(57)【要約】  信号フレームによりデータを送信する方法及びシステムが提供される。本方法は、信号フレーム内の第1のロケーションに第1の同期プリアンブルを挿入するステップと、信号フレーム内の第2のロケーションに第2の同期プリアンブルを挿入するステップであって、第2のロケーションを示す情報は、第1の同期プリアンブルにより搬送されている、ステップとを有する。本方法は無線通信環境内の受信装置に向けて信号フレームを発するステップも更に有する。
2013510451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号フレームによりデータを送信する方法であって、
a)前記信号フレーム内の第1のロケーションに第1の同期プリアンブルを挿入するステップと、
b)前記信号フレーム内の第2のロケーションに第2の同期プリアンブルを挿入するステップであって、該第2のロケーションを示す情報は、前記第1の同期プリアンブルにより搬送される、ステップと
無線通信環境内の受信装置に向けて前記信号フレームを発するステップと
を有する送信方法。
【請求項２】
前記信号フレームが、直交周波ス分割多重化(OFDM)方式の信号のフレームである、請求項1記載の送信方法。
【請求項３】
前記第2のロケーションを示す前記情報は、第1の同期シーケンスを通じて搬送される、請求項1記載の送信方法。
【請求項４】
前記第1の同期シーケンスは、前記第1のプリアンブル及び前記第2のプリアンブルの間の相対的なタイミングを示す情報を搬送する、請求項3記載の送信方法。
【請求項５】
前記第1の同期シーケンスは、前記第1のプリアンブル及び前記第2のプリアンブルの間のオフセットを示す情報を搬送する、請求項3記載の送信方法。
【請求項６】
前記第1の同期シーケンスが、送信装置のグループの識別子を示す情報を搬送し、前記信号フレームは、前記送信装置のグループに属する或る送信装置によって、前記受信装置に向けて送信される、請求項3記載の送信方法。
【請求項７】
前記グループ内の全ての送信装置は、前記第1の同期シーケンスを同時に送信する、請求項6記載の送信方法。
【請求項８】
前記第1の同期シーケンスは、前記第1の同期プリアンブルに対するブロードキャストヘッダの相対的なタイミング及び相対的な位置関係の内の少なくとも1つを示す情報を搬送する、請求項3記載の送信方法。
【請求項９】
前記第1の同期シーケンスは、前記第1の同期プリアンブルに対する従来のフレームの相対的なタイミング及び相対的な位置関係の内の少なくとも1つを示す情報を搬送する、請求項3記載の送信方法。
【請求項１０】
前記第2の同期プリアンブルは、前記送信装置のグループに所属する或る送信装置のローカルIDを示す情報を搬送する、請求項6記載の送信方法。
【請求項１１】
或る送信装置のローカルIDを示す前記情報は、第2の同期シーケンスにより搬送される、請求項10記載の送信方法。
【請求項１２】
前記第1の同期シーケンス及び前記第2の同期シーケンスの組み合わせが、前記受信装置に向けて前記信号フレームを送信する前記或る送信装置のセルIDを示す、請求項11記載の送信方法。
【請求項１３】
前記第1の同期シーケンス及び前記第2の同期シーケンスの内の少なくとも1つが、制御情報を搬送する、請求項11記載の送信方法。
【請求項１４】
前記第1の同期シーケンスが第1のシーケンス群に属し、前記第2の同期シーケンスが第2のシーケンス群に属し、前記第1のシーケンス群は前記第2のシーケンス群より小さい、請求項9記載の送信方法。
【請求項１５】
前記第1の同期シーケンスの少なくとも一部分は、前記送信装置のグループが移動可能な送信装置のグループであることを示す、請求項6記載の送信方法。
【請求項１６】
前記第1のシーケンス群に属する少なくとも1つの同期シーケンスは、移動可能な送信装置のグループに関連付けられている、請求項14記載の送信方法。
【請求項１７】
前記第1の同期プリアンブル及び前記第2の同期プリアンブルがキャリア周波数上で送信され、前記第1の同期プリアンブル及び前記第2の同期プリアンブルの少なくとも1つは前記キャリア周波数の内の一定の帯域幅の中に制限される、請求項1記載の送信方法。
【請求項１８】
前記一定の帯域幅は前記キャリア周波数と同じ帯域幅である、請求項17記載の送信方法。
【請求項１９】
前記一定の帯域幅は前記キャリア周波数の帯域幅よりも狭い、請求項17記載の送信方法。
【請求項２０】
前記一定の帯域幅は前記キャリア周波数の一端に整合している、請求項19記載の送信方法。
【請求項２１】
前記第1の同期プリアンブル及び前記第2の同期プリアンブルが2つのキャリア周波数の内の所与の一方により送信され、前記2つのキャリア周波数の内の前記所与の一方は、制御情報を搬送することが可能である、請求項17記載の送信方法。
【請求項２２】
前記第1の同期プリアンブル及び前記第2の同期プリアンブルの少なくとも1つは、2つのキャリア周波数の内の小さい方で送信される、請求項17記載の送信方法。
【請求項２３】
信号フレームを生成する方法であって、
a)前記信号フレームの中で第1の同期プリアンブルを挿入するための第1のロケーションと、前記信号フレームの中で第2の同期プリアンブルを挿入するための第2のロケーションとを決定するステップと、
b)前記第2の同期プリアンブルについて決定された前記第2のロケーションに少なくとも部分的に基づいて、前記第1の同期プリアンブルを生成するステップと、
c)前記信号フレームの中で決定された前記第1のロケーションに前記第1の同期プリアンブルを挿入するステップと、
d)前記信号フレームの中で決定された前記第2のロケーションに前記第2の同期プリアンブルを挿入するステップと、
e)無線通信環境内の受信装置に向けて前記信号フレームを発するステップと
を有する生成方法。
【請求項２４】
前記a)のステップが、フレーム長及びチャネル状態に少なくとも部分的に基づいて行われる、請求項23記載の生成方法。
【請求項２５】
前記信号フレームが、直交周波ス分割多重化(OFDM)方式の信号のフレームである、請求項23記載の生成方法。
【請求項２６】
前記第1の同期プリアンブルを生成するステップにおいて、前記第2の同期プリアンブルの前記第2のロケーションを示す情報を与える第1の同期プリアンブルを生成する、請求項23記載の生成方法。
【請求項２７】
前記第1の同期シーケンスは、前記第1のプリアンブル及び前記第2のプリアンブルの間の相対的なタイミングを示す情報を搬送する、請求項26記載の生成方法。
【請求項２８】
前記第1の同期シーケンスは、前記第1のプリアンブル及び前記第2のプリアンブルの間のオフセットを示す情報を搬送する、請求項26記載の生成方法。
【請求項２９】
前記第1の同期シーケンスが第1の部分及び第2の部分を含み、
a)前記第1の部分は、前記送信装置の前記グループの識別子を示す情報を搬送し、当該生成方法が、送信装置の前記グループに属する或る送信装置により実行され、
b)前記第2の部分は、前記第2の同期プリアンブルの前記第2のロケーションを示す情報を搬送する、請求項26記載の生成方法。
【請求項３０】
前記グループ内の全ての送信装置が、前記第1の同期シーケンスの少なくとも前記第1の部分を同時に送信する、請求項29記載の生成方法。
【請求項３１】
前記第2の同期プリアンブルは、前記送信装置のグループに所属する或る送信装置のローカルIDを示す情報を搬送する、請求項29記載の生成方法。
【請求項３２】
或る送信装置のローカルIDを示す前記情報は、第2の同期シーケンスを介して搬送される、請求項31記載の生成方法。
【請求項３３】
前記第1の同期シーケンス及び前記第2の同期シーケンスの組み合わせが、前記受信装置に向けて前記信号フレームを送信する前記或る送信装置のセルIDを示す、請求項31記載の生成方法。
【請求項３４】
当該生成方法が前記第2の同期プリアンブルを生成するステップを更に有し、前記第1の同期プリアンブル及び前記第2の同期プリアンブルを生成する際に、前記第1の同期プリアンブル及び前記第2の同期プリアンブルの内の少なくとも1つが、制御情報を搬送するようにする、請求項23記載の生成方法。
【請求項３５】
無線通信環境において信号フレームを送信する、制御エンティティ及び送信回路を有する送信装置であって、
a)前記制御エンティティは、
i)前記信号フレーム内の第1の同期プリアンブルのための第1のロケーションと、前記信号フレーム内の第2の同期プリアンブルのための第2のロケーションとを決定し、
ii)前記第2の同期プリアンブルについて決定された前記第2のロケーションに少なくとも部分的に基づいて前記第1の同期プリアンブルを生成し、
iii)前記信号フレームの中で決定された前記第1のロケーションに前記第1の同期プリアンブルを挿入し、
iv)前記信号フレームの中で決定された前記第2のロケーションに前記第2の同期プリアンブルを挿入し、
b)前記送信回路は、受信装置に向けて前記信号フレームを送信する、送信装置。
【請求項３６】
当該送信装置は無線基地局又は無線中継局の何れかである、請求項35記載の送信装置。
【請求項３７】
前記受信装置は無線移動局である、請求項35記載の送信装置。
【請求項３８】
無線通信環境において信号フレームを受信する方法であって、
a)第1の同期プリアンブル及び第2の同期プリアンブルを個々の信号フレームが含んでいる複数の信号フレームを有する無線信号を受信するステップと、
b)所与の信号フレームの中で第1の同期プリアンブルを確認するステップと、
c)前記第1の同期プリアンブルにより搬送された情報の少なくとも一部分に基づいて、前記所与の信号フレームの中の前記第2の同期プリアンブルのロケーションを判別するステップと、
d)前記第1の同期プリアンブル及び前記第2の同期プリアンブルの組み合わせから、送信シグナリング情報を取得するステップと
を有する受信方法。
【請求項３９】
前記信号フレームが、直交周波ス分割多重化(OFDM)方式の信号のフレームである、請求項38記載の受信方法。
【請求項４０】
前記第1の同期プリアンブルが搬送する前記情報は、第1の同期シーケンスを通じて搬送される、請求項38記載の受信方法。
【請求項４１】
前記第1の同期シーケンスは、前記第1のプリアンブル及び前記第2のプリアンブルの間の相対的なタイミングを示す情報を搬送する、請求項40記載の受信方法。
【請求項４２】
前記第1の同期シーケンスは、前記第1のプリアンブル及び前記第2のプリアンブルの間のオフセットを示す情報を搬送する、請求項40記載の受信方法。
【請求項４３】
前記第1の同期シーケンスが、送信装置のグループの識別子を示す情報を搬送し、前記信号フレームは、前記送信装置のグループに属する或る送信装置によって送信される、請求項40記載の受信方法。
【請求項４４】
前記グループ内の全ての送信装置は、前記第1の同期シーケンスを同時に送信している、請求項43記載の受信方法。
【請求項４５】
前記第1の同期シーケンスは、前記第1の同期プリアンブルに対するブロードキャストヘッダの相対的なタイミング及び相対的な位置関係の内の少なくとも1つを示す情報を搬送している、請求項40記載の受信方法。
【請求項４６】
前記第1の同期シーケンスは、前記第1の同期プリアンブルに対する従来のフレームの相対的なタイミング及び相対的な位置関係の内の少なくとも1つを示す情報を搬送している、請求項40記載の受信方法。
【請求項４７】
前記第2の同期プリアンブルは、前記送信装置のグループに所属する或る送信装置のローカルIDを示す情報を搬送する、請求項43記載の受信方法。
【請求項４８】
或る送信装置のローカルIDを示す前記情報は、第2の同期シーケンスにより搬送される、請求項47記載の受信方法。
【請求項４９】
前記送信シグナリング情報は、前記第1の同期シーケンス及び前記第2の同期シーケンスの組み合わせから導出された前記或る送信装置のセルIDを示す、請求項48記載の受信方法。
【請求項５０】
前記第1の同期シーケンス及び前記第2の同期シーケンスの内の少なくとも1つは、制御情報を搬送している、請求項48記載の受信方法。
【請求項５１】
前記第1の同期シーケンスが第1のシーケンス群に属し、前記第2の同期シーケンスが第2のシーケンス群に属し、前記第1のシーケンス群は前記第2のシーケンス群より小さい、請求項48記載の受信方法。
【請求項５２】
無線通信環境において信号フレームを受信する、受信回路及び制御エンティティを有する受信装置であって、
a)前記受信回路は、
第1の同期プリアンブル及び第2の同期プリアンブルを個々の信号フレームが含んでいる複数の信号フレームを有する無線信号を受信し、
b)前記制御エンティティは、
i)前記無線信号の所与の信号フレームの中で前記第1の同期プリアンブルを確認し、
ii)前記第1の同期プリアンブルにより搬送された情報の少なくとも一部分に基づいて、前記所与の信号フレームの中の前記第2の同期プリアンブルのロケーションを判別し、
iii)前記第1の同期プリアンブル及び前記第2の同期プリアンブルの組み合わせから、送信シグナリング情報を取得する、受信装置。
【請求項５３】
前記送信シグナリング情報が、前記所与の信号フレームを送信した送信装置に固有のセルIDを示す、請求項51記載の受信装置。
【請求項５４】
前記送信シグナリング情報が、制御情報を搬送している、請求項51記載の受信装置。
【請求項５５】
無線通信環境において信号フレームを受信する、受信回路及び制御エンティティを有する受信装置であって、
a)前記受信回路は、
第1の同期プリアンブル及び第2の同期プリアンブルを個々の信号フレームが含んでいる複数の信号フレームを有する無線信号を受信し、
b)前記制御エンティティは、
i)前記無線信号の所与の信号フレームの中で前記第1の同期プリアンブルを確認し、
ii)前記所与の信号フレームの中で前記第2の同期プリアンブルを確認し、
iii)前記第1の同期プリアンブル及び前記第2の同期プリアンブルの内の少なくとも一方から、制御情報を取得する、受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に無線コネクションを介したデータ配信の技術分野に関連し、特に複数の同期プリアンブルを含む信号フレームによりデータを配信することに関連する。
【背景技術】
【０００２】
無線コネクションを介してデータを配信するサービスの需要は、近年成長してきているが、ますます成長し続けてゆくことが予想される。セルラ移動電話及びその他の移動電話を介してデータを配信するアプリケーションには、例えばパーソナルコミュニケーションシステム(PCS)及びディジタル又は高解像度テレビジョン(HDTV)等が含まれる。これらのサービスに対する需要は増加しているが、データを配信する際のチャネル帯域幅は限られている。従って、限られた帯域幅でデータを高速に配信することを効率化するだけでなく、コスト的にも効率的な方法が望まれている。
【０００３】
チャネルを介してデータを高速に効率的に配信する既存の方法は、直交周波数分割多重化(OFDM)方式を利用するものである。高速データ信号は例えば数十又は数百の低速信号に分割され、それら分割された信号は、無線周波数(RF)信号内の個々の周波数(サブキャリア周波数(サブキャリア)と言及される)により並列的に送信される。サブキャリア同士の間の間隔が最小になるように、サブキャリア群の周波数スペクトルは重複している。サブキャリア同士が実質的に独立でありかつクロストーク或いは他の相互干渉を生じないように、サブキャリアは互いに直交している。その結果、チャネルの帯域幅は、AM/FM(振幅変調/周波数変調)のような従来の信号キャリア伝送方式の場合よりもかなり効率的に使用される。
【０００４】
チャネル帯域幅をより効率的に使用する別の方法は、複数のアンテナを有する基地局を用いてデータを送信し、複数の受信アンテナを有するリモート局を用いて、送信されたデータを受信することであり、これはマルチインプットマルチアウトプット(MIMO)方式と呼ばれている。個々のアンテナにより送信された信号同士について空間ダイバーシチが行われるようにデータが送信され、これにより、アンテナ数を増やすことでデータ容量を増やすことができる。或いは、個々のアンテナにより送信された信号同士について時間ダイバーシチが行われるようにデータが送信され、これにより信号のフェージングを減らしてもよい。
【０００５】
OFDM及びMIMOを利用するシステムの場合、基地局の識別及び選択、CIR測定、フレーム及びタイミング同期、周波数同期及びチャネル推定等を行うために、プリアンブルが信号フレームに挿入される。多くの場合、プリアンブルサーチは加入者局において多くの演算労力(電力)を必要とする。初期セルサーチの場合、可能性のある基地局候補の同期位置についての事前情報は一切無いので、加入者局は、サーチウィンドウ内の高速フーリエ変換ウィンドウ位置の各々について、可能性のある全ての疑似雑音(PN)シーケンスとの相関計算を実行しなければならない。そのようなウィンドウは同期基地局ネットワークの場合でさえかなり大きい場合がある。ハンドオフの場合、アンカー基地局が報知した隣接基地局リスト情報が存在する場合でさえ、プリアンブルサーチは極めて複雑な処理となってしまう。
【０００６】
WiMAXの発展版に規定されているような通信システムに対して行われた改善は、オリジナルの802.16e標準仕様に示されているような初期フレーム構造を構築する概念を使用している。これらの概念は通信システム内の装置をアドレス指定しかつ同期させる新たな機能をもたらす。これらの概念及び機能は任意の3GPP又は3GPP2システムに適用されてもよい。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】IEEE802.16e標準仕様
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、加入者局及び基地局の間で簡易かつ高速な同期を可能にすることに加えて、粗い同期の後に簡易かつ高速にセルサーチを行うことが可能なプリアンブルを使用することが望まれている。
【０００９】
本発明の課題は、移動局及びブロードバンド無線アクセスシステムに相応しい改善されたプリアンブル設計、方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一実施形態による送信方法は、
信号フレームによりデータを送信する方法であって、
a)前記信号フレーム内の第1のロケーションに第1の同期プリアンブルを挿入するステップと、
b)前記信号フレーム内の第2のロケーションに第2の同期プリアンブルを挿入するステップであって、該第2のロケーションを示す情報は、前記第1の同期プリアンブルにより搬送される、ステップと
無線通信環境内の受信装置に向けて前記信号フレームを発するステップと
を有する送信方法である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】無線通信システムを表すブロック図。
【図２】本発明の非限定的な実施形態における基地局のブロック図。
【図３】本発明の非限定的な実施形態における移動局のブロック図。
【図４】本発明の非限定的な実施形態における中継局のブロック図。
【図５】本発明の非限定的な実施形態による送信機アーキテクチャを論理的に下位概念化したブロック図。
【図６】本発明の非限定的な実施形態による受信機アーキテクチャを論理的に下位概念化したブロック図。
【図７】IEEE802.16m-08/003r1による図1に関する全体的なネットワークアーキテクチャ例を示す図。
【図８】IEEE802.16m-08/003r1による図2に関し、全体的なネットワークアーキテクチャにおける中継局を示す図。
【図９】IEEE802.16m-08/003r1による図3に関するシステムリファレンスモデルを示す図。
【図１０】IEEE802.16m-08/003r1による図4に関するIEEE802.16mプロトコル構造を示す図。
【図１１】IEEE802.16m-08/003r1による図5に関するIEEE802.16mMS/BSデータプレーン処理フローを示す図。
【図１２】IEEE802.16m-08/003r1による図6に関するIEEE802.16mMS/BS制御プレーン処理フローを示す図。
【図１３】IEEE802.16m-08/003r1による図7に関し、マルチキャリアシステムをサポートするための一般的なプロトコルアーキテクチャを示す図。
【図１４】フレーム、サブフレーム、第1及び第2の同期プリアンブルを含む信号の一例を示す図。
【図１５】プライマリ及びセカンダリキャリア周波数に関する同期チャネルを非限定的に示す図。
【図１６】プライマリ及びセカンダリキャリア周波数に関するプライマリ及びセカンダリ同期チャネルを非限定的に示す図。
【図１７】無線通信環境において信号を送信するために送信装置が使用する非限定的な方法例を示す図。
【図１８】無線通信環境において信号を受信するために受信装置が使用する非限定的な方法例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
広義の第1形態において、本発明は信号フレームによりデータを送信する方法を提供する。本方法は、前記信号フレーム内の第1のロケーションに第1の同期プリアンブルを挿入するステップと、前記信号フレーム内の第2のロケーションに第2の同期プリアンブルを挿入するステップであって、該第2のロケーションを示す情報は、前記第1の同期プリアンブルにより搬送されている、ステップとを有する。本方法は無線通信環境内の受信装置に向けて前記信号フレームを発するステップを更に有する。
【００１３】
広義の第2形態において、本発明は信号フレームを生成する方法を提供する。本方法は、前記信号フレームの中で第1の同期プリアンブルを挿入するための第1のロケーションと、前記信号フレームの中で第2の同期プリアンブルを挿入するための第2のロケーションとを決定するステップと、前記第2の同期プリアンブルについて決定された前記第2のロケーションに少なくとも部分的に基づいて、前記第1の同期プリアンブルを生成するステップと、前記信号フレームの中で決定された前記第1のロケーションに前記第1の同期プリアンブルを挿入するステップと、前記信号フレームの中で決定された前記第2のロケーションに前記第2の同期プリアンブルを挿入するステップと、無線通信環境内の受信装置に向けて前記信号フレームを発するステップとを有する。
【００１４】
広義の第3形態において、本発明は無線通信環境において信号フレームを送信する送信装置を提供する。送信装置は制御エンティティを有し、該制御エンティティは、前記信号フレーム内の第1の同期プリアンブルのための第1のロケーションと、前記信号フレーム内の第2の同期プリアンブルのための第2のロケーションとを決定し、前記第2の同期プリアンブルについて決定された前記第2のロケーションに少なくとも部分的に基づいて前記第1の同期プリアンブルを生成し、前記信号フレームの中で決定された前記第1のロケーションに前記第1の同期プリアンブルを挿入し、前記信号フレームの中で決定された前記第2のロケーションに前記第2の同期プリアンブルを挿入する。送信装置は、受信装置に向けて前記信号フレームを発する送信回路を更に有する。
【００１５】
広義の第4形態において、本発明は無線通信環境において信号フレームを受信する方法を提供する。本方法は、第1の同期プリアンブル及び第2の同期プリアンブルを個々の信号フレームが含んでいる複数の信号フレームを有する無線信号を受信するステップと、所与の信号フレームの中で第1の同期プリアンブルを確認するステップと、前記第1の同期プリアンブルにより搬送された情報の少なくとも一部分に基づいて、前記所与の信号フレームの中の前記第2の同期プリアンブルのロケーションを判別するステップと、前記第1の同期プリアンブル及び前記第2の同期プリアンブルの組み合わせから、送信シグナリング情報を取得するステップとを有する。
【００１６】
広義の第5形態において、本発明は無線通信環境において信号フレームを受信する受信装置を提供する。受信装置は、受信回路及び制御エンティティを有する。受信回路は、第1の同期プリアンブル及び第2の同期プリアンブルを個々の信号フレームが含んでいる複数の信号フレームを有する無線信号を受信する。制御エンティティは、無線信号の所与の信号フレームの中で第1の同期プリアンブルを確認し、前記第1の同期プリアンブルにより搬送された情報の少なくとも一部分に基づいて、前記所与の信号フレームの中の前記第2の同期プリアンブルのロケーションを判別し、前記第1の同期プリアンブル及び前記第2の同期プリアンブルの組み合わせから、送信シグナリング情報を取得する。
【００１７】
本発明の具体的な実施形態に関する以下の説明及び添付図面を参照することで、本発明に関する上記及びその他の形態及び特徴は当業者にとって更に明らかになるであろう。
【実施例１】
【００１８】
図面を参照するに、図1は複数のセル12内における無線通信を制御する基地局コントローラ(BSC)10を示し、セルは対応する基地局(BS)14によって支配、管理又は制御されている。一形態において、セルの各々は複数のセクタ13又はゾーン(図示せず)に更に分割されている。概して、各基地局14は、移動局、モバイル端末及び/又は無線端末16とのOFDM方式による通信を支援し、その移動局等は対応する基地局14に関連付けられているセル12の中に在圏している。基地局14に対して移動端末(MS)16が動くとチャネル状態に著しい変動が生じる。図示されているように、基地局14及び移動端末16は通信に空間ダイバーシチを適用するために複数のアンテナを有していてもよい。一実施形態において、中継局15が基地局14及び無線端末16の間の通信を支援してもよい。無線移動端末16は、任意のセル12、セクタ13、ゾーン(図示せず)、基地局14又は中継局(RS)15から、他のセル12、セクタ13、ゾーン(図示せず)、基地局14又は中継局(RS)15へハンドオフすることができる。一実施形態において、基地局14は各自互いに通信し、或いはバックホールネットワーク(基幹網)11を介して他のネットワーク(例えば、コアネットワーク、インターネット等であるが、何れも図示されていない)と通信する。一実施形態において、基地局コントローラ10は不要である。
【００１９】
図2を参照するに、基地局14の一例が示されている。基地局14は概して制御エンティティ20、ベースバンドプロセッサ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フェース30を含む。受信回路26は移動端末16(図3に示されている)及び中継局15(図4に示されている)に備わっている1つ以上のリモート送信機から、情報を運ぶ無線周波数信号を受信する。低雑音増幅器及びフィルタ(図示せず)が、処理する信号を増幅すること及び処理する信号からブロードバンド干渉を除去することのために協同する。ダウンコンバージョン及びディジタル化回路(図示せず)は、フィルタリングされた受信信号を、中間周波数信号又はベースバンド周波数信号にダウンコンバートし、その後の信号は1つ以上のディジタルストリームにディジタル化される。
【００２０】
ベースバンドプロセッサ22はディジタル化された受信信号を処理し、受信信号により搬送されて来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は復調、復号及び誤り訂正等の処理を含む。従ってベースバンドプロセッサ22は一般的には1つ以上のディジタル信号プロセッサ(DSP)又は特定用途向け集積回路(ASIC)により実現される。受信した情報は、ネットワークインタフェース30により無線ネットワークを介して送信される、或いは中継局15を経由せずに直接的に又は経由して基地局14が管理している他の移動端末16へ送信される。
【００２１】
送信側においては、ベースバンドプロセッサ22は、制御エンティティ20による制御の下で、音声、データ又は制御情報を表すディジタルデータをネットワークインタフェース30から受信し、そのデータを送信用にエンコードする。エンコードされたデータは送信回路24に出力され、所望の1つ以上の送信周波数を有する1つ以上のキャリア信号によって変調される。電力増幅器(図示せず)は、変調されたキャリア信号を送信に適したレベルまで増幅し、その変調されたキャリア信号をマッチング回路(図示せず)を経てアンテナ28に与える。変調及び処理の詳細については後述する。
【００２２】
図3を参照するに、移動端末16の一例が示されている。基地局14と同様に、移動端末16は、制御エンティティ32、ベースバンドプロセッサ34、送信回路36、受信回路38、複数のアンテナ40及びユーザインタフェース回路42を含む。受信回路38は情報を運ぶ無線周波数信号を1つ以上の無線送信機から受信し、無線送信機は基地局14及び/又は中継局15であってもよい。低雑音増幅器及びフィルタ(図示せず)が、処理する信号を増幅すること及び処理する信号からブロードバンド干渉を除去することのために協同する。ダウンコンバージョン及びディジタル化回路(図示せず)は、フィルタリングされた受信信号を、中間周波数信号又はベースバンド周波数信号にダウンコンバートし、その後の信号は1つ以上のディジタルストリームにディジタル化される。
【００２３】
ベースバンドプロセッサ34はディジタル化された受信信号を処理し、受信信号により搬送されて来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は復調、復号及び誤り訂正等の処理を含む。従ってベースバンドプロセッサ34は一般的には1つ以上のディジタル信号プロセッサ(DSP)又は特定用途向け集積回路(ASIC)により実現される。
【００２４】
送信側においては、ベースバンドプロセッサ34は、音声、データ又は制御情報を表すディジタルデータを制御エンティティ32から受信し、それを送信用にエンコードする。エンコードされたデータは送信回路36に出力され、所望の1つ以上の送信周波数における1つ以上のキャリア信号を変調器により変調する。電力増幅器(図示せず)は、変調されたキャリア信号を送信に適したレベルまで増幅し、その変調されたキャリア信号をマッチング回路(図示せず)を経てアンテナ40に与える。当業者が利用可能な様々な変調方式及び処理が、中継局を経由しない直接的な又は経由する移動端末及び基地局の間の信号伝送に使用される。
【００２５】
OFDM変調の場合、送信帯域は複数の直交する搬送波(キャリア波)に分割される。各搬送波は送信されるディジタルでエータに従って変調される。OFDMは送信帯域を複数のキャリアに分割するので、キャリア当たりの帯域幅は減少し、キャリア当たりの変調時間は増加する。複数のキャリアが並列的に(同時に)送信されるので、所与の任意のキャリアにおけるディジタルデータ又はシンボルの伝送レートは、単一のキャリアしか使用されていなかった場合に比べて低い。
【００２６】
OFDM変調方式は、送信される情報について逆高速フーリエ変換(IFFT)を実行する。復調の場合、受信信号について高速フーリエ変換(FFT)を実行することで、送信された情報が復元される。実際には、IFFT及びFFTは、逆離散フーリエ変換(IDFT)及び離散フーリエ変換(DFT)を実行するディジタル信号処理によりそれぞれ行われる。従って、OFDM変調方式の特徴は、送信チャネル内の複数のバンドに対して、直交する複数の搬送波が生成されることである。変調された信号は、比較的低い伝送レートを有しかつ各自のバンド内に収まることが可能なディジタル信号である。個々の搬送波がディジタル信号によって直接的に変調されるのではない。そうではなく、全ての搬送波がIFFT処理によって一度に変調される。
【００２７】
一例として、OFDMは基地局14から移動端末16へのダウンリンク通信に少なくとも使用されることが好ましい。基地局14の各々には「n」個の送信アンテナ28(n≧1)が備わっており、移動端末16の各々には「m」個の受信アンテナ40(m≧1)が備わっている。
【００２８】
留意すべきことに、個々のアンテナは適切なデュプレクサ又はスイッチを用いて受信及び送信に使用可能であり、単なる簡明化のためにそのように言及される。
【００２９】
中継局15が使用される場合、好ましくはOFDMは基地局14から中継局15へ及び中継局15から移動端末16へのダウンリンク通信に使用される。
【００３０】
図4を参照するに、中継局15の一例が示されている。基地局14及び移動端末16と同様に、中継局15は、制御エンティティ132、ベースバンドプロセッサ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を含む。中継回路142は基地局16及び移動端末16の間の通信を中継局15が支援できるようにする。受信回路138は情報を運ぶ無線周波数信号を1つ以上の基地局14及び移動端末16から受信する。低雑音増幅器及びフィルタ(図示せず)が、処理する信号を増幅すること及び処理する信号からブロードバンド干渉を除去することのために協同する。ダウンコンバージョン及びディジタル化回路(図示せず)は、フィルタリングされた受信信号を、中間周波数信号又はベースバンド周波数信号にダウンコンバートし、その後の信号は1つ以上のディジタルストリームにディジタル化される。
【００３１】
ベースバンドプロセッサ134はディジタル化された受信信号を処理し、受信信号により搬送されて来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は復調、復号及び誤り訂正等の処理を含む。従ってベースバンドプロセッサ134は一般的には1つ以上のディジタル信号プロセッサ(DSP)又は特定用途向け集積回路(ASIC)により実現される。
【００３２】
送信側においては、ベースバンドプロセッサ134は、音声、データ又は制御情報を表すディジタルデータを制御エンティティ32から受信し、それを送信用にエンコードする。エンコードされたデータは送信回路136に出力され、所望の1つ以上の送信周波数における1つ以上のキャリア信号を変調器により変調する。電力増幅器(図示せず)は、変調されたキャリア信号を送信に適したレベルまで増幅し、その変調されたキャリア信号をマッチング回路(図示せず)を経てアンテナ130に与える。上述したように、当業者が利用可能な様々な変調方式及び処理が、中継局を経由しない直接的な又は経由する移動端末及び基地局の間の信号伝送に使用される。
【００３３】
図5を参照しながらOFDM送信機の論理的なアーキテクチャを説明する。先ず、基地局コントローラ10は、中継局15による支援を受けながら又は受けずに直接的に様々な移動端末16に送信するデータを、送信部に送る。基地局14は、移動端末に関連付けられているチャネル品質インジケータ(CQI)を用いて、送信するデータをスケジューリングする(送信の計画又は予定を立てる)ことに加えて、スケジューリングされたデータを送信する際の適切な符号化方式及び変調方式を選択する。CQIは、移動端末16から直接的に取得されてもよいし、或いは移動端末16から提供された情報に基づいて基地局14により決定されても良い。何れにせよ、各移動端末16のCQIは、チャネル振幅(又はチャネル応答)がOFDM周波数バンドの中で変動している程度を表す関数である。
【００３４】
ビットストリームであるスケジューリングされたデータ44は、データスクランブリング論理部46を用いてそのデータに関するピーク対平均電力比を減らすようにスクランブルされる(並べ替えられる)。スクランブルデータに対する巡回冗長検査(CRC)が行われ、CRC付加論理部48によりスクランブルデータに付加される。次に、移動端末16における復元及び誤り訂正を促すように、データに冗長性を効果的に付加するためにチャネルエンコーダ論理部50を用いてチャネル符号化が行われる。なお、特定の移動端末16に対するチャネル符号化はCQIに基づいている。一実施形態において、チャネル符号化論理部50は既存のターボ符号化を行ってもよい。そして、符号化されたデータはレートマッチング論理部52により処理され、符号化によるデータ伸張を補償する。
【００３５】
ビットインタリーバ論理部54は、符号化されたデータに属するビットを所定の方式で又は組織的に(systematically)並べ替え、連続的なデータビットの欠落のおそれを最小化する。結果のデータビットは、マッピング論理部56により選択されたベースバンド変調方式に従って対応するシンボルに組織的にマッピングされる(対応付けられる)。好ましくは、直交振幅変調(QAM)又は直交位相シフトキー(QPSK)変調方式が使用される。変調の程度は、好ましくは、特定の移動端末のCQIに基づいて選択される。周波数選択性フェージングに起因する周期的なデータ欠落に対する送信信号の耐性を更に高めるために、シンボルはシンボルインタリーバ論理部58を用いて組織的に並べ替えられる。
【００３６】
この段階において、ビット群は、振幅及び位相のコンステレーションにおける或る場所(ロケーション)を表すシンボルにマッピングされる(対応づけられる)。空間ダイバーシチが望まれる場合、シンボルの複数のブロックが時空間ブロック符号(STC)エンコーダ論理部60により更に処理され、送信される信号を、干渉に対して更に高い耐性を示すように及び移動端末16において更に簡易にデコードできるように、STCエンコーダ論理部60がシンボルを修正する。STCエンコーダ論理部60は、到来するシンボルを処理し、基地局14の送信アンテナ28の数に対応する「n」個の出力を提供する。図5に示されている制御システム20及び/又はベースバンドプロセッサ22は、STC符号化処理を制御するようにマッピング制御信号を提供する。この段階において、「n」個の出力に関するシンボルは、送信されるデータを表現し、かつ移動端末16により復元可能であると仮定する。
【００３７】
目下の例に関し、基地局14は2つのアンテナ28(n=2)を有し、STCエンコーダ論理部60は2つの出力シンボルストリームを提供するものと仮定する。従って、STCエンコーダ論理部60が出力するシンボルストリームの各々は、対応するIFFTプロセッサ62に送られ、理解を容易にするために別個に図示されている。1つ以上のプロセッサが、単独で又は本願で説明される他のプロセッサとの組み合わせにより、そのようなディジタル信号処理を行うように使用されてもよいことを、当業者は認めるであろう。IFFT62は、好ましくは、個々のシンボルについて逆フーリエ変換を行うように動作する。IFFTプロセッサ62の出力は時間領域のシンボルである。この時間領域シンボルはフレームにグループ化され、それらにはプレフィックス挿入論理部64によりプレフィックスが関連付けられる。その結果の信号の各々は、ディジタル領域において中間周波数までアップコンバートされ、関連するディジタルアップコンバージョン(DUC)及びディジタルアナログ(D/A)変換回路66によりアナログ信号に変換される。結果の(アナログ)信号はRF回路68及びアンテナ28を介して所望のRF周波数に同時に変調され、増幅され、送信される。留意すべきことに、意図されている移動端末16にとって既知のパイロット信号(複数)が、サブキャリア群の中に分散されている。以下において詳細に説明する移動端末16は、そのパイロット信号を用いてチャネル推定等を行う。
【００３８】
図6を参照するに、基地局14から中継局15を経ずに直接的に又は中継局15を経て移動端末16が、送信された信号を受信する様子が示されている。送信された信号が移動端末16のアンテナ140の各々に到来すると、個々の信号は関連するRF回路70により復調及び増幅される。図示の簡明化のため、2つの受信経路の内の一方のみが詳細に説明及び図示される。アナログディジタル(A/D)コンバータ及びダウンコンバージョン回路72は、ディジタル処理を行うためにアナログ信号をディジタル化及びダウンコンバートする。結果のディジタル信号は、受信信号レベルに基づいてRF回路70内の増幅器の利得を制御する自動利得制御回路(AGC)74により使用される。
【００３９】
先ず、ディジタル信号は粗同期論理部78を含む同期論理部76に提供され、粗同期論理部はいくつかのOFDMシンボルをバッファリング(蓄積)し、2つの連続するOFDMシンボル同士の自己相関(auto-correlation)を算出する。相関の結果による最大値に対応する結果の時間インデックスは微細同期サーチウィンドウを決定し、これは微細同期論理部80がヘッダに基づいて正確なフレーム開始位置を決定するために使用される。微細同期論理部80の出力は、フレーム調整論理部84によるフレームの捕捉を促す。以後のFFT処理が時間領域から周波数領域への正確な変換を実行できるように、適切なフレーム調整を行うことが重要である。微細同期アルゴリズムは、ヘッダにより搬送された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相関に基づく。フレーム調整が行われると、OFDMシンボルのプレフィックスがプレフィックス除去論理部86により除去され、結果のサンプルは周波数オフセット相関論理部88に与えられ、周波数オフセット相関論理部88は、送信機及び受信機における整合していないローカル発振器に起因するシステム周波数オフセットを補償する。好ましくは、同期論理部76は周波数オフセット及びクロック推定論理部82を有し、これはヘッダに基づいて送信信号に対する影響を推定することを促し、その推定結果を補償論理部88に提供し、OFDMシンボルを適切に処理できるようにする。
【００４０】
この段階において、時間領域のOFDMシンボルは、FFT処理論理部90による周波数領域への変換の準備が整う。結果の信号は、処理論理部92に与えられる周波数領域シンボルである。処理論理部92は、スキャタ配置パイロット抽出論理部94を用いて分散しているパイロット信号を抽出し、抽出したパイロット信号に基づいてチャネル推定論理部96を用いてチャネル推定値を決定し、チャネル再構築論理部98を用いて全てのサブキャリアに対するチャネル応答を提供する。サブキャリア各々に対するチャネル応答を判定するため、パイロット信号は、時間及び周波数の双方向に既知のパターンに従って、OFDMサブキャリアのデータシンボルの中で分散させられている本質的に複数のパイロットシンボルである。更に図6を参照するに、処理論理部は受信したパイロットシンボルと所定の時点で所定のサブキャリアに有ることが予定されているパイロットシンボルとを比較し、パイロットシンボルが送信されたサブキャリアについてのチャネル応答を判定する。それらの結果は補間され、(全てでなかった場合)パイロットシンボルが挿入されていなかった残りのサブキャリア全体に対するチャネル応答を推定する。実際のチャネル応答及び補間されたチャネル応答は全体のチャネル応答を推定するために使用され、それは(全部でなかった場合)OFDMチャネルのサブキャリアのほとんどに対するチャネル応答を含む。
【００４１】
受信経路各々についてのチャネル応答から導出されるチャネル再構築情報及び周波数領域シンボルは、STCデコーダ100に与えられ、STCデコーダは双方の受信経路についてSTCデコード処理を行い、送信されたシンボルを復元する。個々の周波数領域シンボルを処理する際に、チャネル再構築情報は、送信チャネルの影響を除去するのに充分な等化情報をSTCデコーダ100に提供する。
【００４２】
復元されたシンボルは、送信機のシンボルインタリーバ論理部58に対応するシンボルデインタリーバ論理部102を用いて、元の順序に戻される。デインタリーブされたシンボルは、デマッピング論理部104を用いて、対応するビットストリームに対応付けられる又は復調される。ビットは、送信機のアーキテクチャにおけるビットインタリーバ論理部54に対応するビットデインタリーバ論理部106を用いてデインタリーブされる。デインタリーブされたビットは、レートデマッチング論理部108により処理され、チャネルデコーダ論理部110に与えられ、当初スクランブルされたデータ及びCRCチェックサムを復元する。従ってCRC論理部112は、CRCチェックサムを除去し、スクランブルされたデータを従来の方法で検査し、その結果をデスクランブルを行うデスクランブル論理部114に与え、デスクランブル論理部は既存の基地局デスクランブルコードを用いて当初送信されたデータ116を復元する。
【００４３】
データ116を復元する処理と並列して、CQI又は少なくともCQIを基地局14で求めるのに充分な情報が決定され、基地局14に送信される。上述したように、CQIは、キャリア対干渉比(CR)の関数であるだけでなく、OFDM周波数バンドの様々なサブキャリアにおいてチャネル応答が変動する程度の関数でもある。目下の実施形態の場合、情報を送信するのに使用されるOFDM周波数バンド内の各サブキャリアのチャネルゲインは、互いに比較され、チャネルゲインがOFDM周波数バンドにおいて変動する程度を判定する。変動の程度を測定する多数の技法が利用可能であるが、1つの技法は、データを送信するのに使用されるOFDM周波数バンド内の各サブキャリアに対して、チャネルゲインの標準偏差を計算することである。
【００４４】
一実施形態において、中継局は唯1つの無線機を用いて時分割方式で動作してもよいし、或いは複数の無線機を備えていてもよい。
【００４５】
図1-6は本願による実施形態に使用可能な通信システムの1つの具体例を示す。本願による実施形態は、具体的に示されたものとは異なるが本願で説明された実施形態と同様に動作するアーキテクチャを有する通信システムと共に実現されてもよいことが、理解されるであろう。
【００４６】
図7を参照するに、ネットワークの論理表現を示すネットワークリファレンスモデルが示されており、このネットワークは、本発明の非限定的な実施形態に従って上述した1つ以上のBS14、1つ以上のMS16及び1つ以上のRS15の間で行われる無線通信をサポート(可能に)する。ネットワークリファレンスモデルは機能エンティティ及びリファレンスポイントを示し、そのリファレンスポイントを介してこれらの機能エンティティ同士の間で相互運用(interoperability)が可能である。具体的には、ネットワークリファレンスモデルは、MS16、アクセスサービスネットワーク(ASN)及び接続サービスネットワーク(CSN)を含む。
【００４７】
ASNは、(例えば、IEEE802.16e/mに従う加入者局)加入者に対する無線アクセス機能を提供するのに必要な完全なネットワーク機能群として規定される。ASNは1つ以上のBS14及び1つ以上のASNゲートウェイのようなネットワーク要素により形成される。ASNは1つより多い数のCSNにより共有されてもよい。ASNは以下の機能を提供することができる：
−  レイヤ1及びレイヤ2においてMS16と接続すること、
−  加入者のセッションに対する認証、認可及びセッション課金のためのAAAメッセージを加入者局のホームネットワークサービスプロバイダ(H-NSP)に転送すること、
−  加入者局が好むNSPを発見し(ネットワークディスカバリ処理を行い)及び選択すること、
−  MS16とのレイヤ3(L3)接続を確立するための中継機能を行うこと、及び
−  無線リソース管理を行うこと等である。
【００４８】
上記の機能に加えて、携帯用及びモバイルの環境の場合、ASNは以下の機能を更にサポートすることができる：
−  ASNアンカーモビリティ、
−  CSNアンカーモビリティ、
−  ページング、及び
−  ANS-CSNトンネリング。
【００４９】
一部分に関し、CSNは、加入者に対するIP接続サービスを提供する一群のネットワーク機能として規定される。CSNは以下の機能を提供してもよい：
−  ユーザのセッションについてMSのIPアドレス及びエンドポイントパラメータを割り当てること、
−  AAAプロキシ又はサーバとしての機能、
−  ユーザ加入者プロファイルに基づいてポリシ及び入会(admission)の管理を行うこと、
−  ASN-CSNトンネリングをサポートすること、
−  加入者の課金及びオペレータ間の調整、
−  ローミングに関するCSN間のトンネリング、及び
−  ANS間のモビリティ管理。
【００５０】
CSNは、位置情報を利用するサービス、ピアトゥピアサービスの接続、プロビジョニング(provisioning)、IPマルチメディアサービスに対する認証及び/又は接続等のようなサービスを提供する。CSNは、ルータ、AAAプロキシ/サーバ、ユーザデータベース及びMSのインターワーキングゲートウェイ等のようなネットワーク要素を更に有する。IEEE802.16e/mの場合、CSNはIEEE802.16mNSPの一部分又は現在のIEEE802.16eNSPの一部分として設けられてもよい。
【００５１】
更に、改善されたカバレッジ及び/又は容量を提供するためにRS15が配備されてもよい。図8を参照するに、従来のRSをサポートすることが可能なBS14は、「レガシーゾーン」における従来のRSと通信する。BS14は「16mゾーン」において従来のプロトコルをサポートすることを要しない。中継プロトコルの設計はIEEE802.16jの設計に基づいているが、「従来のゾーン」で使用されているIEEE802.16jと異なっていてもよい。
【００５２】
図9を参照するに、MS16及びBS14に適用されかつ様々な機能ブロックを含むシステムリファレンスモデルが示されており、様々な機能ブロックは、媒体アクセス制御(MAC)共通パートサブレイヤ、コンバージェンスサブレイヤ、セキュリティサブレイヤ及び物理(PHY)レイヤを含む。
【００５３】
コンバージェンスサブレイヤは、CS-SAPを通じて受信した外部ネットワークデータを、MAC-SAPを通じてMAC-CPSにより受信したMAC-SDUにマッピングし、外部ネットワークSDUを分類し、それらをMAC-SFID及びCIDに関連付け、ペイロードヘッダの抑制/圧縮(PHS)を行う。
【００５４】
セキュリティサブレイヤは認証、セキュリティキーの交換及び暗号化を実行する。
【００５５】
物理レイヤは物理レイヤプロトコル及び機能を実行する。
【００５６】
MAC共通パートサブレイヤについて詳細に説明する。先ずこれは、媒体アクセス制御(MAC)が接続指向(connection-oriented)であることが認められる。すなわち、MS16におけるサービスに対するマッピング及びQoSの変動レベルの関連付けを意図して、データ通信が「接続」に関して実行される。特に、「サービスフロー」はMS16がシステムにインストールされた場合に行われる。MS16の登録直後に、接続(コネクション)がそれらのサービスフローに関連付けられ(サービスフローにつき1つのコネクション)、待機幅を要求するリファレンスを提供する。更に、顧客のサービスが変更を要する場合、新たな接続が確立されてもよい。接続(コネクション)は、MACを用いるピアコンバージェンスプロセス同士の間のマッピング、及びサービスフローの双方を規定する。サービスフローは、その接続でやり取りされるMACプロトコルデータユニット(PDU)についてのQoSパラメータを規定する。従ってサービスフローは帯域幅割当プロセスに統合される。具体的には、MS16はコネクション毎にアップリンク帯域幅を要求する(暗黙的にサービスフローを特定している)。MSからの接続要求に応答して、BSにより帯域幅は許可の集まり(aggregation of grants)としてMSに許可される。
【００５７】
図10を更に参照するに、MAC共通パートサブレイヤ(common part sublayer：CPS)は、無線リソース制御管理(RRCM)機能部及び媒体アクセス制御(MAC)機能部に分類されている。
【００５８】
RRCM機能部は次のような無線リソース処理に関するいくつもの機能ブロックを含む：
−  無線リソース管理、
−  モビリティ(移動)管理、
−  ネットワークエントリ管理、
−  ロケーション管理、
−  アイドルモード管理、
−  セキュリティ管理、
−  システムコンフィギュレーション管理、
−  MBS(マルチキャストブロードキャストサービス)、
−  サービスフロー及びコネクション管理、
−  中継機能、
−  自己組織化(Self
Organization)及び
−  マルチキャリア。
【００５９】
無線リソース管理
無線リソース管理ブロックは、トラフィック負荷に基づいて無線ネットワークパラメータを調整し、ローカルな制御(ローカルな負荷バランスの制御)、入会制御(admission control)及び干渉制御等の機能を有する。
【００６０】
モビリティ(移動)管理
モビリティ管理ブロックは、RAT内のハンドオーバ及びRAT間のハンドオーバに関する機能をサポート又は実行する。モビリティ管理ブロックは、RAT内/RAT間ネットワークトポロジ情報(通知又は広告及び測定(メジャーメント)を含む)を使用し、隣接する候補のターゲットBS/RSを管理し、MSがRAT内/RAT間ハンドオーバ処理を行うべきか否かを決定する。
【００６１】
ネットワークエントリ管理
ネットワークエントリ管理ブロックは、初期化手順及びアクセス手順を担当する。ネットワークエントリ管理ブロックは、例えば、レンジング処理、基礎的な処理能力情報のやり取り(ネゴシエーション)、登録等のようなアクセス手順の際に必要になる管理メッセージを生成する。
【００６２】
ロケーション管理
ロケーション管理ブロックは位置情報に基づくサービス(Location Based Service：LBS)を実行する。ロケーション管理ブロックはLBS情報を含むメッセージを生成する。
【００６３】
アイドルモード管理
アイドルモード管理ブロックは、アイドルモードの間における位置情報の更新手順を管理する。アイドルモード管理ブロックは、アイドルモードの動作を管理し、コアネットワークのページングコントローラからのページングメッセージに基づいて、ページング通知メッセージを生成する。
【００６４】
セキュリティ管理
セキュリティ管理ブロックは、セキュリティ通信に関する認証、認可及びキー管理を担当する。
【００６５】
システムコンフィギュレーション管理
システムコンフィギュレーション管理ブロックは、MSへの送信に関するシステムコンフィギュレーションパラメータ、システムパラメータ及びシステムコンフィギュレーション情報を管理する。
【００６６】
MBS(マルチキャストブロードキャストサービス)
MBS(マルチキャストブロードキャストサービス)ブロックは、管理メッセージと、ブロードキャスト及び/又はマルチキャストサービスに関するデータとを管理する。
【００６７】
サービスフロー及びコネクション管理
サービスフロー及びコネクション管理ブロックは、「MS識別子」(又は通信局識別子−STID)及び「フロー識別子」(FID)をアクセス/ハンドオーバ/サービスフロー生成手順の際に割り当てる。MS識別子及びFIDについては後述する。
【００６８】
中継機能
中継機能ブロックはマルチホップ中継方式をサポートする機能を有する。この機能はBS及びアクセスRS間の中継経路を維持する手順を含む。
【００６９】
自己組織化(Self  Organization)
自己組織化ブロックはセルフコンフィギュレーション及び自己最適化方式をサポートする機能を実行する。この機能は、セルフコンフィギュレーション及び自己最適化のためのメジャーメント(測定結果)を報告することをRS/MSに要求し、RS/MSからそのメジャーメントを受信する手順を含む。
【００７０】
マルチキャリア
マルチキャリア(MC)ブロックは、共通MACエンティティがマルチキャリア周波数チャネルの物理レイヤ(PHY)を制御できるようにする。チャネルは異なる帯域幅(例えば、5、10及び20MHz)であってもよく、連続的な周波数バンドでもよいし、不連続的な(離散的な)周波数バンドでもよい。チャネルは同一の又は異なる二重化モード(例えば、FDD、TDD)又は双方向及びブロードキャストのみのキャリアの混合でもよい。連続的な周波数チャネルの場合、データ送信に使用されるために、重複したガードサブキャリアが周波数領域において設定される。
【００７１】
媒体アクセス制御(MAC)は以下のような物理レイヤ及びリンク制御に関する機能ブロックを有する：
−  PHY制御、
−  制御シグナリング、
−  スリープモード管理、
−  QoS、
−  スケジューリング及びリソース多重化、
−  ARQ、
−  フラグメント化/パッケージング、
−  MAC-PDU形成、
−  マルチ無線機の併存、
−  データ転送、
−  干渉制御、及び
−  BS間の調整。
【００７２】
PHY制御
PHY制御ブロックは、レンジング(ranging)、メジャーメント/フィードバック(CQI)及びHARQのACK/NACK等のような物理レイヤ(PHY)でのシグナリング又は通知を取り扱う。CQI及びHARQのACK/NACKに基づいて、PHY制御ブロックは、MSの観点から見たチャネル品質を推定し、変調及び符号化方式(MCS)及び/又は電力レベルを調整することでリンクアダプテーションを実行する。レンジングの手順において、PHY制御ブロックは、電力調整、周波数オフセット及びタイミングオフセットの推定値と共にアップリンクの同期を獲得する。
【００７３】
制御シグナリング
制御シグナリングブロックはリソース割当のメッセージを生成する。
【００７４】
スリープモード管理
スリープモード管理ブロックはスリープモードでの動作を制御する。スリープモード管理ブロックは、スリープモードに関するMACシグナリング(のための信号)を生成し、スリープ期間に従って適切に動作するように「スケジューリング及びリソース多重化」ブロックと通信する。
【００７５】
QoS
QoSブロックは、コネクションの各々について「サービスフロー及びコネクション管理」ブロックから入力されたQoSパラメータに基づいてQoS管理を行う。
【００７６】
スケジューリング及びリソース多重化
スケジューリング及びリソース多重化ブロックは、コネクションの特性(属性、性質)に基づいて、スケジューリングを行ってパケットを多重化する。コネクションの特性を反映するために、スケジューリング及びリソース多重化ブロックはコネクションの各々についてQoSブロックからQoS情報を受信する。
【００７７】
ARQ
ARQブロックはMACレイヤのARQ機能を実行する。ARQを行うことが可能なコネクションの場合、ARQブロックはMAC-SDUをARQブロックに論理的に分割し、論理ARQブロック各々に番号を付ける。ARQブロックはフィードバックメッセージのようなARQ管理メッセージ(ACK/NACK情報)を生成する。
【００７８】
フラグメント化/パッケージング
フラグメント化/パッケージングブロックは、「スケジューリング及びリソース多重化」ブロックによるスケジューリングの結果に基づいて、MSDUについてのフラグメント化又はパッケージングを実行する。
【００７９】
MAC-PDU形成
MAC-PDU形成ブロックは、BS/MSがPHYチャネルによりユーザトラフィック又は管理メッセージを送信できるように、MAC-PUDを構築する。MAC-PDU形成ブロックは、MACヘッダを負荷し、サブヘッダを付加する。
【００８０】
マルチ無線機の併存
マルチ無線機併存ブロックは、同一の移動局に併存しているIEEE802.16m及びIEEE802.16m以外の無線機の現在の動作を実行する機能を発揮する。
【００８１】
データ転送
データ転送ブロックは、RSがBS及びMS間の経路上に存在する場合に、転送機能を実行する。データ転送ブロックは、「スケジューリング及びリソース多重化」ブロック及びMAC-PDUブロックのような他のブロックと共に協同してもよい。
【００８２】
干渉制御
干渉管理ブロックは、セル間/セクタ間の干渉を抑制する機能を実行する。この機能は次のようなことに関する処理を含んでもよい：
−  MACレイヤでの処理、
−  MACシグナリングを介して送信される干渉管理/評価の報告、
−  スケジューリング及びフレキシブル周波数再利用による干渉緩和、
−  PHYレイヤでの処理、
−  送信電力制御、
−  干渉のランダム化(緩和)、
−  干渉の相殺、
−  干渉の測定、及び
−  送信側の(Tx)ビームフォーミング/プレコーディング。
【００８３】
BS間の調整
BS間調整ブロックは、例えば干渉管理情報等のような情報をやり取りすることで、複数のBSの動作を制御又は調整する機能を実行する。この機能は、バックボーンシグナリング及びMS-MACメッセージ通信によって、例えば干渉管理情報等のような情報をBS間でやり取りする手順を含む。この情報は例えば干渉測定結果等のような干渉の性質を示す情報を含む。
【００８４】
図11を参照するに、BS14及びMS16におけるユーザトラフィックデータの流れ及び処理が示されている。破線矢印は、ネットワークレイヤから物理レイヤへ及び逆方向へのユーザトラフィックデータフローを示す。送信側において、ネットワークレイヤパケットは、コンバージェンスサブレイヤ、ARQ機能部(存在する場合)、フラグメント化/パッケージング機能部及びMAC-PDU形成機能部により処理され、物理レイヤに送信されるMAC-PDUを形成する。受信側において、物理レイヤSDUは、MAC-PDU形成機能部、フラグメント化/パッケージング機能部、ARQ機能部(存在する場合)及びコンバージェンスサブレイヤにより処理され、ネットワークレイヤパケットを形成する。実践矢印は、ユーザトラフィックデータの処理に関連するCPS機能部間及びCPSとPHYとの間の制御命令、制御情報又は制御プリミティブ(control primitives)を示す。
【００８５】
図12を参照するに、BS16及びMS14におけるCPS制御プレーンのシグナリングフロー及び処理が示されている。送信側において、破線矢印は、制御プレーン機能部からデータプレーン機能部への制御プレーンシグナリングの流れを示すことに加えて、データプレーン機能部により制御プレーンシグナリングを処理し、エアで伝送する対応するMACシグナリング(例えば、MAC管理メッセージ、MACヘッダ/サブヘッダ)を形成する様子を示す。受信側において、破線矢印は、データプレーン機能部によりエアを介して受信したMACシグナリングを処理すること、及び制御プレーン機能部により対応する制御プレーンシグナリングを受信することを示す。実線矢印は、制御プレーンシグナリングの処理に関するCPS機能部間及びCPSとPHYとの間の制御プリミティブを示す。M_SAP/C_SAP及びMAC機能ブロックの間の実線矢印は、ネットワーク制御管理システム(NCMS)への/からの制御管理プリミティブを示す。M_SAP/C_SAPへの/からのプリミティブは、ネットワークに含まれる機能(例えば、BS間干渉管理、RAT内/RAT間のモビリティ管理等)や、マネジメント関連機能(例えば、ロケーション管理、システムコンフィギュレーション等)を規定する。
【００８６】
図13を参照するに、マルチキャリアシステムをサポート(実現する)ための一般的なプロトコルアーキテクチャが示されている。共通のMACエンティティが、複数の周波数チャネルにわたって存在する物理レイヤ(PHY)を制御する。あるキャリアに送信される何らかのMACメッセージが、他のキャリアに適用されてもよい。個々のチャネルは、異なる帯域幅(例えば、5、10及び20MHz等)を有していてもよく、連続的な周波数バンドでもよいし、或いは不連続的な周波数バンドでもよい。個々のチャネルは様々な二重化モードを使用してもよく、例えばFDD、TDD又は双方向キャリア及びブロードキャストのみのキャリアの組み合わせ等を使用してもよい。
【００８７】
共通MACエンティティは異なる能力を備えたMS16が併存することを許容し、例えば、一度に1つのチャネルを介して動作するMSと、連続的又は不連続的な複数のチャネルを統合して動作するアグリゲーション機能を有するMSとが併存してもよい。
【００８８】
OFDM及びOFDMA無線通信システムの場合、システムに入ろうとする移動局16は、信号の送信側の基地局14との間で時間及び周波数の同期を確立することに加えて、多くの場合は基地局14である送信装置の識別情報(例えば、セルID)を取得する必要がある。移動局16は、基地局14に同期し、セルIDのような所定の基地局パラメータを検出しなければならない。概してセルIDは所定の基地局14が使用しているプリアンブルを検出することで取得され、プリアンブルは基地局14が発行又は送信している個々の信号フレームに挿入されている。以下において、送信装置が基地局14であるとして説明されるが、送信装置は中継局15であってもよいことに留意すべきである。
【００８９】
一般に、プリアンブルは次のような処理の少なくとも1つに使用される：基地局へ高速にアクセスすること、基地局の識別/選択及びC/I比の測定、フレーム処理及びタイミング同期、周波数及びサンプリングクロックオフセットの推定及び初期チャネルの推定。理想的には、フレームプリアンブルは、スペクトル効率及び無線容量が大きくなるように最小のオーバーヘッドを有するように設計される。
【００９０】
ブロードバンド無線アクセスにおける帯域幅の拡大及びFFTサイズの拡大に起因して、受信信号中のプリアンブルを探す処理(サーチ処理)は、移動局16において演算負担が非常に重い処理を必要としてしまう。
【００９１】
802.16mのような改訂されたバージョンの無線通信システムの場合、新たなプリアンブル構成が望まれるようなフレーム構造になっている。そのプリアンブル構成(コンフィギュレーション)の場合、プライマリセカンダリプリアンブルの相対的なタイミング、他の情報を移動局へ運ぶためのプライマリ同期チャネルの使用法(セカンダリプリアンブルのタイミング/ロケーション、グループID(具体的には、ローカルなセルのグループ)、帯域幅及び/又はマルチキャリア構造、従来のシステムパラメータ、その他の移動局に有用な情報を通知することを含む)、マルチキャリア構造に対する同期チャネルの構造及び/又は位置、モバイル基地局/モバイル中継局に固有のコード構造、プリアンブルの相対的なタイミングの選択肢及びスーパーフレームヘッダ等を提供することができる。
【００９２】
本発明の実施形態によれば、OFDM信号中の各フレームには少なくとも第1のプリアンブル及び第2のプリアンブルが設けられている。第1のプリアンブル及び第2のプリアンブルを探す全体的なサーチ処理が、比較的速く終了し、既存のプリアンブル設計の場合よりも少ない演算負担しか要しないように、第1のプリアンブルは設計される。第1のプリアンブル及び第2のプリアンブルは、粗いタイミング及びフレーム同期、セルIDの判別及び周波数同期に使用される。第1及び第2のプリアンブルは周波数領域の細かい周波数同期を可能にする。更に、制御情報がプリアンブルにより搬送され、プライマリ及びセカンダリ同期チャネルのタイミングの曖昧さが減少し、セルIDの総数が増加し、マルチキャリアプリアンブル配置における曖昧さも少ない。以下、簡明化のために第1及び第2のプリアンブルが説明されるが、本発明は信号フレーム内に3つ以上のプリアンブルを使用できることも想定している点に留意を要する。
【００９３】
以下において詳細に説明するように、第1のプリアンブル及び第2のプリアンブルは、移動局が1つ以上の基地局にアクセスできるようにする第1及び第2の同期シーケンスを提供する。第1及び第2のプリアンブルの内の少なくとも1つが既存の従来のプリアンブルと共に併存してもよいし、或いは従来のプリアンブルが置換されてもよい。「従来のプリアンブル(legacy preamble)」という用語は、IEEE802.16-2004に規定されているようなOFDMAフレームにおける従来技術のプリアンブルを含むように意図されている。
【００９４】
第1のプリアンブルは情報を搬送することが可能な第1の同期シーケンスを有する。非限定的な例において、第1の同期シーケンスの少なくとも一部分は、一群の基地局に関連付けられている「セルグループID」を示してもよい。一群の基地局は、地理的な属性又は共通する属性(特に、基地局が移動可能であるという属性)に基づいて共にグループ化されている。
【００９５】
以下において詳細に説明するように、第1のプリアンブルの第1の同期シーケンスは別の属性又はパラメータに関する付加的な情報を搬送してもよく、その属性やパラメータは、送信側の基地局14又は送信側の基地局14が所属する基地局グループに関連している。第1の同期シーケンスは、移動端末16に搬送するように意図されている所定の制御情報を含んでいてもよい。
【００９６】
第2のプリアンブルは、基地局グループ内の送信側の基地局14に関する「ローカルID」を表す情報を搬送する第2の同期シーケンスを含む。従ってそれらが組み合わさった場合、第1の同期シーケンス及び第2の同期シーケンスは、送信側の基地局に固有のセルIDを搬送していることになる。第1の同期シーケンス及び第2の同期シーケンスの組み合わせは、移動端末16への所定の制御情報を搬送してもよい。
【００９７】
図14には、本発明において使用されるOFDM信号1400の非限定的な一例が示されている。OFDM信号1400は複数の一連のOFDMフレーム1402又はブロックとして送信され、そのフレーム又はブロックは典型的には1000ビットのデータを含む。各々のOFDMフレーム1402は、非限定的に1404a-eとして図示されているような番号のサブフレーム番号を有する。各々のOFDMフレーム1402は異なる個数のサブフレーム1404を含んでもよいことに留意を要する。サブフレームにはプリアンブル、ヘッダ及びOFDMシンボルが割り当てられており、これらについては後述する。更に、個々のサブフレーム異なるサブキャリアにあってもよい。構造は802.16mで提案されているもの(3GPP及び3GPP2システムに使用されるものに類似していると予想されるもの)に類似していてもよいが、これに限定されない。
【００９８】
図14に示されている例において、サブフレーム1404aは第1の同期シーケンス1406を含む第1のプリアンブルを含み、サブフレーム1404cは第2の同期シーケンス1408を含む第2のプリアンブルを含む。サブフレーム1404bはヘッダを含む。サブフレーム1404d及び1404eはOFDMシンボルを含み、音声データ、ビデオデータ、制御情報又は他の任意の送信するように意図された情報のデータを、無線ネットワークを介して受信側の移動局16へ送信するのに使用される。
【００９９】
プリアンブル、ヘッダ及びOFDMシンボルのOFDMフレーム内における相対的な位置(位置関係)、場所又はロケーションは、OFDMフレーム各々に対して固定されていてもよいし、あるOFDMフレームと次のものとで異なっていてもよいことが、認められるべきである。一例として、第1のプリアンブル(プリアンブル1)は第1のサブフレームで送信され、第2のプリアンブル(プリアンブル2)は第2のサブフレームで送信されてもよい。あるいは、第2のプリアンブルが第1のプリアンブルより前の場所にあってもよい。例えば一例として、第1のプリアンブルは、第2のプリアンブルを含むサブフレームの直後のサブフレームで送信されてもよい。代替例において、ヘッダは第2のプリアンブルの直後のサブフレームで送信されてもよい。場合によっては、ヘッダはスーパーフレームヘッダであり、それはフレーム各々には含まれておらず、例えば4つ目又は5つ目のフレーム毎にしか含まれていないものであってもよい。その場合、第1のプリアンブル及び第2のプリアンブルは互いに隣接していてもよいし、OFDMシンボルを含むサブフレームによって隔てられていてもよい。
【０１００】
本発明の一実施形態において、第1及び第2のプリアンブルの相対的な位置(位置関係)が変化する場合、第1のプリアンブルは、第2のプリアンブルのフレーム内の位置を示す情報を搬送するように設計される。この場合において、OFDMフレームが移動局16で受信されると、移動局16は第1及び第2のプリアンブル双方を簡易かつ速やかに探索及び特定できる。
【０１０１】
第2のプリアンブルのOFDMフレーム内での位置又は相対位置を示す情報は、概して、第1のプリアンブルの第1の同期シーケンスにより搬送される。より具体的に言えば、第1の同期シーケンスは、第2のプリアンブルのOFDMフレーム内での位置を示す情報を搬送する。第1の同期シーケンスは、第1のプリアンブル及び第2のプリアンブルの間の相対的なタイミングを示す情報を搬送してもよいし、第1の同期シーケンスは、第1のプリアンブル及び第2のプリアンブルの間のオフセット又は相対的な位置関係を示す情報を搬送ししてもよい。この情報に基づいて、OFDM信号を受信した移動局16は、OFDMフレームの中で第2のプリアンブルを探す場所を迅速に決定することができ、これにより第2のプリアンブルを発見し、基地局14との間で同期を確立し、送信側の基地局14に固有のセルIDを特定するのに必要な時間及び演算負担を顕著に削減できる。
【０１０２】
上述したように、第1のプリアンブルは、第2のプリアンブルのOFDMフレーム内での位置を示す情報を第1の同期シーケンスを用いて搬送する。非限定的な例において、第1のプリアンブルは40個の同期シーケンスの内の1つを使用し、その同期シーケンスは、10通りの可能性がある「セルグループID」の内の1つを示す第1の部分と、第1のプリアンブル及び第2のプリアンブルとの間の4通りの可能性があるオフセットの内の1つを示す第2の部分とで形成されている。従って、同期シーケンスは、送信側の基地局が所属する基地局グループの「セルグループID」を与える第1の部分と、第1のプリアンブル及び第2のプリアンブルとの間の「オフセット」の情報を与える第2の部分とで形成されている。「オフセット」を通知することで、受信側の移動局16は、第2のプリアンブルを求めてサブフレーム位置各々を探す必要がなくなる。そうではなく、移動局16は探す場所を正確に知ることになり、これによりサーチ処理の負担を軽減することができる。
【０１０３】
任意の数の同期シーケンスが第1のプリアンブルによって使用可能であり、第1の部分は10通りのシーケンスの内の1つに限定されないことが、理解されるべきである。更に、同期シーケンスの第2の部分が第1のプリアンブル及び第2のプリアンブルとの間の「オフセット」を示す代わりに、同期シーケンスの第2の部分は2つのプリアンブルの間の相対的なタイミングを示してもよい。
【０１０４】
第1の同期シーケンスは他の情報を搬送する第3の部分を更に含んでいてもよく、他の情報は、基地局グループに関連する属性又はパラメータを示す情報又は制御情報であってもよい。第3の部分は、特に、ヘッダ又はスーパーフレームヘッダの相対的な位置関係、或いは第1のプリアンブルと従来のフレームとの間の相対的な位置関係等を示す情報を搬送してもよい。
【０１０５】
上述したように、第2のプリアンブルは、基地局グループ内の送信側の基地局に関する「ローカルID」を示す第2の同期シーケンスを含む。例えば、第2の同期シーケンスは、114個のシーケンスの内の1つであってもよく(任意の他のシーケンス数が使用されてもよい)、それらは基地局グループに属する個々の基地局にそれぞれ関連付けられている。従って、(基地局グループを示す)第1の同期シーケンスの第1の部分と、(そのグループの中で送信側の基地局を示す)第2の同期シーケンスとを組み合わせると、完全なセルIDが得られる。
【０１０６】
第2の同期シーケンスは、送信している既知強16のローカルIDを単に搬送するだけでもよいが、或いは追加的な情報を搬送してもよい。例えば、第2の同期シーケンスは、送信側の基地局16の「ローカルID」を示す第1の部分と、追加的な情報を示す第2の部分とを有し、追加的な情報は、例えば制御情報或いは制御情報の一部分(第1の同期シーケンスと共に組み合わせられた場合に、制御情報を示すことになる情報部分)である。
【０１０７】
非限定的な例において、第1の同期シーケンスは第1の同期シーケンス群に所属し、第2の同期シーケンスは第2の同期シーケンス群に所属する。第1の同期シーケンス群は、第1のプリアンブルを簡易かつ迅速に探索することを促すように、第2の同期シーケンス群よりも小さいことが好ましい。上記の例の場合、第1の同期シーケンスは40個の同期シーケンスの群又は集合に属し、第2の同期シーケンスは114個の同期シーケンスの群又は集合に属している。これは、プライマリシーケンスの迅速なサーチを促し、プライマリシーケンスが第2のプリアンブルの信号フレーム内での位置を示す場合、第1及び第2のプリアンブル双方を探すのに要する全体の時間及び演算負担は顕著に削減される。
【０１０８】
上述したように、第1の同期シーケンスは「セルグループID」を示す少なくとも一部分を含む。従って、(基地局のローカルクラスタのような)基地局のグループは、第1の同期シーケンスの内の共通部分を共有している。更に、同期シーケンスの内の「セルグループID」の部分は基地局グループ内の全ての基地局に共通している。移動局16と送信側の基地局14との同期は、マクロダイバーシチを利用することで促進することができ、その場合、基地局グループに属する全ての基地局が、同じ「セルグループID」シーケンスを有する信号フレームを同じリソースで同時に発行又は送信する。基地局グループに属する全ての基地局が同じ「セルグループID」シーケンスを同時に送信することで、受信側の移動局16は、共通に発せられたシーケンス、及びその後に第1のプリアンブルを極めて簡易に特定することができる。第1のプリアンブルが特定されると、受信側の移動局16は、送信側の基地局の「ローカルID」を与える第2のプリアンブルのOFDM信号フレーム内での位置を特定することができ、ローカルIDはグループ内の基地局同士を区別する。受信側の移動局16は送信側の基地局14に固有のセルIDを知ることができる。
【０１０９】
図1を再び参照するに、ある基地局14又は中継局15は、移動可能な送信機とすることが可能である。非限定的な実施形態において、移動局14及び/又は中継局15には、個別の又は専用の「セルグループID」シーケンスが関連付けられている。更に、一群の「セルグループID」の内の1つ以上の「セルグループID」は、これら移動可能な送信機のために確保され、それらを固定的な基地局14及び中継局15と区別できるようにしてもよい。この場合において、これら移動送信機から信号を受信した移動局16は、「セルグループID」に基づいて、それらが移動可能である(移動している)ことを検出できる。「セルグループID」シーケンスは、移動可能な基地局14及び中継局15の双方に関連付けられてもよいし、或いは移動可能な基地局14及び移動可能な中継局15が異なる「セルグループID」シーケンスに関連付けられ、受信側の移動局16が、基地局14又は中継局15の何れから受信しているかを判別できるようにしてもよい。
【０１１０】
プリアンブルの探索及び初期検出を更に簡易化及び促進するために、第1及び第2のプリアンブルは、ある所定の方法に従って1つ以上のキャリア周波数上で送信されるように制限される。例えば、第1及び第2のプリアンブルの何れかの少なくとも一部分は、以下の条件を満たす同期チャネルにより搬送される：
●同期チャネルは、最低キャリア周波数であってもよいキャリア周波数の中で、固定された帯域幅に制限されてもよい。例えば、同期チャネルは5MHzに固定されてもよい。
【０１１１】
●同期チャネルは、制御情報を搬送することが可能なプライマリキャリア周波数上にしか生じないように制限されてもよい。
【０１１２】
●同期チャネルは、キャリア周波数の一方端に揃うように制限されてもよい。
【０１１３】
●マルチキャリアの形態の場合、同期チャネルは、マルチキャリア周波数の内の低いもののみにおいて送信されるように制限されてもよい。
【０１１４】
図15(a)-(15c)には、上記の制約を説明するための、1つ以上のキャリア周波数チャネルに関する同期チャネルが示されている。図15(a)に示されているように、同期チャネルは(5MHzに制限される)プライマリキャリア周波数と同じ帯域幅を有し、プライマリキャリア周波数の両端に整合している。図15(b)には、同期チャネルよりも広い帯域幅を有するプライマリキャリア周波数が示されている。同期チャネルは、一定の帯域幅を有し、プライマリキャリア周波数の一方端に整合している。同期チャネルは、制御情報を搬送することが可能なプライマリキャリア周波数上で搬送される。セカンダリキャリア周波数は、同期チャネルを伴わずに示されている。ここで示されているように、プライマリキャリア周波数は制御情報を搬送することができるが、セカンダリキャリア周波数はそうすることができない。図15(c)には、2つのプライマリキャリア周波数が示されている。同期チャネルは、2つのプライマリキャリア周波数の内の狭い方と共に搬送され、セカンダリキャリアは同期チャネルを伴っていない。代替例において、双方のプライマリキャリア周波数が同期チャネルを搬送してもよい。その場合、第1のプライマリキャリア周波数は同期チャネルよりも広い帯域幅を有することになる。
【０１１５】
別の形態において、第1及び第2のプリアンブルの少なくとも一部は、ある所定の条件に従って、1つ以上のキャリア周波数で送信されるプライマリ及びセカンダリ同期チャネルによって搬送されてもよい。例えば、プライマリ及びセカンダリ同期チャネルは、以下の条件を満たしてもよい：
●プライマリ同期チャネルは、例えば5MHzのような最小キャリア周波数である固定された帯域幅に制限されてもよい。一方、セカンダリ同期チャネルは、キャリア周波数の帯域幅全体を含む広い帯域幅を有してもよい。
【０１１６】
●プライマリ及びセカンダリ同期チャネルは、制御情報を搬送することが可能なプライマリキャリア周波数上にしか生じないように制限されてもよい。しかしながら代替的な形態において、セカンダリ同期チャネルは全てのキャリア周波数上に存在してもよい。
【０１１７】
●プライマリ同期チャネルはキャリア周波数の一方端に整合するように制限されてもよい。
【０１１８】
●マルチキャリアの形態の場合、プライマリ同期チャネルは、マルチキャリア周波数の内の低いもののみにおいて送信される一方、セカンダリ同期チャネルは全てのキャリア周波数に存在するように制限されてもよい。
【０１１９】
図16(a)-(16c)には、1つ以上のキャリア周波数チャネルに関するプライマリ及びセカンダリ同期チャネルが示されている。図16(a)に示されているように、第1及び第2の同期チャネル双方は(5MHzに制限される)プライマリキャリア周波数と同じ帯域幅を有する。更に、第1及び第2の同期チャネルはプライマリキャリア周波数の端に整合している。図16(b)には、プライマリ及びセカンダリ同期チャネル双方が、プライマリキャリア周波数上で搬送される様子が示されている。プライマリ同期チャネルは5MHzの帯域幅に制限される一方、セカンダリ同期チャネルはプライマリ同期チャネルの帯域幅よりも広い帯域幅を有する。プライマリ及びセカンダリ同期チャネル双方は、プライマリキャリア周波数の一端に整合している。図16(c)には、マルチキャリアの形態が示されており、セカンダリ同期チャネルは2つのプライマリキャリア周波数の内の高い方により搬送され、プライマリ同期チャネルは2つのプライマリキャリア周波数の内の低い方により搬送される。セカンダリキャリアは同期チャネルを伴っていない。
【０１２０】
図2-17を参照しながら、第1のプリアンブル及び第2のプリアンブル双方が含まれる信号フレームを生成する方法を、詳細に説明する。図2を再び参照するに、制御エンティティ20及び/又はベースバンドプロセッサ22における1つ以上の処理モジュールは、第1及び第2のプリアンブルが存在しているはずの信号フレーム内の場所を判別し、例えば移動局16のような受信装置に上述の情報の少なくとも一部を搬送することが可能な第1及び第2のプリアンブルを生成することができる。
【０１２１】
図17には、第1及び第2のプリアンブルを生成しかつそれらの信号フレーム内での位置を特定するために、1つ以上の処理モジュールにより使用される方法を示すフローチャートが示されている。先ず、ステップ1702において、本プロセスは、第1のプリアンブルが存在している信号フレーム内での第1の位置を判定すること、及び第2のプリアンブルが存在している信号フレーム内での第2の位置を判定することを含む。この判定は、フレーム長、チャネル状態、スーパーフレームヘッダが含まれているか否か等のような様々な基準に基づいて行うことができる。上述したように、第2のプリアンブルは、信号フレームの中で第1のプリアンブルより先行した場所にあってもよい。
【０１２２】
ステップ1704において、本プロセスは第1のプリアンブルを生成することを含む。上述したように、第1のプリアンブルは第1の同期シーケンスを含み、第1の同期シーケンスは、「セルグループID」を示す第1の部分と、第2のプリアンブルの信号フレーム内での位置を示す情報を与える第2の部分とを少なくとも含む。従って、第1のプリアンブルは、第1のプリアンブルについて決定されている位置に少なくとも部分的に基づいて生成される。
【０１２３】
「セルグループID」を示す第1の同期シーケンスの第1の部分は、基地局にとって既知であり、「セルグループID」を示す同期シーケンスは、基地局14が発行する信号フレーム各々の中に含められる。或いは、「セルグループID」に関する同期シーケンスは、基地局コントローラによって基地局に与えられてもよい。更に別の形態において、送信側の基地局が所属する「セルグループID」に関する同期シーケンスを決定するために、(ローカルに存在する又は離れて存在する)ルックアップテーブルにアクセスしてもよい。ルックアップテーブルにアクセスする例の場合、「セルグループID」に関連する同期シーケンスは、セルグループID、送信側の基地局の属性(例えば、基地局の地理的な座標)、基地局のローカルなID、その他の送信側の基地局にとって既知の任意の可能な特徴又は属性に基づいて決定されてもよい。
【０１２４】
第2のプリアンブルの信号フレーム内での場所を示す情報を与える第1の同期シーケンスの第2の部分は、第2のプリアンブルに関するステップ1702で判定された位置に基づいて設定される。例えば、第2のプリアンブルを設けることが可能な信号フレーム内の様々な可能性のある場所各々に、異なるシーケンス部分が関連付けられる。上記の例の場合、第2のプリアンブルは、第1のプリアンブルに対する4通りのオフセット位置の内の1つに設けられている。オフセット位置の各々は、4通りの可能性のある同期シーケンスの位置各々に関連付けられる。従って、オフセット位置に基づいて、対応する同期シーケンスの部分が判定され、第1の同期シーケンスに付加される。対応する同期シーケンスの部分は、様々なオフセット位置を様々な同期シーケンス部分にマッピングする(対応付ける)ルックアップテーブルに基づいて決定することができる(ルックアップテーブルは局所的又は遠隔的な場所に存在する)。
【０１２５】
第1のプリアンブル及び第2のプリアンブルの間のオフセットの例が上記において説明されているが、第1のプリアンブル及び第2のプリアンブルの間の相対的なタイミングを示す他の同期シーケンスの部分が使用されてもよいことに、留意を要する。
【０１２６】
第1のプリアンブルを生成するプロセスは、送信側の基地局又は送信側の基地局が所属する基地局グループに関する様々な情報、性質及び/又は属性を搬送する追加的な情報を更に含んでもよい。第1のプリアンブルは制御情報を搬送してもよい。第1のプリアンブルによって搬送されるこの追加的な情報は、特に、他の同期シーケンスの部分を通じて搬送されてもよい。
【０１２７】
ステップ1706において、第1のプリアンブルが、ステップ1702で決定された信号フレーム中の第1のロケーションに挿入され、ステップ1708において、第2のプリアンブルが、ステップ1702で決定された信号フレーム中の第2のロケーションに挿入される。第2のプリアンブルは、第1のプリアンブルと同様な方法で生成される。上述したように第2のプリアンブルは送信側の基地局に関するローカルIDを搬送する第2の同期シーケンスを有する。ローカルIDを示す第2の同期シーケンスは、送信側の基地局にとって既知であり、基地局14が発する信号フレーム各々に含められる。
【０１２８】
そして、ステップ1710において、適切な信号変調が施され、信号フレームは、無線ネットワーク内の受信側の移動局16に向けて発せられる。
【０１２９】
送信側の基地局が無線ネットワークを介して発した無線信号は、受信側の移動局16によって受信される。信号フレームが受信側の移動局16によって処理される方法については、図3及び図18を参照しながら詳細に説明する。
【０１３０】
図3を参照するに、受信回路38は無線ネットワークを介して送信された信号を受信し、その信号をベースバンドプロセッサ34に与える。制御エンティティ32及び/又はベースバンドプロセッサ34における1つ以上の処理モジュールは、所与の信号フレーム内に含まれている第1及び第2のプリアンブルを探索及び特定することができる。
【０１３１】
図18には、信号フレーム内の第1及び第2のプリアンブルを受信及び特定する処理を示すフローチャートが示されている。先ず、ステップ1802において、複数の信号フレームを含む無線信号が受信回路38により受信される。各々の信号フレームは第1のプリアンブル及び第2のプリアンブルを有する。ステップ1804において、ベースバンドプロセッサ34及び/又は制御エンティティ32における1つ以上の処理モジュールが、信号フレーム内の第1の同期プリアンブルを特定又は識別する。第1の同期信号の特定又は識別は、信号フレーム各々に含まれている反復的に生じる同期シーケンス(第1の同期シーケンスの少なくとも一部分となる)を特定することで行われる。
【０１３２】
上述したように、第1の同期シーケンスは、受信側の移動局16にとって既知の40通りの可能性がある同期シーケンスの内の1つである。従って、受信側の移動局は、受信信号中のこれら既知のシーケンスの中で反復的に生じるものを「探し出す(look out)」。何れかのシーケンスが信号フレーム内で検出されると、受信側の移動局16は第1のプリアンブルを検出したことが分かり、フレーム周波数及びタイミング同期が実行される。更に、第1の同期シーケンスが検出されると、受信側の移動局16は「セルグループID」及び第2のプリアンブルの位置の双方を判定することができる。
【０１３３】
引き続き上記の例を想定すると、第1の同期シーケンスは、「セルグループID」を示す第1の部分と、第2のプリアンブルの位置を示す第2の部分とを含む。非限定的な例において、受信側の移動局16は、第1の同期シーケンス(あるいは、その内の第1及び/又は第2の部分)を、ルックアップテーブルに含まれている既知のシーケンスと比較し、ルックアップテーブルは、同期シーケンス(又はその一部分)と、セルグループID及び信号フレーム内での様々なオフセット又はタイミングロケーションとを対応付けている。検出された第1の同期シーケンス(又はその一部)を、ルックアップテーブルに含まれているシーケンスと比較することで、「セルグループID」及び第1及び第2のプリアンブル同士の間のオフセット又はタイミングが判定される。あるいは、同期シーケンスの第1の部分自体が、「セルグループID」であってもよい。第1のプリアンブルにより搬送された情報に基づいて、特に第1の同期シーケンスの少なくとも一部分により搬送された情報に基づいて、信号フレーム中の第2のプリアンブルの位置が特定される。
【０１３４】
このようにしてステップ1806において、信号フレーム中の第2のプリアンブルの位置は、第1のプリアンブルが示す情報に基づいて判別できる。これは、第2のプリアンブルの位置を特定することに付随するサーチの処理負担を著しく減らす。その位置が特定されると、受信側の移動局16は、ローカルIDを示す情報を搬送している第2のプリアンブルにアクセスすることができる。より具体的に言えば、送信側の基地局のローカルIDを示す情報を、第2の同期シーケンスによって搬送することができる。送信側の基地局のローカルIDは、第2の同期シーケンスそのものであってもよいし、或いは既知の第2の同期シーケンスと、セルグループIDに関連付けられている基地局のグループに属する様々な送信側の基地局の各自のローカルIDとを対応付けているルックアップテーブルにアクセスしてもよい。
【０１３５】
ステップ1808において、第1及び第2のプリアンブルの双方が特定されると、第1のプリアンブル及び第2のプリアンブルの組み合わせから、送信シグナリング情報が取得される。非限定的な例において、送信シグナリング情報は、送信側の基地局14の固有のセルIDであってもよい。
【０１３６】
以上、本発明が特定の好適実施形態を参照しながら詳細に説明されてきたが、本発明の精神から逸脱することなく変形例及び修正例が可能である。従って本発明の範囲は添付の特許請求の範囲及び均等物によってのみ規定される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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