(57)【要約】加入者局におけるアップリンクフレーム同期のための方法は、第1のダウンリンクフレームに対応する第１のタイムスタンプを記録することと、第２のダウンリンクフレームに対応する第２のタイムスタンプを記録することと、を含む。前記第１のタイムスタンプおよび前記第２のタイムスタンプは、伝搬遅延変動を決定するために使用される。アップリンク送信タイミングは、決定された前記伝搬遅延変動に基づき調節される。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アップリンクフレーム同期のための方法であって、該方法は加入者局で実行され、該方法は、
第1のダウンリンクフレームに対応する第１のタイムスタンプを記録すること、
第２のダウンリンクフレームに対応する第２のタイムスタンプを記録すること、
伝搬遅延変動を決定するために、前記第１のタイムスタンプおよび前記第２のタイムスタンプを使用すること、
前記伝搬遅延変動に基づき、アップリンク送信タイミングを調節すること、
を含む方法。
【請求項２】
前記加入者局は、前記第１のダウンリンクフレームと前記第２のダウンリンクフレームとの間に基地局へ近づき、
前記アップリンク送信タイミングを調節することは、アップリンクフレームの送信を遅らせることを含む、
請求項１の方法。
【請求項３】
前記遅らされたアップリンクフレームの始まりと前のアップリンクフレームの始まりとの間の時間差は、ｎ×Ｄ＋｜Δ｜で与えられ、ここでΔは伝搬遅延変動であり、Ｄは単一フレームの期間であり、ｎは正の整数である、
請求項２の方法。
【請求項４】
前記加入者局は、前記第１のダウンリンクフレームと前記第２のダウンリンクフレームとの間に基地局から遠ざかり、
前記アップリンク送信タイミングを調節することは、アップリンクフレームの送信を事前の予定より早く開始することを含む、
請求項１の方法。
【請求項５】
前記早いアップリンクフレームの始まりと前のアップリンクフレームの始まりとの差は、ｎ×Ｄ−｜Δ｜で与えられ、ここでΔは伝搬遅延変動であり、Ｄは単一フレームの期間であり、ｎは正の整数である、
請求項４の方法。
【請求項６】
前記伝搬遅延変動はΔ＝Ｔ−ｎ＊Ｄと決定され、ここでＤは単一フレームの期間であり、ｎは正の整数であり、Ｔは前記第２のタイムスタンプと前記第１のタイムスタンプとの間の前記差である、
請求項１の方法。
【請求項７】
前記第１のタイムスタンプおよび前記第２のタイムスタンプは、タイムスタンプジェネレータによって決定される、請求項１の方法。
【請求項８】
前記タイムスタンプジェネレータは全地球測位システム（ＧＰＳ）レシーバである、請求項７の方法。
【請求項９】
前記加入者局は、電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）８０２．１６標準をサポートする無線通信ネットワークにより通信する、請求項１の方法。
【請求項１０】
アップリンクフレーム同期を行う加入者局であって、
第1のダウンリンクフレームに対応する第１のタイムスタンプと、第２のダウンリンクフレームに対応する第２のタイムスタンプを記録するダウンリンクタイミングモニタ、
伝搬遅延変動を決定するために、前記第１のタイムスタンプおよび前記第２のタイムスタンプを使用するタイミング変動計算器、
前記伝搬遅延変動に基づき、アップリンク送信タイミングを調節するアップリンクフレームシンクロナイザ、
を備える加入者局。
【請求項１１】
前記加入者局は、前記第１のダウンリンクフレームと前記第２のダウンリンクフレームとの間に基地局へ近づき、
前記アップリンク送信タイミングを調節することは、アップリンクフレームの送信を遅らせることを含む、
請求項１０の加入者局。
【請求項１２】
前記遅らされたアップリンクフレームの始まりと前のアップリンクフレームの始まりとの間の時間差は、ｎ×Ｄ＋｜Δ｜で与えられ、ここでΔは伝搬遅延変動であり、Ｄは単一フレームの期間であり、ｎは正の整数である、
請求項１１の加入者局。
【請求項１３】
前記加入者局は、前記第１のダウンリンクフレームと前記第２のダウンリンクフレームとの間に基地局から遠ざかり、
前記アップリンク送信タイミングを調節することは、アップリンクフレームの送信を事前の予定より早く開始することを含む、
請求項１０の加入者局。
【請求項１４】
前記早いアップリンクフレームの始まりと前のアップリンクフレームの始まりとの差は、ｎ×Ｄ−｜Δ｜で与えられ、ここでΔは伝搬遅延変動であり、Ｄは単一フレームの期間であり、ｎは正の整数である、
請求項１３の加入者局。
【請求項１５】
前記伝搬遅延変動はΔ＝Ｔ−ｎ＊Ｄと決定され、ここでＤは単一フレームの期間であり、ｎは正の整数であり、Ｔは前記第２のタイムスタンプと前記第１のタイムスタンプとの間の前記差である、
請求項１０の加入者局。
【請求項１６】
前記第１のタイムスタンプおよび前記第２のタイムスタンプを決定するタイムスタンプジェネレータをさらに備える、請求項１０の加入者局。
【請求項１７】
前記タイムスタンプジェネレータは全地球測位システム（ＧＰＳ）レシーバである、請求項１６の加入者局。
【請求項１８】
前記ダウンリンクタイミングモニタ、前記タイミング変動計算器、および前記アップリンクフレームシンクロナイザは、プロセッサにより実行されるメモリに記憶された命令として実装される、請求項１０の加入者局。
【請求項１９】
前記ダウンリンクタイミングモニタ、前記タイミング変動計算器、および前記アップリンクフレームシンクロナイザは、ハードウェアで実装される、請求項１０の加入者局。
【請求項２０】
前記ダウンリンクタイミングモニタ、前記タイミング変動計算器、および前記アップリンクフレームシンクロナイザは、集積回路で実装される、請求項１０の加入者局。
【請求項２１】
前記加入者局は、電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）８０２．１６標準をサポートする無線通信ネットワークにより通信する、請求項１０の加入者局。
【請求項２２】
アップリンクフレーム同期を行う加入者局であって、
第1のダウンリンクフレームに対応する第１のタイムスタンプを記録する手段、
第２のダウンリンクフレームに対応する第２のタイムスタンプを記録する手段、
伝搬遅延変動を決定するために、前記第１のタイムスタンプおよび前記第２のタイムスタンプを使用する手段、
前記伝搬遅延変動に基づき、アップリンク送信タイミングを調節する手段、
を備える加入者局。
【請求項２３】
前記加入者局は、前記第１のダウンリンクフレームと前記第２のダウンリンクフレームとの間に基地局へ近づき、
前記アップリンク送信タイミングを調節することは、アップリンクフレームの送信を遅らせることを含む、
請求項２２の加入者局。
【請求項２４】
前記遅らされたアップリンクフレームの始まりと前のアップリンクフレームの始まりとの間の時間差は、ｎ×Ｄ＋｜Δ｜で与えられ、ここでΔは伝搬遅延変動であり、Ｄは単一フレームの期間であり、ｎは正の整数である、
請求項２３の加入者局。
【請求項２５】
前記加入者局は、前記第１のダウンリンクフレームと前記第２のダウンリンクフレームとの間に基地局から遠ざかり、
前記アップリンク送信タイミングを調節することは、アップリンクフレームの送信を事前の予定より早く開始することを含む、
請求項２２の加入者局。
【請求項２６】
前記早いアップリンクフレームの始まりと前のアップリンクフレームの始まりとの差は、ｎ×Ｄ−｜Δ｜で与えられ、ここでΔは伝搬遅延変動であり、Ｄは単一フレームの期間であり、ｎは正の整数である、
請求項２５の加入者局。
【請求項２７】
前記伝搬遅延変動はΔ＝Ｔ−ｎ＊Ｄと決定され、ここでＤは単一フレームの期間であり、ｎは正の整数であり、Ｔは前記第２のタイムスタンプと前記第１のタイムスタンプとの間の前記差である、
請求項２２の加入者局。
【請求項２８】
前記第１のタイムスタンプおよび前記第２のタイムスタンプを決定するタイムスタンプジェネレータをさらに備える請求項２２の加入者局。
【請求項２９】
前記タイムスタンプジェネレータは全地球測位システム（ＧＰＳ）レシーバである、請求項２８の加入者局。
【請求項３０】
前記加入者局は、電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）８０２．１６標準をサポートする無線通信ネットワークにより通信する、請求項２２の加入者局。
【請求項３１】
加入者局により行われるアップリンクフレーム同期のためのコンピュータプログラム製品であって、該コンピュータプログラム製品は命令を記憶するコンピュータ読取可能媒体を含み、該命令は、
第1のダウンリンクフレームに対応する第１のタイムスタンプを記録するコード、
第２のダウンリンクフレームに対応する第２のタイムスタンプを記録するコード、
伝搬遅延変動を決定するために、前記第１のタイムスタンプおよび前記第２のタイムスタンプを使用するコード、
前記伝搬遅延変動に基づき、アップリンク送信タイミングを調節するコード、
を含むコンピュータプログラム製品。
【請求項３２】
前記加入者局は、前記第１のダウンリンクフレームと前記第２のダウンリンクフレームとの間に基地局へ近づき、
前記アップリンク送信タイミングを調節することは、アップリンクフレームの送信を遅らせることを含む、
請求項３１のコンピュータプログラム製品。
【請求項３３】
前記遅らされたアップリンクフレームの始まりと前のアップリンクフレームの始まりとの間の時間差は、ｎ×Ｄ＋｜Δ｜で与えられ、ここでΔは伝搬遅延変動であり、Ｄは単一フレームの期間であり、ｎは正の整数である、
請求項３２のコンピュータプログラム製品。
【請求項３４】
前記加入者局は、前記第１のダウンリンクフレームと前記第２のダウンリンクフレームとの間に基地局から遠ざかり、
前記アップリンク送信タイミングを調節することは、アップリンクフレームの送信を事前の予定より早く開始することを含む、
請求項３１のコンピュータプログラム製品。
【請求項３５】
前記早いアップリンクフレームの始まりと前のアップリンクフレームの始まりとの差は、ｎ×Ｄ−｜Δ｜で与えられ、ここでΔは伝搬遅延変動であり、Ｄは単一フレームの期間であり、ｎは正の整数である、
請求項３４のコンピュータプログラム製品。
【請求項３６】
前記伝搬遅延変動はΔ＝Ｔ−ｎ＊Ｄと決定され、ここでＤは単一フレームの期間であり、ｎは正の整数であり、Ｔは前記第２のタイムスタンプと前記第１のタイムスタンプとの間の前記差である、
請求項３１のコンピュータプログラム製品。
【請求項３７】
前記第１のタイムスタンプおよび前記第２のタイムスタンプは、タイムスタンプジェネレータによって決定される、請求項３１のコンピュータプログラム製品。
【請求項３８】
前記タイムスタンプジェネレータは全地球測位システム（ＧＰＳ）レシーバである、請求項３７のコンピュータプログラム製品。
【請求項３９】
前記加入者局は、電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）８０２．１６標準をサポートする無線通信ネットワークにより通信する、請求項３１のコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に無線通信システムに関する。より具体的には、本開示は、加入者局におけるアップリンクフレーム同期のための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信デバイスは、消費者ニーズを満足し、かつポータビリティと利便性を向上するために、より小さくパワフルになった。消費者は、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ラップトップコンピュータ、などのような無線通信デバイスに依存するようになった。消費者は信頼できるサービス、カバレッジエリアの拡大、機能性の向上を期待するようになった。無線通信デバイスは、加入者局、移動局、アクセス端末、遠隔局、ユーザ端末、端末、加入者ユニット、ユーザ機器などと呼ばれる。用語「加入者局」はここに使用される。
【０００３】
無線通信システムは、基地局によりサービスされる多くのセルに対し通信を提供する。基地局は加入者局と通信する固定局でもよい。基地局は、その代わりに、アクセスポイント、ノードＢあるいは別の用語で呼ばれることがある。
【０００４】
加入者局はアップリンクとダウンリンク上の送信によって１つ以上の基地局と通信する。アップリンク（すなわち逆方向リンク）は加入者局から基地局への通信リンクのことをいい、ダウンリンク（すなわち順方向リンク）は基地局から加入者局への通信リンクのことをいう。無線通信システムは、同時に複数の加入者局に対し通信をサポートできる。
【０００５】
無線通信システムは、利用可能なシステムリソース（例えば帯域幅および送信電力）を共有することにより、複数のユーザとの通信をサポートできる多重アクセスシステムである。そのような多重アクセスシステムの例は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システム、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システム、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）システム、および直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）システムを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本開示に従ったアップリンクフレーム同期を実行する加入者局を示す。
【図２】複数の加入者局が、１つの基地局との同期を保つために、どのようにして異なる時刻にアップリンクフレーム送信を開始するのかを示す例を説明する。
【図３】加入者局が基地局から遠ざかる時に、加入者局に対する伝搬遅延変動がどのように決定されるのかを示す例を説明する。
【図４】加入者局が基地局に近づく時に、加入者局に対する伝搬遅延変動がどのように決定されるのかを示す例を説明する。
【図５】アップリンクフレーム同期のための方法を示す。
【図６】図５の方法に対応する、ミーンズプラスファンクション（means-plus-function）ブロックを示す。
【図７】無線デバイスで使用される様々なコンポーネントを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
基地局は、複数の加入者局に対し無線通信をサポートする。複数の加入者局は、基地局からそれぞれ異なる距離に位置している。言いかえれば、いくつかの加入者局は、基地局から比較的近くに位置しているが、他の加入者局は、基地局から比較的遠くの場所に位置している。
【０００８】
ここで使用されるように、「伝搬遅延」は、加入者局からのアップリンク送信が、基地局に到着するのにかかる時間である。伝搬遅延は、加入者局と基地局との間の距離に関係がある。言いかえれば、基地局から遠く離れている加入者局に対する伝搬遅延は、基地局に比較的近い加入者局に対する伝搬遅延より大きい。
【０００９】
ここで使用されるように、「フレーム」は一定の長さの時間間隔である。フレームは、固定長の周期的に繰り返される複数のタイムスロットの固定セットを含む。１フレーム内の異なるタイムスロットは、異なるチャネルに対応する。
【００１０】
特定の無線通信システムにおいて、加入者局と基地局との間の通信は、少なくとも理想的には、同じアップリンクフレームに対応する異なる加入者局からのアップリンク送信が、基地局で同じ時間に受信されるように同期している。これは、基地局から比較的遠く離れている加入者局は、基地局に比較的近い加入者局より早く、アップリンクフレームの送信を開始することを示唆する。
【００１１】
加入者局はモバイルでもよく、すなわち、加入者局の位置が変わることがある。その結果、加入者局と基地局との間の距離は変わることがある。基地局に対する加入者局の位置が変わる場合、これは、アップリンク送信が加入者局から基地局へ伝わるのにかかる時間を変える。加入者局が基地局に近づく場合、アップリンク送信が基地局に到着するのにかかる時間は減少する。加入者局が基地局から遠ざかる場合、アップリンク送信が基地局に到着するのにかかる時間は増加する。
【００１２】
加入者局が、適切な同期を維持するためにアップリンクフレームを送信する正確な時間を知ることができるように、レンジング方法が利用される。これらレンジング方法に従って、基地局は、特定の加入者局からアップリンクで受信したデータのタイミングを測定し、（もしあれば）適切なタイミング調整を決定し、レンジング・レスポンス・メッセージにより、加入者局へタイミング調整を送る。レンジングは、基地局と加入者局との間の初期コンタクト（contact）の間に行なわれる。それ以降、レンジングは周期的に行われて、加入者局に起こる位置の変化を修正する。しかし、周期的なレンジングの使用は、加入者局と基地局との間に、かなりの量のメッセージオーバヘッドを引き起こす。さらに、周期的レンジングは、基地局でかなりの量の処理を生じさせる。
【００１３】
本開示は、加入者局がアップリンクフレーム同期を行なうことを可能にする技術に関する。ここに記述された技術は、周期的レンジングに依存しない、すなわち、ここに記述された技術に周期的レンジングを行なう必要はない。実際、ここに記述された技術は、ある状況の下で周期的レンジングの代わりとなる。ここに記述された技術は、いくつかのまたは全ての加入者局の位置が基地局に対し相対的に変わる場合でも、加入者局から基地局へアップリンク送信の同期を容易にする。
【００１４】
ここに開示されたアップリンクフレーム同期のための方法に従って、加入者局は、第１のダウンリンクフレームに対応する第１のタイムスタンプと、第２のダウンリンクフレームに対応する第２のタイムスタンプとを記録する。加入者局は、第１のタイムスタンプおよび第２のタイムスタンプを使用して、伝搬遅延変動を決定する。加入者局は、伝搬遅延変動に基づきアップリンク送信タイミングを調節する。
【００１５】
アップリンクフレーム同期を行なう加入者局は、第１のダウンリンクフレームに対応する第１のタイムスタンプと第２のダウンリンクフレームに対応する第２のタイムスタンプを記録するダウンリンク・タイミング・モニタを含むことがある。加入者局はさらに、第１のタイムスタンプおよび第２のタイムスタンプを使用して伝搬遅延変動を決定するタイミング変動計算器を含む。加入者局はさらに、伝搬遅延変動に基づいたアップリンク送信タイミングを調節するアップリンク・フレーム・シンクロナイザを含む。
【００１６】
アップリンク・フレーム同期を行なう加入者局は、第１のダウンリンクフレームに対応する第１のタイムスタンプを記録する手段、および第２のダウンリンクフレームに対応する第２のタイムスタンプを記録する手段を含む。加入者局はさらに、伝搬遅延変動に基づきアップリンク送信タイミングを調節する手段を含む。
【００１７】
アップリンクフレーム同期のためのコンピュータプログラム製品は、命令をもつコンピュータ読取り可能な媒体を含む。該命令は、第１のダウンリンクフレームに対応する第１のタイムスタンプを記録するコードと、および第２のダウンリンクフレームに対応する第２のタイムスタンプを記録するコードと含む。該命令はさらに、伝搬遅延変動を決定するために、前記第１のタイムスタンプおよび前記第２のタイムスタンプを使用するコードを含む。該命令はさらに、前記伝搬遅延変動に基づきアップリンク送信タイミングを調節するコードを含む。
【００１８】
本開示の方法および装置は、広帯域無線通信システムで利用できる。用語「広帯域無線」は、与えられたエリア内で、無線、音声、インターネット、および／またはデータ網アクセスを提供する技術を指す。
【００１９】
広帯域無線アクセス・スタンダードにおける電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ：Institute of Electronic and Electrical Engineers）８０２．１６ワーキンググループは、広帯域無線メトロポリタン・エリア・ネットワークのグローバルな展開のために、標準規格を作成することを目的とする。８０２．１６ファミリの標準は、公式にＷｉｒｅｌｅｓｓＭＡＮと呼ばれるが、それは、ＷｉＭＡＸフォーラムと呼ばれる業界団体によって「ＷｉＭＡＸ」（"Worldwide Interoperability for Microwave Access"の略）と呼ばれる。したがって、用語「ＷｉＭＡＸ」は、長距離で高スループット広帯域接続を定める標準ベース広帯域無線技術を指す。
【００２０】
今日ＷｉＭＡＸに、２つの主要アップリケ−ションがあり、それは、固定ＷｉＭＡＸおよびモバイルＷｉＭＡＸである。固定ＷｉＭＡＸアプリケーションは、ポイント・ツー・マルチポイントであり、家とビジネスへ広帯域アクセスを可能にする。モバイルＷｉＭＡＸは、広帯域の速度で、セルラーネットワークのフルモビリティを提供する。
【００２１】
ここに記述された例のいくつかは、ＷｉＭＡＸ基準に従って構成される無線通信システムに適切である。しかし、これらの例は、本開示の範囲を制限するものと解釈されない。
【００２２】
本開示の方法および装置は、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）およびＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多重接続）技術に基づく無線通信システムで利用される。例えば、モバイルＷｉＭＡＸは、ＯＦＤＭおよびＯＦＤＭＡ技術に基づく。ＯＦＤＭは、最近様々な高速データ転送通信システムに広く採用されている、デジタル・マルチキャリア変調技術である。ＯＦＤＭを用いると、送信ビットストリームは、複数の低速サブストリームに分割される。各サブストリームは、複数の直交サブキャリアのうちの１つで変調され、複数の並列サブチャネルのうちの１つで送られる。ＯＦＤＭＡは、ＯＦＤＭに基づいた多重接アクセス技術である。ＯＦＤＭＡを用いると、ユーザは、異なるタイムスロット中のサブキャリアが割り当てられる。ＯＦＤＭＡは、広範囲にわたるアプリケーション、データ速度、およびサービス要求の質をもつ多くのユーザに適応できる柔軟な多重アクセス技術である。
【００２３】
本開示の方法および装置は、時分割デュプレックス（ＴＤＤ：time division duplexing）を使用する無線通信システムで利用される。ＴＤＤは、往路と復路の信号を分離する、時分割多重のアプリケーションである。ＴＤＤは、半二重通信リンク上で全二重通信をエミュレートする。モバイルＷｉＭＡＸは、ＴＤＤをサポートする。
【００２４】
図１は、本開示に従ってアップリンクフレーム同期を実行する加入者局１０２を示す。加入者局１０２は、基地局１０４と無線電子通信する。
【００２５】
加入者局１０２から基地局１０４への通信は、アップリンク１０６によって起こる。基地局１０４から加入者局１０２への通信は、ダウンリンク１０８によって起こる。
【００２６】
加入者局１０２の様々なアップリンクコンポーネント１１０は、アップリンク１０６上の通信を容易にする。同様に、加入者局１０２の様々なダウンリンクコンポーネント１１２は、ダウンリンク１０８上の通信を容易にする。
【００２７】
加入者局１０２および基地局１０４は、モバイルＷｉＭＡＸのような直交周波数分割多重接続（ＯＦＭＤＡ）時分割デュプレックス（ＴＤＤ）を利用する無線通信システム１００の一部である。ＯＦＤＭＡ  ＴＤＤシステムでは、「フレーム」は、固定長の時間間隔を言う。アップリンク１０６で通信が発生するフレームは、ここではアップリンクフレームと呼ぶ。ダウンリンク１０８で通信が発生するフレームは、ここではダウンリンクフレームと呼ぶ。
【００２８】
加入者局１０２は、全地球測位システム（ＧＰＳ:global positioning system）レシーバ１１４を含む。ＧＰＳレシーバ１１４は、その位置、速度および方向を決定することができる。さらに、ＧＰＳレシーバ１１４は、非常に正確なタイムスタンプ１１６を提供することもできる。ＧＰＳレシーバ１１４によって提供されるタイムスタンプ１１６は、アップリンクフレーム同期のために使用される。
【００２９】
加入者局１０２はさらに、ダウンリンク・タイミング・モニタ１１８を含む。ダウンリンク・タイミング・モニタ１１８は、ダウンリンクフレームの開始点を決定するために、ダウンリンク１０８上の通信をモニタする。データがダウンリンク１０８で受信される度に、ダウンリンク・タイミング・モニタ１１８は、ダウンリンクフレームの始まりに対応するタイムスタンプ１１６を記録する。タイムスタンプ１１６は、ＧＰＳレシーバ１１４によって提供される。
【００３０】
上に示されるように、「伝搬遅延」は、加入者局１０２からのアップリンク送信が、基地局１０４に到着するのにかかる時間を指す。伝搬遅延がどのように変わったかを決定することにより、基地局１０４で適切な同期を維持するために、アップリンク１０６での送信のタイミングをどのように変更しなければならないかが決定される。
【００３１】
例えば、加入者局１０２が基地局１０４に近づく場合、伝搬遅延は減少する。したがって、適切な同期を維持するために、次のアップリンクフレームは、伝搬遅延の変動に対応する量だけ遅らせる。反対に、加入者局１０２が基地局１０４から遠ざかる場合、伝搬遅延は増加する。したがって、適切な同期を維持するために、次のアップリンクフレームは、伝搬遅延の変動に対応する量だけ早く始める。
【００３２】
タイミング変動計算器１２０は、伝搬遅延がどのように変わったかを決定するためにタイムスタンプ１１６を使用する。理想的には、加入者局１０２が２つのタイムスタンプ１１６の期間に移動しない場合、２つのタイムスタンプ１１６間の差は、フレーム継続時間の倍数である。加入者局１０２が基地局１０４に近づく場合、２つのタイムスタンプ１１６間の差はフレーム継続時間の倍数より小さい。加入者局１０２が基地局１０４から遠ざかる場合、２つのタイムスタンプ１１６間の差はフレーム継続時間の倍数より大きい。
【００３３】
伝搬遅延変動Δは、式（１）に従って計算される。
【００３４】
Δ＝Ｔ−ｎ*Ｄ                                        （１）
ここで、Δは伝搬遅延変動であり、Ｔは、２つの異なるダウンリンクフレームの開始点に対応する２つのタイムスタンプ１１６間の差であり、ｎは、２つのタイムスタンプ１１６間に生じたフレームの数を示し、またＤは１つのフレームの時間である。
【００３５】
アップリンクフレーム・シンクロナイザ１２２は、決定された伝搬遅延変動に基き、アップリンク送信タイミングを調節する。例えば、伝搬遅延がΔ減少したと決定された場合（すなわち、加入者局１０２が基地局１０４にΔだけ近づく）、その後、次のアップリンクフレームの送信はΔだけ遅らす。反対に、伝搬遅延がΔ増加したと決定された場合（すなわち、加入者局１０２が基地局１０４からΔ遠ざかる）、その後、次のアップリンクフレームの送信は、Δだけ早く開始する。
【００３６】
ＧＰＳレシーバ１１４は、非常に正確なタイムスタンプを提供することができるが、決定されたタイムスタンプ１１６に関連するいくらかの誤りがあることがある。そのような誤りを平滑化するために、タイミング調整がアップリンク送信に適用される前に、伝搬遅延変動は連続する数フレームについて平均化される。
【００３７】
図１に示される加入者局１０２は、ＧＰＳレシーバ１１４を含むが、ＧＰＳレシーバ１１４は、ここに記述された技術を実行するために使用される必要はない。正確なタイムスタンプを提供できる任意のタイムスタンプジェネレータが使用できる。ＧＰＳレシーバ１１４は、タイムスタンプジェネレータの一例である。しかし、他のタイムスタンプジェネレータを使用してもよい。いくつかの加入者局は、ＧＰＳレシーバ１１４を使わずに、非常に正確なタイムスタンプを提供することができる。
【００３８】
図２は、複数の加入者局２０２ａ−ｃが、基地局２０４との同期を維持するために、異なる時刻にどのようにアップリンクフレーム送信を開始するのかを示す例を説明する。第１の加入者局２０２ａ、第２の加入者局２０２ｂおよび第３の加入者局２０２ｃが、図２に示される。
【００３９】
この例において、第１の加入者局２０２ａは、基地局２０４に最も近くに位置し、第３の加入者局２０２ｃは、基地局２０４から最も遠くに位置する。第２の加入者局２０２ｂは、第１の加入者局２０２ａよりも基地局２０４から遠くに位置するが、第３の加入者局２０２ｃよりは基地局２０４の近くに位置する。
【００４０】
フレーム期間２２４も図２に示される。このフレーム期間２２４は、基地局２０４の観点からのものである。
【００４１】
３つの全ての加入者局２０２ａ−ｃからのアップリンク送信が、ほぼ同時に基地局２０４に到着することが望ましい。この目標を達成するため、第３の加入者局２０２ｃは、基地局２０４から最も遠いので、アップリンクフレーム２２６ｃを最初に送信し始める。そして、その次に、第２の加入者局２０２ｂが、アップリンクフレーム２２６ｂの送信を開始する。その後、第１の加入者局２０２ａは、アップリンクフレーム２２６ａの送信を開始する。アップリンクタイミングが適切に同期する場合、３つの全ての加入者局２０２ａ−ｃからのアップリンク送信は、基地局２０４に同時に到着する。
【００４２】
図３は、加入者局３０２が基地局３０４から遠ざかる場合に、加入者局３０２についての伝搬遅延変動３２８がどのように決定されるのかを示す例を説明する。図３は、また、伝搬遅延変動３２８を補償するために、アップリンク送信タイミングがどのように調節されるのかを説明する。
【００４３】
この例において、加入者局３０２は、最初に位置Ｘ３３０で始まる。加入者局３０２は、ダウンリンクフレームＮ３３２ａの始まりを受信するこが示されている。加入者局３０２は、ダウンリンクフレームＮ３３２ａの始まりを受信した時点に対応するタイムスタンプ３１６ａを記録する。ダウンリンクフレームＮ３３２ａを受信した後、加入者局３０２はアップリンクフレームＮ３３４ａを送信する。アップリンクフレームＮ３３４ａの始まりは、図３に示される。
【００４４】
その後、加入者局３０２は、位置Ｘ３３０から位置Ｙ３３６へ移動し、位置Ｙ３３６は位置Ｘ３３０より基地局３０４から遠くにある。加入者局３０２はダウンリンクフレームＮ＋ｎ３３２ｂの始まりを受信することが示されている。ここでｎは任意の正の整数である。加入者局３０２は、ダウンリンクフレームＮ＋ｎ３３２ｂの始まりを受信した時点に対応するタイムスタンプ３１６ｂを記録する。
【００４５】
その後、加入者局３０２は伝搬遅延変動３２８を決定する。タイムスタンプ３１６ａ−ｂは、伝搬遅延変動３２８を決定するために使われる。タイムスタンプ３１６ａ−ｂ間の差は、ｎ×Ｄ＋Δ  により与えられる、ここでΔは伝搬遅延変動３２８であり、Ｄはフレーム期間２２４である。上記の式（１）が伝搬遅延変動３２８を決定するために使用される。
【００４６】
加入者局３０２は、決定された伝搬遅延変動３２８に基づきアップリンク送信タイミングを調節する。この例において、加入者局３０２が基地局３０４から遠ざかったので、伝搬遅延変動３２８は増加した（すなわちΔは正である）。したがって、次のアップリンクフレームの送信は、示されているように、Δだけ早く開始される。それ故に、アップリンクフレームＮ＋ｎ３３４ｂの始まりと、アップリンクフレームＮ３３４ａの始まりとの差は、示されているように、ｎ×Ｄ−Δ  により与えられる。
【００４７】
図４は、加入者局４０２が基地局４０４に近づく場合に、加入者局４０２の伝搬遅延変動４２８がどのように決定されるのかを示す例を説明する。図４は、さらに、伝搬遅延変動４２８を補償するために、アップリンク送信タイミングがどのように調節されるのかを示す。
【００４８】
この例において、加入者局４０２は、最初に位置Ｙ４３６で始まる。加入者局４０２は、ダウンリンクフレームＮ４３２ａの始まりを受信していることが示されている。加入者局４０２は、ダウンリンクフレームＮ４３２ａの始まりを受信した時点に対応するタイムスタンプ４１６ａを記録する。ダウンリンクフレームＮ４３２ａが受信された後、加入者局４０２は、アップリンクフレームＮ４３４ａを送信する。アップリンクフレームＮ４３４ａの始まりは、図４に示される。
【００４９】
その後、加入者局４０２は、位置Ｙ４３６からＸ４３０へ移動する。位置Ｘ４３０は、位置Ｙ４３６より基地局４０４に近い。加入者局４０２は、ダウンリンクフレームＮ＋ｎ４３２ｂの始まりを受信していることが示されている。ここでｎは、任意の正の整数である。加入者局４０２は、ダウンリンクフレームＮ＋ｎ４３２ｂの始まりを受信した時点に対応するタイムスタンプ４１６ｂを記録する。
【００５０】
その後、加入者局４０２は伝搬遅延変動４２８を決定する。タイムスタンプ４１６ａ−ｂは、伝搬遅延変動４２８を決定するために使われる。例えば、上記の式（１）は、伝搬遅延変動４２８を決定するために使用される。式（１）を使用すると、加入者局４０２は基地局４０４に近づいたので、Δは負である。Δは負であるため、タイムスタンプ４１６ａ−ｂの差は  ｎ×Ｄ＋Δ  で与えられる。あるいは、図４で示されるように、タイムスタンプ４１６ａ−ｂの差は、  ｎ×Ｄ−｜Δ｜  で与えられる。ｎ×Ｄ−｜Δ｜  という表現は、タイムスタンプ４１６ａ−ｂの差が、フレーム期間の倍数より小さいことを示している。
【００５１】
加入者局４０２は、決定された伝搬遅延変動４２８に基づきアップリンク送信タイミングを調節する。この例では、加入者局４０２が基地局４０４に近づいたので、伝搬遅延変動４２８は減少する。したがって、示されたように、次のアップリンクフレームの送信は｜Δ｜だけ遅らせる。それ故、示されたように、アップリンクフレームＮ４３４ａの始まりとアップリンクフレームＮ＋ｎ４３４ｂの始まりとの差は、ｎ×Ｄ＋｜Δ｜で与えられる。
【００５２】
図５は、アップリンクフレーム同期のための方法５００を説明する。方法５００は、加入者局１０２によって実行され得る。
【００５３】
データがダウンリンク１０８で受信される度に、加入者局１０２は、ダウンリンクフレームの始まりに対応するタイムスタンプ１１６を記録する。したがって、加入者局１０２は、ダウンリンクフレームＮ３３２ａの始まりに対応するタイムスタンプ３１６ａを記録する（５０２）。さらに、加入者局１０２は、ダウンリンクフレームＮ＋ｎ３３２ｂの始まりに対応するタイムスタンプ３１６ｂを記録する（５０４）。ここでｎは任意の正の整数である。
【００５４】
その後、加入者局１０２は伝搬遅延変動３２８を決定する。タイムスタンプ３１６ａ−ｂは、伝搬遅延変動３２８を決定するために使用される（５０６）。伝搬遅延変動３２８は、上記の式（１）に従って決定される（５０６）。
【００５５】
加入者局１０２は、決定された伝搬遅延変動３２８に基づき、アップリンク送信タイミングを調節する。加入者局１０２が、基地局１０４に近づくか、遠ざかるかを決定する（５０８）。加入者局１０２が基地局１０４に近づく場合、加入者局１０２は次のアップリンクフレームの送信を｜Δ｜だけ遅らせる（５１０）。加入者局１０２が基地局１０４から遠ざかる場合、加入者局１０２は次のアップリンクフレームの送信を｜Δ｜だけ早く開始する（５１２）。
【００５６】
既に述べたように、加入者局１０２は、２つのタイムスタンプ３１６ａ−ｂの差から計算される伝搬遅延変動３２８に基づき、アップリンク送信タイミングを調節する。あるいは、タイムスタンプ誤りを平滑化するため、伝搬遅延変動３２８は、タイミング調整がアップリンク送信に適用される前に、連続するいくつかのフレームで平均化される。
【００５７】
例えば、フレームＮおよびフレームＮ＋ｎの間の伝搬遅延変動３２８が決定される。その後、フレームＮおよびフレームＮ＋（ｎ＋１）の間の伝搬遅延変動３２８が決定される。これは、フレームＮおよびフレームＮ＋（ｎ＋ｋ）の間の伝搬遅延変動３２８が決定されるまで、いくつかの連続するフレームについて継続される。その後、フレームＮ＋ｎからフレームＮ＋（ｎ＋ｋ）で決定された平均伝搬遅延変動が計算され、この平均伝搬遅延変動に基づいて、アップリンク送信タイミングが調節される。
【００５８】
上述された図５の方法５００は、図６に示されたミーンズプラスファンクションブロック６００に対応する様々なハードウェアおよび／またはソフトウェア・コンポーネントおよび／またはモジュールによって実行され得る。言いかえれば、図５で示された５０２〜５１２は、図６で示されたミーンズプラスファンクションブロック６０２〜６１２に対応する。
【００５９】
図７は、無線デバイス７０２に利用される様々なコンポーネントを示す。無線デバイス７０２は、ここに記述された様々な方法を実現するよう構成されたデバイスの例である。無線デバイス７０２は、加入者局１０２あるいは基地局１０４である。
【００６０】
無線デバイス７０２は、無線デバイス７０２の機能を制御するプロセッサ７０４を含む。プロセッサ７０４は、中央処理装置（ＣＰＵ）とも呼ばれる。メモリ７０６（それは読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）の両方を含む）は、プロセッサ７０４に命令とデータを与える。メモリ７０６の一部はさらに、不揮発性のランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）を含む。プロセッサ７０４は通常、メモリ７０６内に記憶されたプログラム命令に基づき、論理的および算術演算を行なう。メモリ７０６内の命令は、ここに記述された方法を実行可能である。
【００６１】
無線デバイス７０２はさらに、無線デバイス７０２と遠隔地との間でデータ送受信を可能にするトランスミッタ７１０およびレシーバ７１２を含む、ハウジング７０８を含む。トランスミッタ７１０およびレシーバ７１２は、トランシーバ７１４に組み合わされる。アンテナ７１６は、ハウジング７０８に取り付けられ、電気的にトランシーバ７１４につながれる。無線デバイス７０２はさらに、（示されていないが）複数のトランスミッタ、複数のレシーバ、複数のトランシーバ、および／または複数のアンテナを含む。
【００６２】
無線デバイス７０２はさらに、トランシーバ７１４によって受信された信号のレベルを検知および数値化するために使用される信号検出器７１８を含む。信号検出器７１８は、総エネルギー、電力スペクトル密度、および他の信号のような信号を検知する。無線デバイス７０２はさらに、信号処理で使用するデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）７２０を含む。
【００６３】
無線デバイス７０２の様々なコンポーネントは、データバスに加えてパワーバス、制御信号バス、およびステータス信号バスを含むバスシステム７２２により、ともに連結される。しかしながら、明瞭にするため、様々なバスは、図７にはバスシステム７２２として示される。
【００６４】
ここに使用された用語「決定すること」は、種々様々のアクションを包含し、「決定すること」は、計算すること（calculating, computing）、処理すること、導出すること、調べること（investigating, looking up）（例えば、テーブル、データベースあるいは別のデータ構造を調べること）、確かめること、などを含むことができる。さらに、「決定すること」は、受信すること（例えば、情報を受信すること）、アクセスすること（例えば、メモリ内のデータをアクセスすること）などを含む。また、「決定すること」は決定すること（resolving）、選択すること（selecting, choosing）、確立すること（establishing）、などを含む。
【００６５】
語「に基づき」は、明示的にそうでないと明らかに指定した場合を除き、「のみに基づき」を意味するものではない。言いかえれば、語「に基づき」は、「のみに基づき」および「少なくとも基づき」の両方を表す。
【００６６】
本開示に関して記述された、実例となる様々な論理的ブロック、コンポーネント、モジュール、および回路は、プロセッサによって実行されるメモリに記憶された命令として、全部または部分的に実行され得る。プロセッサは、汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）などであり得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサでよいが、代わりに、任意の市販のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラあるいは状態機械でもよい。プロセッサも、コンピュータデバイスの組合せ（例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと協働する１つまたは複数のマイクロプロセッサ、あるいは他のそのような機器構成）として実行され得る。
【００６７】
あるいは、またはさらに、本開示に関して記述された、実例となる様々な論理ブロック、コンポーネント、モジュールおよび回路は、ハードウェアにより全部または部分的に実行される。ここに使用された用語「ハードウェア」は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ信号（ＦＰＧＡ）、あるいは他のプログラマブルロジックデバイス、デスクリート・ゲートロジック、トランジスタロジック、デスクリート・ハードウェアコンポーネントあるいはここに記述された機能を行なうために設計されたこれらの任意の組合せを含むように広く解釈される。
【００６８】
ソフトウェアモジュールは、技術的に既知の記憶媒体の任意の形式で存在する。記憶媒体のいくつかの例は、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭなどを含み得る。ソフトウェアモジュールは単一の命令、あるいは多くの命令を含み、いくつかの異なるコードセグメント、様々なプログラム、および複数の記憶媒体に渡り分散され得る。記憶媒体は、プロセッサに接続され、プロセッサが当該記憶媒体に対し情報を読み書きできるようになっている。あるいは、記憶媒体はプロセッサに不可欠である。
【００６９】
ここに開示された方法は、上記方法を達成するための１つまたは複数のステップあるいはアクションを含む。方法ステップおよび／またはアクションは、クレームの範囲から逸脱しない限り、互いに交換可能である。言いかえれば、ステップまたはアクションの特定の順序が指定されていないならば、特定のステップおよび／またはアクションの順序および／または使用は、クレームの範囲から逸脱しない限り修正することができる。
【００７０】
記述された機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアあるいはそれらの任意の組合せで実行され得る。ソフトウェアで実行される場合、機能は、コンピュータ読取可能媒体上に１つまたは複数の命令群として記憶され得る。コンピュータ読取可能媒体は、コンピュータによってアクセス可能なあらゆる利用可能な媒体である。例として、これらに限定するものではないが、コンピュータ読取可能媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、または他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置あるいは他の磁気記憶装置、あるいはコンピュータによりアクセス可能な命令あるいはデータ構造の形式で所望のプログラムコードを持ち運び、記憶できる他の媒体を含む。ここで使用されるディスク（Disk and disc）は、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザディスク、光ディスク、ＤＶＤ（digital versatile disc）、フロッピー（登録商標）ディスクおよびブルーレイ（登録商標）ディスクを含み、ディスク（disk）は通常磁気的にデータを再生する一方、ディスク（disc）はデータをレーザで光学的に再生する。
【００７１】
ソフトウェアまたは命令も、送信媒体を通して送信される。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、あるいは赤外線、ラジオおよびマイクロ波のような無線技術を使用して、ウェブサイト、サーバ、あるいは他の遠隔リソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、ＤＳＬあるいは赤外線、ラジオおよびマイクロ波のような無線技術は、送信媒体の定義に含まれる。
【００７２】
さらに、図５および６で説明されるように、ここに示された方法と技術を行なうモジュールおよび／または他の適切な手段は、規定どおりに、モバイルデバイスおよび／または基地局より、ダウンロードおよび／または別の方法で得ることができる。例えば、そのようなデバイスはサーバにつなぐことができ、ここに記述された方法を実行する手段の転送を容易にする。あるいは、ここに記述された様々な方法は、記憶手段（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、コンパクトディスク（ＣＤ）あるいはフロッピーディスクのような物理的な記憶媒体など）によって提供され、モバイルデバイスおよび／または基地局は、当該記憶手段を当該デバイスに接続または提供すると、様々な方法を得ることができる。さらに、ここに記述された方法および技術をデバイスに提供する他の適切な技術も利用することができる。
【００７３】
クレームは、上述の構成およびコンポーネントとぴったり一致するものに限定するものではないことは言うまでもない。クレームの範囲から逸脱しない限り、ここに記述されたシステム、方法、および装置の配置、動作および詳細に、様々な修正、変更および変形をなすことができる。
【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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【国際調査報告】
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