＯＦＤＭサブフレームの前記タイムスロット内に前記Ｎ個のブロックの各副搬送波周波数にわたり前記メッセージ又は信号の構成要素を送信することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記タイムスロットは、前記サブフレームの複数の隣接ＯＦＤＭ記号周期に及び、前記レンジング送信は、前記タイムスロット内の先導バッファインターバル及び前記タイムスロット内の追跡バッファインターバルを含み、前記移動ターミナルは、前記先導バッファインターバル及び前記追跡バッファインターバルの間には前記メッセージ又は信号の前記構成要素の前記送信を控える、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記移動ターミナルは、第１の移動ターミナルであり、前記レンジング送信は、第１のレンジング送信であり、前記周期的レンジングチャンネルは、第２のレンジング送信を送出するために第２の移動ターミナルにより使用されるものでもあり、前記第１及び第２のレンジング送信の各々は、互いに直交するシーケンスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記周期的レンジングチャンネルは、前記ベースステーションのセルのセクタに関連され、前記副搬送波周波数のＮ個のブロック及び前記タイムスロットは、前記ＯＦＤＭ周波数レンジの副搬送波周波数ブロックの所定サブセット、及び全体的に前記セクタの周期的レンジング領域と称される前記サブフレームのＯＦＤＭ記号周期の所定サブセットから選択され、そして前記セクタの周期的レンジング領域は、時間及び周波数において接近セクタの周期的レンジング領域と整列される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記周期的レンジングチャンネルは、前記ベースステーションのセルのセクタに関連され、前記副搬送波周波数のＮ個のブロック及び前記タイムスロットは、副搬送波周波数ブロックの所定サブセット、及び全体的に前記セクタの周期的レンジング領域と称される前記サブフレームのＯＦＤＭ記号周期の所定サブセットから選択され、そして前記副搬送波周波数ブロックの前記所定サブセット及び前記ＯＦＤＭ記号周期の所定サブセットのいずれか一方又は両方は、接近セクタの周期的レンジング領域の各々副搬送波周波数ブロックのサブセット及びＯＦＤＭ記号周期のサブセットとは異なる、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記セクタの前記周期的レンジング領域の区分は、セル縁のユーザのための周期的レンジングチャンネルを定義するように意図され、前記区分は、セル縁のユーザのための周期的レンジングチャンネルを定義するように意図された前記接近セクタの周期的レンジング領域の区分と時間及び周波数において整列される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記副搬送波周波数のＮ個のブロック、及び前記周期的レンジングチャンネルを定義する前記タイムスロット、のいずれか一方又は両方が、ベースステーション信号の初期収集及び初期ダウンロードタイミングに使用される同期チャンネルの平均電力推定値に基づいて移動ターミナルにより動的に選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
移動ターミナルとベースステーションとの間のアップリンクデータ通信のために直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を使用するワイヤレス通信ネットワークにおいて、移動ターミナルとベースステーションとの間の周期的レンジングを遂行する方法が、
前記移動ターミナルの周期的レンジングチャンネルを定義することを含み、前記周期的レンジングチャンネルは、ＯＦＤＭ時間及び周波数リソースを表わすタイルの概念的グリッドにおいて複数Ｎのタイルとして表され、前記概念的グリッドは、ＯＦＤＭサブフレームの複数のＯＦＤＭ記号周期より成る時間次元と、ＯＦＤＭ周波数帯域の副搬送波の複数のブロックより成る周波数次元とを有し、前記Ｎ個のタイル各々は、１つ以上の前記ＯＦＤＭ記号周期の間に少なくとも前記移動ターミナルにより使用するための副搬送波の１つのブロックの割り当てを表わし、前記Ｎ個のタイルは、前記概念的グリッドの周波数次元において非連続的であり、前記Ｎ個のタイル各々は、前記概念的グリッドの時間次元において同じタイムスロットに及ぶものであり、前記タイムスロットの期間は、１つ以上のＯＦＤＭ記号周期であるが、前記ＯＦＤＭサブフレームの期間よりは短く、更に、
前記周期的レンジングチャンネルを経て前記移動ターミナルから前記ベースステーションへレンジング送信を周期的に送出することを含み、この送出することは、前記タイムスロット内に前記レンジング送信を拡散信号として送信することを含み、前記拡散信号は、前記Ｎ個のタイルの副搬送波周波数にわたって拡散され、前記レンジング送信の期間は、前記ＯＦＤＭサブフレームの期間より短いものである、方法。
【請求項１２】
前記タイムスロットを構成するＯＦＤＭ記号の数は、前記移動ターミナルと前記ベースステーションとの間の推定又は決定された最大レンジング遅延に基づいて構成可能である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記レンジング送信を構成するＯＦＤＭ記号周期の数は、前記推定又は決定された最大レンジング遅延が増加するにつれて増加する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記周期的レンジングチャンネルは、前記ベースステーションのセルのセクタに関連され、前記Ｎ個のタイルは、前記セクタの周期的レンジング領域と称される前記グリッドのタイルの所定サブセットから選択され、そして前記セクタの前記周期的レンジング領域は、時間次元及び周波数次元において、接近セクタの周期的レンジング領域と整列される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記周期的レンジングチャンネルは、前記ベースステーションのセルのセクタに関連され、前記Ｎ個のタイルは、前記セクタの周期的レンジング領域と称される前記グリッドのタイルの所定サブセットから選択され、そして前記セクタの前記周期的レンジング領域は、接近セクタの周期的レンジング領域とはサイズが異なる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記セクタの前記周期的レンジング領域の区分は、セル縁のユーザのための周期的レンジングチャンネルを定義するもので、前記区分は、時間次元及び周波数次元において前記接近セクタの周期的レンジング領域の区分と整列される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記周期的レンジングチャンネルを定義する前記Ｎ個のタイルは、ベースステーション信号の初期収集及び初期ダウンロードタイミングに使用される同期チャンネルの平均電力推定値に基づいて移動ターミナルにより動的に選択される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記概念的グリッドは、前記時間次元において６つのＯＦＤＭ記号周期を含み、前記複数Ｎのタイルは、３つのタイルであり、そして前記３つのタイル各々は、２つの隣接ＯＦＤＭ記号周期に及ぶものである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
前記周期的レンジングチャンネルは、第１の周期的レンジングチャンネルであり、前記レンジング送信は、第１のレンジング送信であり、更に、
第２の周期的レンジングチャンネル及び第３の周期的レンジングチャンネルを定義することを含み、前記第２及び第３の周期的レンジングチャンネル各々は、前記概念的グリッドの３つのタイルの個別セットとして表され、３つのタイルの各セットは、前記グリッドの周波数次元において非連続的であり且つ前記グリッドの時間次元において２つの隣接ＯＦＤＭ記号周期に及び、前記３つのタイルの各セットは、前記第１の周期的レンジングチャンネルの対応する３つのタイルと同じ副搬送波を前記グリッドの周波数次元に含み、
前記第２及び第３の周期的レンジングチャンネルを各々経て前記移動ターミナルから前記ベースステーションへ第２及び第３のレンジング送信を周期的に送出することを含み、前記送出することは、前記レンジング送信を拡散信号として送信することを含み、前記拡散信号は、前記２つのＯＦＤＭ記号周期の間に２つのＯＦＤＭ記号として前記Ｎ個のタイルの副搬送波周波数にわたって拡散され、前記レンジング送信の期間は、前記ＯＦＤＭサブフレームの期間より短い、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
移動ターミナルとベースステーションとの間のアップリンクデータ通信のために直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を使用するワイヤレス通信ネットワークにおいて、移動ターミナルからベースステーションへの初期アクセスを遂行する方法が、
前記移動ターミナルにより使用するための初期アクセスチャンネルを定義することを含み、前記初期アクセスチャンネルは、ＯＦＤＭ周波数帯域の副搬送波周波数の複数Ｎのブロックより成り、前記副搬送波周波数のＮ個のブロックは、前記ＯＦＤＭ周波数帯域内で非連続的であり、前記初期アクセスチャンネルは、更に、前記副搬送波周波数のＮ個のブロックを使用して前記移動ターミナルから前記ベースステーションへ初期アクセス送信を送出すべきところのタイムスロットを特定のＯＦＤＭサブフレーム内に含み、前記タイムスロットは、１つ以上のＯＦＤＭ記号周期に及ぶが、前記ＯＦＤＭサブフレームの期間より短く、更に、
前記周期的レンジングチャンネルを経て前記移動ターミナルから前記ベースステーションへ初期アクセス送信を送出することを含み、この送出することは、前記タイムスロット内に前記初期アクセス送信を拡散信号として送信することを含み、前記拡散信号は、前記Ｎ個のブロックの副搬送波周波数にわたって拡散され、前記初期アクセス送信の期間は、前記ＯＦＤＭサブフレームの期間より短く、
前記タイムスロットを構成するＯＦＤＭ記号周期の数は、前記移動ターミナルと前記ベースステーションとの間の推定又は決定された最大レンジング遅延に基づいて構成可能である、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、ワイヤレス通信技術に関するもので、より詳細には、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）技術に関する。
【０００２】
関連出願の相互参照：
本出願は、２００９年７月６日に出願された米国プロビジョナル特許出願第６１／２２３，１０８号の利益を主張するものであり、前記出願は、参考としてここにそのまま援用される。
【背景技術】
【０００３】
セルラーネットワークのようなワイヤレス通信ネットワークでは、複数の移動ステーション又は移動ターミナル（例えば、セルラー電話、スマートホン又は他の形態のワイヤレス通信装置）がアップリンク及び／又はダウンリンクデータ通信のために直交周波数分割多重化によりベースステーションと通信する。直交周波数分割多重化ネットワークは、ＷｉＭＡＸと称されるか、或いはあまり一般的でないが、ＷｉｒｅｌｅｓｓＭＡＮ又はエアインターフェイス規格とも称されるＩＥＥＥ８０２．１６規格のもとで提供されるようなセルベース高速サービスを容易にする。
【０００４】
ＯＦＤＭを使用するセルラーネットワークでは、セルのベースステーションは、ＯＦＤＭ周波数帯域副搬送波周波数を、特定のタイムスロットにおいて使用するためにセル内の移動ターミナルに割り当てるという役割を果たす。移動ターミナルとベースステーションとの間の距離が時間と共に変化する場合には、移動ターミナルとベースステーションとの間のワイヤレスデータ通信の送信遅延も変化する。これは、不都合にも、特定のタイムスロットに関してベースステーションで受信されるデータ通信に不整列を生じさせることがある。移動ターミナルがベースステーションと初めて通信するとき、例えば、移動ターミナルがセルに入るときや移動ターミナルがアイドリング周期から目覚めるときには、ベースステーションまでの距離がまだ確立されていないので、同様の問題が生じ得る。
【０００５】
本出願に関連した技術：
草案ＩＥＥＥ  ８０２．１６ｍ  System Description Document、ＩＥＥＥ  ８０２．１６ｍ−０８／００３ｒ１、２００８年４月１５日付には、次のように述べられている。
【０００６】
この［８０２．１６ｍ］規格は、ＩＥＥＥ  ８０２．１６  ＷｉｒｅｌｅｓｓＭＡＮ−ＯＦＤＭＡ仕様を、認可された帯域で動作するための進歩型エアインターフェイスを提供するように変更する。これは、ＩＭＴ−進歩型次世代移動ネットワークのセルラーレイヤ要件を満足する。この変更は、レガシーＷｉｒｅｌｅｓｓＭＡＮ−ＯＦＤＭＡ装置のための継続サポートを与えるものである。
【０００７】
そして、この規格は、次の目的を取り扱っている。
【０００８】
ｉ．この規格の目的は、レポートＩＴＵ−Ｒ  Ｍ．２０７２においてＩＴＵにより述べられたような将来の進歩型サービス及びアプリケーションをサポートするのに必要な性能改善を与えることである。
【０００９】
より一般的には、以下の実施形態は、マルチ搬送波又はＯＦＤＭ型技術をアップリンクに使用する通信システムに適用することができる。
【発明の概要】
【００１０】
１つの態様では、移動ターミナルとベースステーションとの間のアップリンクデータ通信に対して直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を使用するワイヤレス通信ネットワークにおいて、移動ターミナルとベースステーションとの間の周期的レンジングを遂行する方法は、移動ターミナルにより使用するための周期的レンジングチャンネルを定義することを含み、周期的レンジングチャンネルは、ＯＦＤＭ周波数帯域の副搬送波周波数の複数Ｎのブロックより成り、副搬送波周波数のＮ個のブロックは、ＯＦＤＭ周波数帯域内で非連続的であり、そのチャンネルは、更に、副搬送波周波数のＮ個のブロックを使用して移動ターミナルからベースステーションへレンジング送信を送出すべきところのタイムスロットを特定のＯＦＤＭサブフレーム内に含み、このタイムスロットは、１つ以上のＯＦＤＭ記号周期に及ぶが、ＯＦＤＭサブフレームの期間より短く；そして更に、周期的レンジングチャンネルを経て移動ターミナルからベースステーションへレンジング送信を周期的に送出することも含み、この送出は、タイムスロット内にレンジング送信を拡散信号として送信することを含み、その拡散信号は、Ｎ個のブロックの副搬送波周波数にわたって拡散され、レンジング送信の期間は、ＯＦＤＭサブフレームの期間より短い。
【００１１】
別の態様では、移動ターミナルとベースステーションとの間のアップリンクデータ通信に対して直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を使用するワイヤレス通信ネットワークにおいて、移動ターミナルとベースステーションとの間の周期的レンジングを遂行する方法は、移動ターミナルのための周期的レンジングチャンネルを定義することを含み、この周期的レンジングチャンネルは、ＯＦＤＭ時間及び周波数リソースを表わすタイルの概念的グリッドにおいて複数Ｎのタイルとして表され、その概念的グリッドは、ＯＦＤＭサブフレームの複数のＯＦＤＭ記号周期より成る時間次元と、ＯＦＤＭ周波数帯域の副搬送波の複数のブロックより成る周波数次元とを有し、Ｎ個のタイルの各々は、１つ以上のＯＦＤＭ記号周期の間に少なくとも移動ターミナルにより使用するための副搬送波の１つのブロックの割り当てを表わし、Ｎ個のタイルは、概念的グリッドの周波数次元において非連続的であり、Ｎ個のタイルの各々は、概念的グリッドの時間次元において同じタイムスロットに及ぶものであり、タイムスロットの期間は、１つ以上のＯＦＤＭ記号周期であるが、ＯＦＤＭサブフレームの期間よりは短く；そして更に、周期的レンジングチャンネルを経て移動ターミナルからベースステーションへレンジング送信を周期的に送出することも含み、この送出は、タイムスロット内にレンジング送信を拡散信号として送信することを含み、その拡散信号は、Ｎ個のタイルの副搬送波周波数にわたって拡散され、レンジング送信の期間は、ＯＦＤＭサブフレームの期間より短い。
【００１２】
更に別の態様では、移動ターミナルとベースステーションとの間のアップリンクデータ通信に対して直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を使用するワイヤレス通信ネットワークにおいて、移動ターミナルからベースステーションへの初期アクセスを遂行する方法は、移動ターミナルにより使用するための初期アクセスチャンネルを定義することを含み、その初期アクセスチャンネルは、ＯＦＤＭ周波数帯域の副搬送波周波数の複数Ｎのブロックより成り、副搬送波周波数のＮ個のブロックは、ＯＦＤＭ周波数帯域内で非連続的であり、初期アクセスチャンネルは、更に、副搬送波周波数のＮ個のブロックを使用して移動ターミナルからベースステーションへ初期アクセス送信を送出すべきところのタイムスロットを特定のＯＦＤＭサブフレーム内に含み、このタイムスロットは、１つ以上のＯＦＤＭ記号周期に及ぶが、ＯＦＤＭサブフレームの期間より短く；そして更に、周期的レンジングチャンネルを経て移動ターミナルからベースステーションへ初期アクセス送信を送出することも含み、この送出は、タイムスロット内に初期アクセス送信を拡散信号として送信することを含み、その拡散信号は、Ｎ個のブロックの副搬送波周波数にわたって拡散され、初期アクセス送信の期間は、ＯＦＤＭサブフレームの期間より短く、タイムスロットを構成するＯＦＤＭ記号周期の数は、移動ターミナルとベースステーションとの間の推定又は決定最大レンジング遅延に基づいて構成可能である。
【００１３】
本発明の態様及び特徴は、当業者であれば、添付図面及びアペンディックスに関連して特定実施形態の以下の詳細な説明を検討すれば、明らかとなるであろう。
【００１４】
本発明の実施形態は、添付図面を参照して、一例として以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】セルラー通信システムのブロック図である。
【図２】本開示の幾つかの実施形態を具現化するのに使用される規範的ベースステーションのブロック図である。
【図３】本開示の幾つかの実施形態を具現化するのに使用される規範的ワイヤレスターミナルのブロック図である。
【図４】本開示の幾つかの実施形態を具現化するのに使用される規範的中継ステーションのブロック図である。
【図５】本開示の幾つかの実施形態を具現化するのに使用される規範的ＯＦＤＭ送信器アーキテクチャーの論理的分析のブロック図である。
【図６】本開示の幾つかの実施形態を具現化するのに使用される規範的ＯＦＤＭ受信器アーキテクチャーの論理的分析のブロック図である。
【図７】レンジングチャンネルの定義を容易にする、ＯＦＤＭサブフレームに関連した時間及び周波数リソースを表わす概念的グリッドを示す。
【図８】レンジングチャンネルの定義を容易にする、ＯＦＤＭサブフレームに関連した時間及び周波数リソースを表わす概念的グリッドを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
種々の図面において同様の要素を示すために同じ参照番号が使用されている。
【００１７】
ワイヤレスシステムの概略
添付図面を参照すれば、図１は、対応するベースステーション（ＢＳ）１４により各々サービスされる複数のセル１２内のワイヤレス通信をコントロールするベースステーションコントローラ（ＢＳＣ）１０を示している。ある構成では、各セルが更に複数のセクタ１３又はゾーン（図示せず）へと分割される。一般的に、各ベースステーション１４は、その対応ベースステーション１４に関連したセル１２内の移動及び／又はワイヤレスターミナル１６とのＯＦＤＭを使用して通信を容易にする。ベースステーション１４に関連した移動ターミナル１６の移動は、チャンネル条件の著しい変動を生じさせる。図示されたように、ベースステーション１４及び移動ターミナル１６は、通信のための空間的ダイバーシティを与えるために複数のアンテナを備えている。ある構成では、中継ステーション１５がベースステーション１４とワイヤレスターミナル１６との間の通信を助成する。ワイヤレスターミナル１６は、いずれのセル１２、セクタ１３、ゾーン（図示せず）、ベースステーション１４又は中継ステーション１５から、他のセル１２、セクタ１３、ゾーン（図示せず）、ベースステーション１４、又は中継ステーション１５へハンドオフすることもできる。ある構成では、ベースステーション１４は、互いに通信すると共に、バックホールネットワーク１１を経て別のネットワーク（例えば、コアネットワーク又はインターネット、どちらも図示せず）と通信する。ある構成では、ベースステーションコントローラ１０が必要とされない。
【００１８】
図２を参照すれば、ベースステーション１４の一例が示されている。ベースステーション１４は、一般的に、コントロールシステム２０、基本帯域プロセッサ２２、送信回路２４、受信回路２６、複数のアンテナ２８、及びネットワークインターフェイス３０を備えている。受信回路２６は、移動ターミナル１６（図３に示す）により構成される１つ以上のリモート送信器及び中継ステーション１５（図４に示す）から情報を保持する高周波信号を受信する。低ノイズ増幅器及びフィルタ（図示せず）は、増幅を行いそして基本帯域干渉を処理のために信号から除去するように協働する。次いで、ダウン変換及びデジタル化回路（図示せず）は、フィルタされた受信信号を中間又は基本帯域周波数信号へダウン変換し、これが、次いで、１つ以上のデジタルストリームへデジタル化される。
【００１９】
基本帯域プロセッサ２２は、デジタル化された受信信号を処理して、受信信号で搬送された情報又はデータビットを抽出する。この処理は、典型的に、復調、デコーディング、及びエラー修正動作を含む。従って、基本帯域プロセッサ２２は、一般的に、１つ以上のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）において具現化される。受信された情報は、次いで、ネットワークインターフェイス３０を経てワイヤレスネットワークを横切って送出されるか、又はベースステーション１４によりサービスされる別の移動ターミナル１６へ直接的に又は中継ステーション１５の助けで送信される。
【００２０】
送信側では、基本帯域プロセッサ２２は、音声、データ又はコントロール情報を表わすデジタル化データをコントロールシステム２０のコントロールのもとでネットワークインターフェイス３０から受信し、そしてそのデータを送信のためにエンコードする。エンコードされたデータは、送信回路２４へ出力され、ここで、望ましい送信周波数（１つ又は複数）をもつ１つ以上の搬送波信号により変調される。電力増幅器（図示せず）は、変調された搬送波信号を送信に適したレベルへ増幅し、そして変調された搬送波信号を、マッチングネットワーク（図示せず）を経てアンテナ２８へ配送する。変調及び処理は、以下で詳細に述べる。
【００２１】
図３には、移動ターミナル１６の一例が示されている。ベースステーション１４と同様に、移動ターミナル１６は、コントロールシステム３２、基本帯域プロセッサ３４、送信回路３６、受信回路３８、複数のアンテナ４０、及びユーザインターフェイス回路４２を備えている。受信回路３８は、１つ以上のベースステーション１４及び中継ステーション１５から情報を保持する高周波信号を受信する。低ノイズ増幅器及びフィルタ（図示せず）は、増幅を行いそして基本帯域干渉を処理のために信号から除去するように協働する。次いで、ダウン変換及びデジタル化回路（図示せず）は、フィルタされた受信信号を中間又は基本帯域周波数信号へダウン変換し、これが、次いで、１つ以上のデジタルストリームへデジタル化される。
【００２２】
基本帯域プロセッサ３４は、デジタル化された受信信号を処理して、受信信号で搬送された情報又はデータビットを抽出する。この処理は、典型的に、復調、デコーディング、及びエラー修正動作を含む。基本帯域プロセッサ３４は、一般的に、１つ以上のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）において具現化される。
【００２３】
送信については、基本帯域プロセッサ３４は、音声、ビデオ、データ又はコントロール情報を表わすデジタル化データをコントロールシステム３２から受信し、それを送信のためにエンコードする。エンコードされたデータは、送信回路３６へと出力され、ここで、望ましい送信周波数（１つ又は複数）の１つ以上の搬送波信号を変調するように変調器により使用される。電力増幅器（図示せず）は、変調された搬送波信号を送信に適したレベルへ増幅し、そして変調された搬送波信号を、マッチングネットワーク（図示せず）を通してアンテナ４０へ配送する。当業者に利用できる種々の変調及び処理技術を使用して、移動ターミナルとベースステーションとの間で直接的に又は中継ステーションを経て信号送信が行われる。
【００２４】
ＯＦＤＭ変調では、送信帯域が複数の直交搬送波に分割される。各搬送波は、送信されるべきデジタルデータに基づき変調される。ＯＦＤＭは、送信帯域を複数の搬送波に分割するので、搬送波当たりの帯域巾が減少し、そして搬送波当たりの変調時間が増加する。複数の搬送波は、並列に送信されるので、所与の搬送波におけるデジタルデータ又は記号の送信レートは、単一の搬送波を使用するときより低い。
【００２５】
ＯＦＤＭ変調は、送信されるべき情報に対する逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）の性能を使用する。復調の場合は、受信信号に対する高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の性能が送信情報を回復する。実際上、ＩＦＦＴ及びＦＦＴは、各々、逆離散的フーリエ変換（ＩＤＦＴ）及び離散的フーリエ変換（ＤＦＴ）を実行するデジタル信号処理によって行われる。従って、ＯＦＤＭ変調を特徴付ける特徴は、直交搬送波が送信チャンネル内の複数の帯域について発生されることである。変調信号は、送信レートが比較的低くてそれらの各帯域内に留まることのできるデジタル信号である。個々の搬送波は、デジタル信号により直接的に変調されず、むしろ、全ての搬送波がＩＦＦＴ処理により一度に変調される。
【００２６】
動作中に、ＯＦＤＭは、少なくともベースステーション１４から移動ターミナル１６へのダウンリンク送信に使用される。各ベースステーション１４には、“ｎ”個の送信アンテナ２８が装備され（ｎ≧１）そして各移動ターミナル１６には、“ｍ”個の受信アンテナ４０が装備される（ｍ≧１）。特に、各アンテナは、適当なデュープレクサ又はスイッチを使用して受信及び送信に使用され、従って、明瞭化のためにのみ表わされている。
【００２７】
中継ステーション１５が使用されるときには、ＯＦＤＭは、ベースステーション１４から中継ステーション１５及び中継ステーション１５から移動ターミナル１６へのダウンリンク送信に使用される。
【００２８】
図４には、中継ステーション１５の一例が示されている。ベースステーション１４及び移動ターミナル１６と同様に、中継ステーション１５は、コントロールシステム１３２、基本帯域プロセッサ１３４、送信回路１３６、受信回路１３８、複数のアンテナ１３０、及び中継回路１４２を備えている。中継回路１４２は、中継ステーション１４がベースステーション１６と移動ターミナル１６との間の通信を助成できるようにする。受信回路１３８は、１つ以上のベースステーション１４及び移動ターミナル１６から情報を保持する高周波信号を受信する。低ノイズ増幅器及びフィルタ（図示せず）は、増幅を行いそして基本帯域干渉を処理のために信号から除去するように協働する。次いで、ダウン変換及びデジタル化回路（図示せず）は、フィルタされた受信信号を中間又は基本帯域周波数信号へダウン変換し、これが、次いで、１つ以上のデジタルストリームへデジタル化される。
【００２９】
基本帯域プロセッサ１３４は、デジタル化された受信信号を処理して、受信信号で搬送された情報又はデータビットを抽出する。この処理は、典型的に、復調、デコーディング及びエラー修正動作を含む。基本帯域プロセッサ１３４は、一般的に、１つ以上のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）において具現化される。
【００３０】
送信については、基本帯域プロセッサ１３４は、音声、ビデオ、データ又はコントロール情報を表わすデジタル化データをコントロールシステム１３２から受信し、それを送信のためにエンコードする。エンコードされたデータは、送信回路１３６へ出力され、ここで、望ましい送信周波数（１つ又は複数）の１つ以上の搬送波信号を変調するように変調器により使用される。電力増幅器（図示せず）は、変調された搬送波信号を送信に適したレベルへ増幅し、そして変調された搬送波信号を、マッチングネットワーク（図示せず）を通してアンテナ１３０へ配送する。上述したように、当業者に利用できる種々の変調及び処理技術を使用して、移動ターミナルとベースステーションとの間で直接的に又は中継ステーションを経て間接的に信号送信が行われる。
【００３１】
図５を参照して論理的ＯＦＤＭ送信アーキテクチャーについて説明する。最初、ベースステーションコントローラ１０は、種々の移動ターミナル１６へ送信されるべきデータをベースステーション１４へ直接的に又は中継ステーション１５の助けで送出する。ベースステーション１４は、移動ターミナルに関連したチャンネルクオリティインジケータ（ＣＱＩ）を使用して、データを送信についてスケジュールすると共に、そのスケジュールされたデータを送信するための適当なコード及び変調を選択する。ＣＱＩは、移動ターミナル１６から直接送られてもよいし、又は移動ターミナル１６により与えられる情報に基づいてベースステーション１４において決定されてもよい。いずれにせよ、各移動ターミナル１６のＣＱＩは、チャンネル振幅（又は応答）がＯＦＤＭ周波数帯域にわたって変化する程度の関数である。
【００３２】
ビットのストリームであるスケジュールされたデータ４４は、データスクランブルロジック４６を使用してデータに関連したピーク対平均電力比を減少するようにスクランブルされる。スクランブルされたデータの繰り返し冗長チェック（ＣＲＣ）が決定され、そしてＣＲＣ追加ロジック４８を使用してスクランブルされたデータに添付される。次いで、チャンネルエンコーダロジック５０を使用してチャンネルコーディングを遂行して、データに冗長度を効率的に追加し、移動ターミナル１６における回復及びエラー修正を容易にする。この場合も、特定の移動ターミナル１６に対するチャンネルコーディングは、ＣＱＩをベースとする。ある具現化においては、チャンネルエンコーダロジック５０は、既知のターボエンコーディング技術を使用する。エンコードされたデータは、次いで、エンコーディングに関連したデータ拡張を補償するためにレートマッチングロジック５２により処理される。
【００３３】
ビットインターリーバーロジック５４は、連続データビットのロスを最小にするためにエンコードされたデータにおけるビットを系統的に再順序付けする。それにより生じるデータビットは、マッピングロジック５６により、選択された基本帯域変調に基づいてそれに対応する記号へと系統的にマップされる。直角振幅変調（ＱＡＭ）又は直角位相シフトキー（ＱＰＳＫ）変調を使用するのが好ましい。変調の程度は、特定の移動ターミナルに対してＣＱＩに基づいて選択される。記号は、記号インターリーバーロジック５８を使用して、周波数選択的フェージングにより生じる周期的データロスに対する送信信号の余裕度を更に強めるように系統的に再順序付けされる。
【００３４】
この点において、ビットのグループは、振幅及び位相コンステレーションにおける位置を表わす記号へとマップされている。空間的ダイバーシティが望まれるときには、記号のブロックは、送信信号を干渉により耐え且つ移動ターミナル１６においてより容易にデコードされるようにする形態で記号を変更するスペース／時間ブロックコード（ＳＴＣ）エンコーダロジック６０により処理される。ＳＴＣエンコーダロジック６０は、到来する記号を処理し、そしてベースステーション１４の送信アンテナ２８の数に対応する“ｎ”個の出力を与える。図５を参照して上述したコントロールシステム２０及び／又は基本帯域プロセッサ２２は、ＳＴＣエンコーディングをコントロールするためのマッピングコントロール信号を与える。この点において、“ｎ”個の出力に対する記号が、送信されるべきデータを表わし、そして移動ターミナル１６により回復できるものであると仮定する。
【００３５】
ここに示す例では、ベースステーション１４が２つのアンテナ２８（ｎ＝２）を有し、そしてＳＴＣエンコーダロジック６０が２つの記号出力ストリームを与えると仮定する。従って、ＳＴＣエンコーダロジック６０により出力される記号ストリームの各々は、理解を容易にするために個別に示された対応するＩＦＦＴプロセッサ６２へ送られる。当業者であれば、そのようなデジタル信号処理を単独で又はここに述べる他の処理と組み合わせて行うために１つ以上のプロセッサを使用できることが明らかであろう。ＩＦＦＴプロセッサ６２は、逆フーリエ変換を行うように各記号に対して動作するのが好ましい。ＩＦＦＴプロセッサ６２の出力は、時間ドメインの記号を与える。時間ドメインの記号は、プレフィックス挿入ロジック６４によりプレフィックスに関連されるフレームへとグループ分けされる。それにより生じる各信号は、デジタルドメインにおいて中間周波数へとアップ変換され、そしてそれに対応するデジタルアップ変換（ＤＵＣ）及びデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換回路６６を経てアナログ信号へと変換される。それにより生じる（アナログ）信号は、次いで、望ましいＲＦ周波数で同時に変調され、増幅され、そしてＲＦ回路６８及びアンテナ２８を経て送信される。特に、意図された移動ターミナル１６に知られたパイロット信号が副搬送波の間に散乱される。以下に詳細に述べる移動ターミナル１６は、チャンネル推定のためにパイロット信号を使用する。
【００３６】
図６を参照して、ベースステーション１４から直接又は中継ステーション１５の助けで送信された信号を移動ターミナル１６により受信することについて説明する。移動ターミナル１６の各アンテナ４０に送信信号が到着すると、各信号は、それに対応するＲＦ回路７０により復調され及び増幅される。簡略化及び明瞭化のために、２つの受信経路の一方のみについて詳細に述べる。アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ及びダウン変換回路７２は、アナログ信号をデジタル処理のためにデジタル化し及びダウン変換する。それにより生じるデジタル化信号は、受信信号のレベルに基づきＲＦ回路７０の増幅器の利得をコントロールするために自動利得コントロール回路（ＡＧＣ）７４により使用される。
【００３７】
最初に、デジタル化信号は、同期ロジック７６へ送られ、これは、多数のＯＦＤＭ記号をバッファして２つの連続するＯＦＤＭ記号間の自己相関を計算する粗同期ロジック７８を含む。それにより生じる、相関結果の最大値に対応する時間インデックスは、ヘッダに基づき正確なフレーミングスタート位置を決定するために微同期ロジック８０により使用される微同期サーチウインドウを決定する。微同期ロジック８０の出力は、フレーム整列ロジック８４によるフレーム取得を容易にする。その後のＦＦＴ処理で時間ドメインから周波数ドメインへの正確な変換をなすように、適切なフレーム整列が重要である。微同期アルゴリズムは、ヘッダにより搬送される受信パイロット信号と既知のパイロットデータのローカルコピーとの間の相関に基づく。フレーム整列取得が生じると、ＯＦＤＭ記号のプレフィックスがプレフィックス除去ロジック８６で除去され、そしてそれにより生じるサンプルが周波数オフセット修正ロジック８８へ送られ、これは、送信器及び受信器におけるマッチングのとられていないローカル発振器により生じるシステム周波数オフセットを補償する。好ましくは、同期ロジック７６は、周波数オフセット及びクロック推定ロジック８２を備え、これは、ヘッダに基づき、送信信号に対するそのような作用を推定し、そしてその推定を修正ロジック８８に与えてＯＦＤＭ記号を適切に処理する上で助けとなるものである。
【００３８】
この点において、時間ドメインのＯＦＤＭ記号は、ＦＦＴ処理ロジック９０を使用して周波数ドメインへ変換する準備ができる。その結果は、周波数ドメイン記号であり、処理ロジック９２へ送られる。処理ロジック９２は、散乱パイロット抽出ロジック９４を使用して散乱パイロット信号を抽出し、チャンネル推定ロジック９６を使用してその抽出されたパイロット信号に基づいてチャンネル推定を決定し、そしてチャンネル再構成ロジック９８を使用して全ての副搬送波に対するチャンネル応答を与える。各副搬送波に対するチャンネル応答を決定するために、パイロット信号は、本質的に、時間及び周波数の両方について既知のパターンでＯＦＤＭ副搬送波全体にわたりデータ記号間に散乱される複数のパイロット記号である。図６で続けると、処理ロジックは、受信したパイロット記号を、ある時間にある副搬送波において予想されるパイロット記号と比較して、パイロット記号が送信される副搬送波に対するチャンネル応答を決定する。その結果は、パイロット記号が与えられなかった残りの副搬送波の全部でなくてもそのほとんどに対してチャンネル応答を推定するように補間される。実際の及び補間されたチャンネル応答は、ＯＦＤＭチャンネルの副搬送波の全部でなくてもそのほとんどに対してチャンネル応答を含む全体的チャンネル応答を推定するのに使用される。
【００３９】
各受信経路に対してチャンネル応答から導出される周波数ドメイン記号及びチャンネル再構成情報は、ＳＴＣデコーダ１００へ送られ、これは、両受信経路に対してＳＴＣデコーディングを行って、送信器号を回復する。チャンネル再構成情報は、各周波数ドメイン記号を処理するとき送信チャンネルの作用を除去するのに充分なイコライゼーション情報をＳＴＣデコーダ１００に与える。
【００４０】
回復された記号は、送信器の記号インターリーバーロジック５８に対応する記号デインターリーバーロジック１０２を使用して順番に戻される。デインターリーブされた記号は、次いで、デマッピングロジック１０４を使用して対応するビットストリームへ復調され又はデマップされる。ビットは、次いで、送信器アーキテクチャーのビットインターリーバーロジック５４に対応するビットデインターリーバーロジック１０６を使用してデインターリーブされる。デインターリーブされたビットは、次いで、レートデマッチングロジック１０８により処理され、そしてチャンネルデコーダロジック１１０に送られて、最初にスクランブルされたデータ及びＣＲＣチェック和を回復させる。従って、ＣＲＣロジック１１２は、ＣＲＣチェック和を除去し、スクランブルされたデータを慣習的な形態でチェックし、そしてそれを、既知のベースステーションデスクランブリングコードを使用してデスクランブルするためにデスクランブリングロジック１１４に与え、最初に送信されたデータ１１６を回復させる。
【００４１】
データ１１６を回復するのと並列に、ＣＱＩ、又は少なくともベースステーション１４においてＣＱＩを生成するに充分な情報が決定されて、ベースステーション１４へ送信される。上述したように、ＣＱＩは、搬送波対干渉比（ＣＲ）、及びＯＦＤＭ周波数帯域の種々の副搬送波にわたりチャンネル応答が変化する程度の関数である。この実施形態では、情報を送信するのに使用されるＯＦＤＭ周波数帯域の各副搬送波のチャンネル利得を互いに比較して、ＯＦＤＭ周波数帯域にわたってチャンネル利得が変化する程度が決定される。変化の程度を測定するのに多数の技術が利用できるが、その１つの技術は、データの送信に使用されるＯＦＤＭ周波数帯域全体にわたり各副搬送波のチャンネル利得の標準偏差を計算することである。
【００４２】
ある実施形態では、中継ステーションは、１つの無線部のみを使用して時分割的に動作してもよいし、或いは又複数の無線部を含んでもよい。
【００４３】
図１ないし６は、本発明の実施形態を具現化するのに使用できる通信システムの１つの特定例を示す。本発明の実施形態は、その特定例とは異なるアーキテクチャーを有するが、ここに述べる実施形態の具現化と一貫した仕方で動作する通信システムでも具現化できることを理解されたい。
【００４４】
図７は、図１の規範的セクタ１８の単一のＯＦＤＭサブフレームに対する割り当て可能な時間及び周波数リソースを表わす概念的グリッド７００を示す。或いは又、このグリッド７００は、「リソースブロック」と称されてもよい。ある実施形態において、概念的グリッド７００は、当該規範的セクタ１８又はセル１４（図１）のベースステーション１６のメモリ（明確に示さず）においてテーブル又は二次元アレイのような対応データ構造として表される。ベースステーションは、セクタ内で動作する移動ターミナル間にその表された時間及び周波数リソースを割り当てる役割を果たす。時間及び周波数リソース割り当てが概念的グリッド７００により表されたＯＦＤＭサブフレームは、セル又はセクタ内の種々の移動ターミナルから生じるベースステーション１６とのアップリンクデータ通信におけるＯＦＤＭフレームを構成するＦ個のサブフレームの１つであり、ここで、Ｆは、１より大きな整数である。
【００４５】
図示したように、概念的グリッド７００は、水平軸及び垂直軸に各々示された時間次元及び周波数次元を有する。グリッド７００の他の表現も可能である。グリッド７００は、概念的であり、ある実施形態では、実際上、論理的にも物理的にも表現されない（グリッドそれ自体としても他の仕方でも）。
【００４６】
グリッド７００の時間次元の各列は、単一のＯＦＤＭ記号周期を表わす。ＯＦＤＭ記号周期とは、ＯＦＤＭ記号を送信するために動作規格（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍ）により規定された所定の期間である。ここに示す例では、グリッド７００の時間次元は、ａ−ｆと示された６つの列を含む。列の数（６）は、表わされたＯＦＤＭサブフレームが６つのＯＦＤＭ記号周期の期間を有することを表わしている。別の実施形態では、時間次元におけるＯＦＤＭ記号周期の数が６より少なくても多くてもよい。
【００４７】
規範的な概念的グリッド７００の周波数次元は、７０１−７１６と示された１６の行を含む。行の数（１６）は、動作ＯＦＤＭ周波数帯域の副搬送波周波数（又は単に「副搬送波」）が１６のブロックに仕切られたことを表わす。副搬送波の１６ブロックの各々は、異なる移動ターミナルに割り当てることができ、更に、２つ以上の副搬送波が単一の移動ターミナルに指定されてもよい。別の実施形態では、周波数次元におけるブロックの数は、１６より少なくても多くてもよい。
【００４８】
周波数次元における各ブロックは、例えば、個数が６、９又は１８である複数の直交副搬送波周波数を含む（に及ぶ）。各ブロックにおける副搬送波周波数の範囲は、サブ範囲内の最も高い副搬送波から最も低い副搬送波周波数までの利得の変化が最小となるようなものである。換言すれば、各ブロックにおける副搬送波周波数の範囲は、チャンネルのコヒレンス帯域巾より小さい周波数に及ぶ。各副搬送波周波数を使用して、１つの変調記号を変調することができる。それ故、各副搬送波は、単一のＯＦＤＭ時間周期中に１ビットを表わすか、又は適切に変調される場合には２ビット以上を表わすことができる。
【００４９】
グリッド７００の行と列との間の各交点がタイルを形成する。タイルは、列により表されたＯＦＤＭ記号周期中に使用するための、行により表された副搬送波のブロックの割り当てを表わす。図７において、アルファニューメリック識別子を含むタイルは、そのアルファニューメリック識別子により識別されたチャンネルに時間及び周波数リソースが割り当てられたことを意味する。空のタイルは、そのタイルに関連した時間及び周波数リソースが割り当てられていないか、又はそれらが本開示とは無関係の（即ち、周期的レンジングとは無関係の）使用のために割り当てられたことを意味する。
【００５０】
上述した慣習に基づいて、図７は、グリッド７００の２１個の割り当てられたタイルを示すことが明らかである。より詳細には、タイル７０１ａ、７０８ａ、及び７１５ａは、識別子が“Ａ”である第１のチャンネルとして全体的に割り当てられ、タイル７０１ｂ、７０８ｂ、及び７１５ｂは、識別子が“Ｂ”である第１のチャンネルとして全体的に割り当てられ、タイル７０１ｃ、７０８ｃ、及び７１５ｃは、識別子が“Ｃ”である第１のチャンネルとして全体的に割り当てられ、タイル７０１ｄ、７０８ｄ、及び７１５ｄは、識別子が“Ｄ”である第１のチャンネルとして全体的に割り当てられ、タイル７０１ｅ、７０８ｅ、及び７１５ｅは、識別子が“Ｅ”である第１のチャンネルとして全体的に割り当てられ、タイル７０１ｆ、７０８ｆ、及び７１５ｆは、識別子が“Ｆ”である第１のチャンネルとして全体的に割り当てられ、そしてタイル７０２ａ、７０９ａ、及び７１６は、識別子が“Ｇ”である第１のチャンネルとして全体的に割り当てられている。以下に述べるように、割り当ては、ベースステーション１４又はベースステーションコントローラ１０により集中的に編成される。あるグリッド内の考えられる個別チャンネルの数は、Ｍと称される。例えば、図７の９６タイルの全グリッドが周期的レンジングに使用される場合には、Ｎ＝３（即ち、チャンネル当たり３つのタイルがある）と仮定すれば、Ｍは、９６／３、即ち３２となる。一般的に、Ｍは、構成可能である。
【００５１】
上述したように、特定のものに割り当てられる複数のタイルは、全体的にグリッド７００内の「チャンネル」（或いは「位置」又は「送信機会」）と称される。ここに示す実施形態では、各チャンネルを定義するタイルの数は、３である。即ち、図７において共通チャンネル識別子を有する３つのタイルの各セットは、チャンネルが割り当てられる特定の移動ターミナル１６により使用するための単一のチャンネルを定義する。従って、図７では、全部で７個の周期的レンジングチャンネルが定義され、即ちサブフレームに示されるチャンネルの数は、７（Ａ−Ｇ）である。一般的に、チャンネル当たり割り当てられるタイルの数は、Ｎであり、ここで、Ｎは、２以上の整数である。チャンネル当たりのタイル数は、同じセル１２又はセクタ１３（図１）でも、異なる移動ターミナル間で異なってもよく、そしておそらく、以下に述べるように、動的に構成することができる。
【００５２】
チャンネルと移動ターミナルとの関係は、１対１又は１対多のいずれかである。後者のケースでは、同じチャンネルを使用する各移動ターミナルは、以下に述べるように、複数の直交又は低相関シーケンスのうちの異なる１つを使用して、複数の移動ターミナルによりそのチャンネルに同時に送信された複数の信号の中からその信号をベースステーションにおいて確かめることができる。
【００５３】
明瞭化のため、図７において個別の移動ターミナルを識別するのに使用される識別子Ａ−Ｇは、グリッド７００の列を識別するのに使用される識別子ａ−ｆとは関係がないことを理解されたい。又、識別子Ａ−Ｇを使用して識別される移動ターミナルは、図１には必ずしも明確に示されていないことも理解されたい。更に、図７に示す割り当ては、特定の瞬間であることを理解されたい。移動ターミナル１６がアクチベートされるか又はデアクチベートされるとき、或いはそれらが当該セクタ１８に入るか又は出るとき、割り当てられたチャンネルが変化し得る。
【００５４】
図７のグリッドにおいて定義されたチャンネルは、周期的レンジングチャンネル（又は単に「レンジングチャンネル」）である。このようなチャンネルは、特に、レンジングに使用するための送信を搬送することを意図している。レンジングとは、移動ターミナルとベースステーションとの間の送信遅延による所定のアップリンクサブフレームタイミングからのワイヤレス送信のタイミングオフセットの程度を推定又は決定することを指す。周期的であることは、例えば、移動ターミナルとベースステーションとの間のデータ通信を必要に応じて調整して、当該セル、セクタ又はゾーン内の移動ターミナルの移動を考慮できるようにする。例えば、移動ターミナル１６がベースステーション１４から現在離れていると決定された場合には、移動ターミナル１６は、比較的大きなＭＳ対ＢＳ送信遅延を考慮するためにその送信を時間的に若干早目に送出する（前方時間シフト）ように構成される。対照的に、移動ターミナル１６がベースステーション１４に現在接近していると決定された場合には、移動ターミナル１６は、今度は、最小のＭＳ対ＢＳ送信遅延を考慮するためにその送信を時間的に若干遅れて送出する（後方時間シフト）ように構成される。これは、セル、セクタ又はゾーン内の種々の移動ターミナルから発生する送信を、ベースステーションに到着する際に互いに実質的に一致できるようにする。従って、サブフレームの隣接ＯＦＤＭ記号周期において異なる移動ターミナルから発生する送信と送信との間の干渉を最小にすることができる。
【００５５】
一般的に、移動ターミナルからベースステーションへ周期的レンジングチャンネルを経て周期的に送られる各レンジング送信は、既知のメッセージ、又は既知の信号のセットを含むことができる。このメッセージ又は信号は、ベースステーションにおいて定義されたアップリンクサブフレームのタイミングに対して移動送信の到着のタイミングを推定又は決定するためのものである。例えば、このメッセージ又は信号は、移動ターミナルから発生して受信されるワイヤレス送信と、ＯＦＤＭサブフレームタイムスロット（例えば、１つ以上のＯＦＤＭ記号周期）との間のタイミングオフセットを推定又は決定できるようにする。このメッセージ又は信号は、例えば、ウォルシュ(Walsh)シーケンス、ゴールドシーケンス又はザドフ−チュー(Zadoff-chu)シーケンスのような直交又は低相関シーケンスである。シーケンスがベースステーションによって指定される場合には、ベースステーションは、同じチャンネル（例えば、図７のチャンネルＡ）を使用する各移動ターミナルへ独特のシーケンスを指定する。例えば、チャンネルＡを使用する第１の移動ターミナルに指定されるシーケンスは、チャンネルＡを使用する第２の移動ターミナルに指定されるシーケンスとは個別のもので、それに対して直交するか又は低い相関を有する。ベースステーションは、チャンネルとチャンネルとの間のシーケンスを再使用してもよい。レンジング送信のコンテンツは、例えば、参考としてここに援用する規格ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ及び／又はＩＥＥＥ８０２．１６ｍのいずれか又は両方に定義される。
【００５６】
明瞭化のため、レンジング送信は、ＯＦＤＭデータ送信に使用されるパイロット記号とは個別である。レンジング送信とは、チャンネルを定義する複数の副搬送波を経て送られそしてレンジングの目的で使用されるシーケンスのような既知のメッセージ又は信号を指す。パイロット記号とは、チャンネル推定の目的で送信される既知の記号である。
【００５７】
周期的レンジングチャンネルは、次のように定義される。第１に、ＯＦＤＭフレームを構成するＦ個のサブフレームの１つが、その中に周期的レンジングチャンネルを定義するために最初に選択される。サブフレームの選択は、典型的に、移動ターミナル１６により行われるが、それは必ずしも全ての実施形態において真実ではない（例えば、ベースステーション１４により行われてもよい）。ある実施形態では、ＯＦＤＭサブフレームの選択が不要である。というのは、周期的レンジングに使用されるべきサブフレームが、所定のものだからである。
【００５８】
選択された又は所定のＯＦＤＭサブフレームの時間及び周波数リソースを表わす概念的グリッドは、チャンネル定義を容易にするために使用される。上述したように、図７には規範的グリッド７００が示されている。
【００５９】
その後、当該サブフレームの時間及び周波数リソースが、チャンネルに対して選択される。これは、概念的グリッド７００から複数Ｎのタイルを選択することにより達成される。この選択は、典型的に、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ及び／又は８０２．１６ｍに規定されたメカニズムに基づいて、ベースステーションにより行われて、移動ターミナル１６へ通信されるが、これは、必ずしも全ての実施形態において真実ではない。ＯＦＤＭサブフレーム及び／又はＮ個のタイルの選択は、同じセル、セクタ又はゾーン内の異なる移動ターミナルについて定義された周期的レンジングチャンネル間の競合を最小にするという観点で、全体的又は部分的にランダム化されるのも任意である。ある実施形態では、Ｎ個のタイルが選択されるところのタイルは、例えば、グリッドのあるタイルが予約されるか又は既に他の目的に使用されている場合には、グリッド内の全タイル数のサブセットが制限される。
【００６０】
ある実施形態では、副搬送波周波数の選択されたＮ個のブロック及び選択されたＯＦＤＭ記号周期の一方又は両方が、同期チャンネルの平均推定電力に基づいて移動ターミナル１６により動的に選択されてもよい。明瞭化のため、同期チャンネルとは、ベースステーションの信号の初期収集及び初期ダウンリンクタイミングのために移動ターミナルが使用するチャンネルである。移動ステーションは、ベースステーションからの同期チャンネルの受電電力を推定する。この推定で電力が高いことが示唆され、ユーザがベースステーションに近いことを指示する場合には、短期間のレンジングチャンネルが使用される（例えば、図７のように、１つのＯＦＤＭ記号周期の期間）。その推定で電力が低く、移動ターミナルがベースステーションに近くないことを示唆する場合には、長いチャンネル期間が使用される（例えば、図８のように、２つのＯＦＤＭ記号周期の期間）。受電電力の推定値は、ベースステーションによって送信された多数のダウンリンクメッセージ、例えば、放送メッセージ、シグナリングチャンネル、等から得られる。
【００６１】
単一の周期的レンジングチャンネルの定義中に選択されるＮ個のタイルの各々は、サブフレームの同じ時間周期に及び、即ち概念的グリッド７００の同じ列内に位置される。これは、選択された副搬送波ブロック各々の副搬送波を使用してレンジング送信が同時に送られることを反映する。選択された時間周期（即ち、例えば、選択された列）は、ここでは、チャンネルの「タイムスロット」とも称される。明瞭化のため、グリッド７００の各タイルが、１つのＯＦＤＭ記号周期の固定巾を有すると仮定すれば、複数のＯＦＤＭ記号周期に及ぶチャンネルは、Ｎの倍数である多数のタイルを有すると考えられる（例えば、チャンネルが及ぶＯＦＤＭ記号周期の数が２の場合には、タイルの数が２Ｎであると考えられる）。或いは又、単一の副搬送波周波数ブロックの複数の隣接ＯＦＤＭ記号周期が単一の「広い」タイルを形成すると考えられる場合には、複数列の広いチャンネルを構成するタイルの数がＮであると考えられる。これらの語義に関わらず、選択されたタイルは、概念的グリッド７００の周波数次元において非連続的である。換言すれば、２つの選択されたタイルがグリッド７００の当該列内で互いに隣接することはない。これは、各レンジング送信に周波数ダイバーシティを導入するという観点で、周波数選択的フェージングを阻止するように取り組むものである。
【００６２】
例えば、チャンネル“Ａ”について選択された図７の３つのタイル７０１ａ、７０８ａ及び７１５ａは、全て、グリッド７００の同じ列（列ａ）内にあり、それらは、全て、当該ＯＦＤＭサブフレームの同じＯＦＤＭ記号周期内に生じることを指示する。又、それらは、列ａ内で非連続的である。
【００６３】
少なくとも幾つかの実施形態におけるチャンネル定義の更に別の観点として、チャンネルを経てのレンジング送信として使用するためのシーケンスが指定される（例えば、ベースステーションにより）か、さもなければ、選択される。上述したように、所与のチャンネルに対するシーケンスは、移動ターミナル特有である。即ち、２つ以上の移動ターミナルによるレンジング送信に対して特定のチャンネル（例えば、図７のチャンネル“Ａ”）が使用される限り、そのチャンネルを使用する各移動ターミナルは、異なるシーケンスを使用する（例えば、複数の直交又は低相関シーケンスの１つ）。しかしながら、１つのチャンネルに使用されるシーケンスは、Ｎ個のタイルの異なるセットより成る別のチャンネルに使用されてもよい。ここに示す例では、シーケンスの長さＬは、１より大きい。ある実施形態では、レンジング送信は、シーケンスではない所定のメッセージ又は信号である（例えば、各チャンネルが１つの移動ターミナルのみによって使用される場合）。
【００６４】
ある実施形態では、ベースステーションは、ベースステーションからのダウンリンク接続を経ての通信により、Ｎ個のタイルのどれがチャンネルを定義するか、及び／又はそのチャンネルにどのシーケンスを使用するか、及び／又はそのチャンネルを経て移動ターミナルが使用するのはどのシーケンスか、移動ターミナルに通知する。この通信のためのメカニズムは、規格ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ及び／又は８０２．１６ｍに規定されている。
【００６５】
移動ターミナルは、チャンネルを定義するタイル及びそのチャンネルを経て使用されるシーケンスが分かると、その後、例えば、上述したレンジング送信を、チャンネルを経てベースステーションへ周期的に送出する。ここに示す実施形態において、レンジング送信を送出することは、長さＬの指定又は選択されたシーケンスを、ＯＦＤＭサブフレームの選択されたタイムスロット内でＮ個のブロックの副搬送波周波数にわたって拡散することを含み、拡散の結果として拡散信号が生じる。一般的に、送出することは、メッセージ又は信号の構成要素（例えば、シーケンスの部分又はビット）を、選択されたタイムスロット内でＮ個のブロックの各副搬送波周波数にわたって送信することを含む。チャンネルの期間が２つ以上のＯＦＤＭ記号周期に及ぶ場合には、ＯＦＤＭ記号は、隣接タイムスロットにおいて同じ副搬送波周波数にわたって送信されるデータとの干渉のおそれを減少するという観点で、チャンネル期間の一部分のみについて送信される。次いで、各レンジング送信は、ベースステーション１４において、ＯＦＤＭサブフレームのタイミングに対して移動ターミナルに生じる送信の現在タイミングオフセットを推定又は決定するために使用される。
【００６６】
ある実施形態において、各レンジング送信により使用されるＯＦＤＭ記号周期の数（例えば、チャンネルが及ぶ列の数）は、例えば、ベースステーション又は移動ターミナルにより、移動ターミナルとベースステーションとの間の推定又は決定された最大レンジング遅延に基づいて構成することができる。例えば、周期的レンジングチャンネルを構成するＯＦＤＭ記号周期の数は、推定又は決定された最大レンジング遅延の増加につれて増加される。レンジング送信の期間は、一般的に、ＯＦＤＭサブフレームの期間より短い。しかしながら、あるケースでは、例えば、移動ステーションとベースステーションとの間のレンジが大きい場合に、レンジング送信の期間がＯＦＤＭサブフレームの期間に一致する。
【００６７】
ある実施形態において、周期的レンジングチャンネルが定義されるサブフレームに対する概念的グリッドにおけるタイルのサブセットは、周期的レンジングチャンネルを定義するのに使用するために予約される。周期的レンジングチャンネルのために選択されるＮ個のタイルは、そのタイルのサブセットのみから選択される。例えば、図７において、予約されたタイルのサブセットは、グリッド７００の行７０１、７０２、７０８、７０９、７１５、及び７１６における全てのタイルである。この予約されたタイルのサブセットは、「周期的レンジング領域」と称される。ベースステーションは、当該セクタ又はセルの各移動ターミナルに、ダウンリンク通信により周期的レンジング領域の境界に関して通知する。その領域は、包囲されるタイルの識別子により指示されるか、又は包囲される副搬送波周波数ブロック及び／又はＯＦＤＭ記号周期の識別子により指示される。
【００６８】
ある実施形態において、特定のセクタに対して定義された周期的レンジング領域は、時間及び周波数の両方について接近セクタの周期的レンジング領域と整列される。例えば、特定のＯＦＤＭサブフレームに対する概念的グリッドが、互いに接近した２つのセクタに対して同じである場合には、それらの概念的グリッド内の予約されたタイルのサブセットも意図的に同じとされる。他の実施形態では、特定のセクタに対して定義された周期的レンジング領域は、時間又は周波数について他のセクタの周期的レンジング領域と整列されない。
【００６９】
周期的レンジング領域が定義された場合に、周期的レンジング領域のサイズ、即ちグリッドにおける予約されたタイルのサブセットの程度は、セクタ特有又はセル特有である。周期的レンジング領域のサイズが異なるセクタについて異なる場合には、少なくともセル縁のユーザの移動ターミナルによりおそらく使用するために予約された領域のセクタは、接近セクタ又はセル間のように周波数及び時間について整列されねばならない。この技術で知られたように、セル縁のユーザとは、その移動ターミナルがそれらの各ベースステーションから離れていて別のセルの境界に近づきつつあるユーザである。セル縁のユーザの移動ターミナルは、一般的に、ベースステーションにおいて受信されるように高い電力で送信を行う。これは、他のベースステーションにおいて望ましい信号の受信と干渉を生じ得る。例えば、セル縁のユーザに対して周期的レンジング領域を整列することで、これら高電力信号の送信を異なるセルにおいて同時に行うことができる。これは、レンジングに使用されるもの以外の時間及び周波数リソースを利用するデータ又は他の敏感な信号が、セル縁のユーザの高電力レンジング送信に対して保護されることを意味する。
【００７０】
図８は、図１の規範的なセル又はセクタに対する３つの周期的レンジングチャンネルの定義を示し、それらチャンネルは、図７に定義された７つの周期的レンジングチャンネルのいずれとも異なるものである。図８に使用される慣習は、図７に使用されたものと同じである。概念的グリッド７００と同様に、概念的グリッド８００は、１６行８０１−８１６及び６列ａ−ｆを含む。１６行は、図７と同様に動作ＯＦＤＭ周波数帯域を１６ブロックに仕切ることを表わし、そして６列ａ−ｆは、表わされたＯＦＤＭサブフレームの期間が６つのＯＦＤＭ記号周期であることを表わしている。
【００７１】
図８に示すように、３つの周期的レンジングチャンネルが定義される。“Ａ”と示された第１のチャンネルは、タイル８０１ａ−８０ｂ、８０８ａ−８０８ｂ及び８１５ａ−８１５ｂにより定義される。“Ｂ”と示された第２のチャンネルは、タイル８０１ｃ−８０ｄ、８０８ｃ−８０８ｄ及び８１５ｃ−８１５ｄにより定義される。“Ｃ”と示された第３のチャンネルは、タイル８０１ｅ−８０ｆ、８０８ｅ−８０８ｆ及び８１５ｅ−８１５ｆにより定義される。明瞭化のため、図８における識別子“Ａ”、“Ｂ”及び“Ｃ”は、図７に識別子“Ａ”、“Ｂ”及び“Ｃ”で示されたものと同じチャンネルを指すものではない。図８に定義された３つの周期的レンジングチャンネルは、主として、各チャンネルが１つではなく２つのＯＧＤＭ周期に及ぶという点で、図７のものとは異なる。これらのチャンネルを経て送られるレンジング送信（例えば、シーケンス）は、必ずしも、レンジングチャンネルの全期間中に送信されない。例えば、その各々は、チャンネルを定義する２つの列により定義されたタイムスロットの「中間部」を占有するようにタイミング合わせされた単一のＯＦＤＭ記号周期の期間中に送信される（即ち、タイムスロット内のレンジング送信の実体に先立つ先導バッファインターバル、及びタイムスロット内のレンジング送信の実体に後続する追跡バッファインターバルを伴い、その間、当該副搬送波にわたり移動ターミナルにより送られるデータはない）。バッファインターバルの期間（即ち、それらの期間の和）は、レンジング送信の実体を構成するメッセージ、信号又はシーケンスの期間に実質的に等しい。先導及び追跡バッファでシーケンスを送出することにより、サブフレームの先行又は後続タイムスロットにおいて送出されるデータとの干渉を防止又は制限することができる。チャンネルの時間／周波数リソースが重畳しないとすれば、各チャンネルのレンジング送信に対して同じシーケンスを使用することができる。
【００７２】
一般的に、上述した定義に関連した種々の方法及び技術並びに周期的レンジングチャンネルの使用は、初期アクセスチャンネルの定義及び使用にも使えることに注意されたい。初期アクセスチャンネルは、移動ターミナルが当該セル又はセクタへ入るとき或いはそれがアイドル周期から目覚めるときに移動ターミナルからベースステーションへの初期通信である初期アクセス送信を送出するのに使用される。初期アクセスは、一般的に、ベースステーションにおいて定義されるアップリンクサブフレームタイミングに対して移動送信の到着のタイミングを推定する目的で移動ステーションからベースステーションへの既知のメッセージ又は既知の信号のセットの１つの送信より成る。上述したレンジング送信と同様に、メッセージ又は信号は、例えば、ウォルシュ(Walsh)シーケンス、ゴールドシーケンス又はザドフ−チュー(Zadoff-chu)シーケンスのようなシーケンスである。特定のチャンネルを使用して第１の移動ターミナルに指定されるシーケンスは、同じチャンネルを使用して第２の移動ターミナルに指定されるシーケンスとは個別のもので、それに対して直交するか又は低い相関を有する。初期アクセスにおいて、サブフレームに対する移動送信のタイミングオフセットは、周期的レンジングの場合より著しく大きい。初期アクセスでは、使用すべきチャンネルは、この目的に対して一般的に利用でき又は予約された時間／周波数リソースの所定セットの中からランダムに選択される。
【００７３】
アペンディックスＡは、上述した実施形態の態様について述べる。
【００７４】
上述した種々の方法及び技術は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又はそれらの組み合わせで実施することができる。ファームウェア及び／又はソフトウェアの場合には、プロセッサ実行可能なインストラクションが、磁気記憶媒体又は光学ディスクのようなコンピュータ読み取り可能な又はマシン読み取り可能な媒体から、例えば、移動ターミナル、ベースステーション又はベースステーションコントローラのようなコンピューティング装置のメモリへロードされ、そしてその装置における１つ以上のプロセッサにより実行されて、当該方法又は技術を実施することができる。
【００７５】
本開示の上述した実施形態は、単なる例示に過ぎない。当業者であれば、本開示の範囲から逸脱せずに、特定の実施形態に対して改変、変更及び修正をなすことができよう。
【符号の説明】
【００７６】
１０：ベースステーションコントローラ
１２：セル
１３：セクタ
１４：ベースステーション
１５：中継ステーション
１６：移動ターミナル
２０：コントロールシステム
２２：基本帯域プロセッサ
２４：送信回路
２６：受信回路
２８：アンテナ
３０：ネットワークインターフェイス
３２：コントロールシステム
３４：基本帯域プロセッサ
３６：送信回路
３８：受信回路
４０：アンテナ
４２：ユーザインターフェイス回路
１３０：アンテナ
１３２：コントロールシステム
１３４：基本帯域プロセッサ
１３６：送信回路
１３８：受信回路
１４２：中継回路
【００７７】
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【００７８】
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【００７９】
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【００８０】
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【００８１】
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【００８２】
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【００８３】
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【００８４】
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【００８５】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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