(57)【要約】【解決手段】統一同期測距チャネルが提供される。統一同期測距チャネルは、データチャネルのサイクリックプレフィックス長と同じ測距サイクリックプレフィックス長を有する。統一同期測距チャネルは、移動局とフェムト基地局間の初期測距、ハンドオーバー測距、及び、周期性測距の一つに用いられる。一具体例中、同期測距チャネルは、周波数ドメインに沿った第一数量の副搬送波、時間ドメインに沿った第二数量のOFDM符号、及び、第三数量の時間―ドメイン反復を有する二次元の無線リソース領域上に及ぶ。伝送端で、測距符号系列は、OFDM符号によって、固定の時間―ドメイン循環シフトをルートシーケンスに供給することにより生成される。受信端で、測距符号系列は、総和モジュール、尤度結合モジュール、ピーク値を標準化する修正ピークテストモジュールを用いてデコードされる。【選択図】図１９
2011515055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルラーOFDMAシステム中のアップリンク同期の方法であって、前記方法は、
移動局により、統一同期測距チャネル上に、測距コードをマッピングするステップと、
前記統一同期測距チャネルを基地局に伝送し、前記統一同期測距チャネルが非同期、或いは、同期測距手順に用いられるステップと、
からなり、
前記統一同期測距チャネルは、測距サイクリックプレフィックス（RCP）長を有し、前記測距チャネルの前記RCP長は、データチャネルのサイクリックプレフィックス（CP）長と同じであることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記統一同期測距チャネルは初期測距に用いられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記統一同期測距チャネルはハンドオーバー測距に用いられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記統一同期測距チャネルは周期性測距に用いられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記統一同期測距チャネルは帯域幅要求測距に用いられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記基地局はフェムト基地局であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記統一同期測距チャネルは、前記移動局とマクロ基地局間の周期性測距に用いられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記測距コードは、前記統一同期測距チャネルの周波数―時間無線リソース領域上にマップされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
移動局であって、
セルラーOFDMAシステム中、統一同期測距チャネル上に、測距コードをマップし、前記統一同期測距チャネルは測距サイクリックプレフィクス（RCP）長を有し、前記測距チャネルの前記RCP長は、データチャネルのサイクリックプレフィクス（CP）長と同じである無線周波数（RF）モジュールと、
前記統一同期測距チャネルを基地局に伝送し、前記統一同期測距チャネルが、アップリンク同期のため、非同期、或いは、同期測距手順に用いられる伝送器と、
からなることを特徴とする移動局。
【請求項１０】
前記統一同期測距チャネルは、初期測距、ハンドオーバー測距、周期性測距、及び、帯域幅測距の一つに用いられることを特徴とする請求項９に記載の移動局。
【請求項１１】
前記基地局はフェムト基地局であることを特徴とする請求項１０に記載の移動局。
【請求項１２】
前記統一同期測距チャネルは、前記移動局とマクロ基地局間の周期性測距に用いられることを特徴とする請求項９に記載の移動局。
【請求項１３】
前記測距コードは、前記統一同期測距チャネルの周波数―時間無線リソース領域上にマップされることを特徴とする請求項９に記載の移動局。
【請求項１４】
セルラーOFDMAシステムであって、
前記セルラーOFDMAシステム中、第一数量の同期測距チャネルを割り当て、前記第一数量の同期測距チャネルが、非同期と同期測距手順に用いられるフェムト基地局と、
前記セルラーOFDMAシステム中、第二数量の同期測距チャネルを割り当て、前記第二数量の同期測距チャネルが、同期測距手順に用いられるマクロ基地局と、
からなることを特徴とするセルラーOFDMAシステム。
【請求項１５】
前記第一数量の同期測距チャネルと前記第二数量の測距チャネルは、同じ周波数―時間無線リソース領域中に割り当てられることを特徴とする請求項１４に記載のセルラーOFDMAシステム。
【請求項１６】
前記第一数量の同期測距チャネルは、前記第二数量の同期測距チャネルよりも更に頻繁に割り当てられ、前記第一数量の同期測距チャネルと前記第二数量の同期測距チャネルは、異なる周波数―時間無線リソース領域で割り当てられることを特徴とする請求項１４に記載のセルラーOFDMAシステム。
【請求項１７】
前記第一数量の同期測距チャネルは、前記第二数量の同期測距チャネルよりも更に頻繁に割り当てられ、前記第一数量の同期測距チャネルと前記第二数量の同期測距チャネルは、一部が、同じ周波数―時間無線リソース領域で割り当てられ、一部が、異なる周波数―時間無線リソース領域で割り当てられることを特徴とする請求項１４に記載のセルラーOFDMAシステム。
【請求項１８】
前記第一数量の同期測距チャネルは、各前記第二数量の同期測距チャネルと同じサイズであることを特徴とする請求項１４に記載のセルラーOFDMAシステム。
【請求項１９】
前記第一数量の同期測距チャネルは、各前記第二数量の同期測距チャネルと異なるサイズであることを特徴とする請求項１４に記載のセルラーOFDMAシステム。
【請求項２０】
前記第一数量の同期測距チャネルは、初期測距、ハンドオーバー測距、及び、周期性測距の一つに用いられることを特徴とする請求項１４に記載のセルラーOFDMAシステム。
【請求項２１】
前記第二数量の同期測距チャネルは、周期性測距に用いられることを特徴とする請求項１４に記載のセルラーOFDMAシステム。
【請求項２２】
セルラーOFDMAシステム中のアップリンク同期方法であって、前記方法は、
移動局により、データチャネルのサイクリックプレフィックス（CP）長と同じである測距サイクリックプレフィックス（RCP）長を有する同期測距チャネル上に、測距コードをマッピングするステップと、
前記同期測距チャネルをフェムト基地局に伝送し、前記同期測距チャネルは、周波数ドメインに沿った第一数量の副搬送波、時間ドメインに沿った第二数量のOFDM符号、及び、第三数量の時間―ドメイン反復を有する二次元の無線リソース領域上に及ぶステップと、
からなることを特徴とする方法。
【請求項２３】
前記測距コードは、伝送用の前記同期測距チャネル上にマップされる符号系列を有し、前記符号系列は、前記時間ドメインに沿って選択的に繰り返されることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記同期測距チャネルは、更に、スケジューリングインターバルで、データチャネルと周波数分割多重（FDM）することを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記同期測距チャネルは、更に、スケジューリングインターバルで、データチャネルと時分割多重（TDM）することを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記同期測距チャネルは、更に、スケジューリングインターバルで、複数の同期測距チャネルと時分割多重（TDM）することを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
前記同期測距チャネルと前記複数の同期測距チャネルは、同じフェムト基地局により用いられ、スケジューリングインターバルで、異なる基地局間で、符号分割多重接続（CDM）することを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記同期測距チャネルと前記その他の同期測距チャネルは、異なる基地局により用いられ、スケジューリングインターバルで、異なる基地局間で、TDM/CDMすることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記TDM/CDMメカニズムは、放送チャネルにより伝送される設定情報により決定されることを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記放送チャネルは、スーパーフレームヘッダー（Super Frame Header、SFH）を含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記測距コードと測距メッセージは共に、前記測距チャネル上にマップされ、前記移動局により一緒に伝送されることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項３２】
前記測距メッセージは、少なくとも一つの移動局IDと帯域幅要求情報を含み、アップリンクアクセスすることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記同期測距チャネルは、初期測距、ハンドオーバー測距、周期性測距、及び、帯域幅要求測距の一つに用いられることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
方法であって、
OFDMAシステム中、移動局により、周期性測距コードを生成し、前記周期性測距コードは、周波数ドメインに沿った第一数量の副搬送波、時間ドメインに沿った第二数量のOFDM符号、及び、第三数量の時間―ドメイン反復に及ぶ測距チャネル上にマップされ、前記周期性測距符号系列は、OFDM符号によって、固定の時間―ドメイン循環シフトを、数量のルートシーケンスから選択されたルートシーケンスに供給することにより生成されるステップと、
前記測距チャネルを用いて、前記周期性符号系列を伝送し、前記周期性符号系列は、前記の複数のルートシーケンスだけを取り込む周波数ドメイン相互関係により、受信端で検出されるステップと、
からなることを特徴とする方法。
【請求項３５】
前記数量のルートシーケンスは、一組のザドフチュー（Zadoff-Chu）シーケンスであることを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記第二数量のOFDM符号は、周波数ドメインに沿って、前記測距チャネルの副搬送波索引に基づいて決定されることを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
前記測距チャネルは、前記移動局とフェムト基地局間の初期測距、ハンドオーバー測距、周期性測距、及び、帯域幅要求の一つに用いられることを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３８】
基地局であって、
測距符号系列を受信し、前記測距符号系列は、周波数ドメインに沿った第一数量の副搬送波、時間ドメインに沿った第二数量のOFDM符号、及び、第三数量の時間―ドメイン反復を有する無線リソース領域上に及ぶ同期測距チャネルにより伝送され、前記測距符号系列は、第二数量のコード部分に分割され、各コード部分が、対応するOFDM符号に割り当てられる受信器と、
対応するコード索引を有する数量のコードから、前記測距符号系列をデコードするデコーダと、
からなり、前記デコーダは、
各コード索引の各コード部分の第二数量の相関ベクトルを合計し、各コード索引に合計ベクトルを出力する総和モジュールと、
各コード索引に対し、前記合計ベクトルに基づいて、ピーク値を検出し、各ピーク値を標準化し、対応するスレショルド値と標準化ピーク値を比較して、可能なコード索引を検出するピークテストモジュールと、
からなることを特徴とする基地局。
【請求項３９】
前記総和モジュールは、IFFT処理後、時間ドメインで、前記相関ベクトルを合計することを特徴とする請求項３８に記載の基地局。
【請求項４０】
前記総和モジュールは、IFFT処理の前、周波数ドメインで、前記相関ベクトルを合計することを特徴とする請求項３８に記載の基地局。
【請求項４１】
前記測距符号系列は、時間ドメインに沿って、第三数量の回数を繰り返し、前記デコーダは、各反復に対応する総和モジュールを有し、各反復は、独立してデコードされ、その後、前記対応する総和モジュールにより合計されることを特徴とする請求項３８に記載の基地局。
【請求項４２】
前記デコーダは、更に、前記対応する総和モジュールの出力に基づいて、結合尤度ベクトルを出力する尤度結合モジュールを含むことを特徴とする請求項４１に記載の基地局。
【請求項４３】
前記基地局はフェムト基地局で、前記同期測距チャネルは、初期測距、ハンドオーバー測距、周期性測距、及び、帯域幅要求測距の一つに用いられることを特徴とする請求項３８に記載の基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２００８年１２月１２日付の出願の「ワイヤレスOFDMAシステム中のフェムトセルアクセス方法」と題された米国仮出願番号６１／１２１，９１６と、２００９年６月１８日付の出願の「同期化された測距構造」と題された米国仮出願番号６１／２１８，１１２と、２００９年８月１３日付の出願の「OFDMAシステム中の同期化された測距チャネル設計」と題された米国仮出願番号６１／２３３，５３３と、２００９年８月２４日付け出願の「OFDMAシステム中の新しい同期化された測距チャネル設計」と題された米国仮出願番号６１／２３６，２０１とから合衆国法典第３５偏第１１９条に従って優先権を主張する、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、ワイヤレスOFDMAシステムに関するものであって、特に、測距チャネル（ranging channel）設計と割り当てに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
セルラー方式において、移動局が基地局にアクセスする前、物理（PHY）層同期と媒体アクセス制御（Media Access Control）層同期が実行される。PHY層同期に関して、ダウンリンク同期期間で、同期チャネル（Synchronization Channel、SCH）監視と追跡により、及び、アップリンク同期期間で、測距操作により、時間、周波数、及び、電力に対し調節が行われる。MAC層同期に関して、ネットワーク入力手順により、システム情報取得、能力ネゴシエーション、及び、登録が完成する。IEEE 802.16m中、３個の異なる測距チャネルが定義される。非同期の測距チャネル下で、初期ネットワーク入力期間中、移動局は、初期の測距手順により、その潜在的サービングセル（potential serving cell）に基づいて、周波数、タイミング、電力を調節し、ハンドオーバー手順（handover procedure）により、そのターゲットセル（target cell）に基づいて、周波数、タイミング、及び、電力を調節する。同期測距チャネル下で、移動局は、周期測距手順により、サービングセルに基づいて、自身の周波数、タイミング、電力を調節する。帯域幅要求（bandwidth request、BR）測距チャネル下で、移動局は、BR測距手順期間中、伝送目的（transmission intention）と要求を送信する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
異なる同期とパフォーマンス要求を満たすため、同期と非同期の測距チャネルの設計とPHY構造は異なる。通常、セル端で、伝搬遅延（propagation delay）が長くなると、非同期測距チャネルに必要な測距サイクリックプレフィックス（Ranging Cyclic Prefix、RCP)が長くなる。この他、非同期測距チャネル中で、副搬送波（subcarrier）間隔が修正される。図１（公知技術）は、IEEE 802.16e中で定義される３符号の同期測距チャネルを示す。図１中、３符号の同期測距チャネルは、相対する短いRCP長を有し、３OFDM符号中、３個の測距符号系列（ranging code sequences）がある。図２（公知技術）は、IEEE 802.16m中で定義される二個の異なる形式の非同期測距チャネルを示す図である。図２中、TRCPは、測距チャネルのRCP時間長で、TRPは、測距チャネル信号波の時間長である。図１と図２で示されるように、非同期測距チャネルのTRCPは、同期測距チャネルのTRCPより長い。
【０００５】
フェムトセル（femtocell）は、特に、室内環境で、次世代４Gシステムの超高速伝送をサポートする重要な特徴になることが予想される。フェムトセル環境中、ネットワーク範囲は、通常、３０メートル以下である。この他、フェムトセルは、大部分の時間、低デューティモードで留まり、通常、わずか１０ユーザーにサービスする。同期測距と非同期測距チャネルの分離設計はマクロセルには適当であるが、フェムトセルの特異な環境のため、このような分離設計は、フェムトセルには適さない。多種の同期とパフォーマンス要求を満たし続ける状況下で、どのようにして、フェムトセルの複雑さを減少させ、スペクトル効果を改善し、フェムトセル環境中の初期ネットワーク入力遅延を減少させるかが一つの挑戦である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
多種の測距手順に用いられる統一同期測距チャネルがセルラーOFDMAシステムに提供される。統一同期測距チャネルは、測距サイクリックプレフィックス（RCP）長を有し、データチャネルのサイクリックプレフィックス（CP）長と同じである。統一同期測距チャネルは、移動局とフェムト基地局間の初期測距、ハンドオーバー測距、及び、周期性測距手順の一つに用いられる。統一同期測距チャネル構造も、移動局とマクロ基地局間の周期性測距手順に用いられる。同期測距、非同期測距、及び、データ伝送に、統一された短いRCP長が用いられることにより、追加フィルターで、測距とデータOFDM信号を分離する必要がないので、フェムトセル複雑性は減少する。加えて、更に少ない無線リソースを使用するので、スペクトル効果も改善される。
【０００７】
一具体例中、同期測距チャネルは、二次元の無線リソース領域上に及び、無線リソース領域は、周波数ドメインに沿った第一数量の副搬送波、時間ドメインに沿った第二数量のOFDM符号、及び、第三数量の時間―ドメイン反復を有する。一例中、長い測距コードが第二数量部分に分配され、各部分は各OFDM符号に割り当てられる。その後、時間ドメインで、第三数量の同じ長さの測距コードが繰り返される。ある有利な態様で、長い符号系列と時間ドメイン反復により、好ましいコード検出が達成されるので、更に長いセル範囲が提供される。他の例で、同期測距チャネルが用いられて、測距メッセージと共に、測距コードが帯域幅要求に伝送され、初期測距期間のアクセス遅延を減少させる。この他、伝送のために、同期測距チャネルは、他のデータチャネルを有する周波数分割多重（frequency division multiplexed、FDM）、及び/又は、時分割多重（time division multiplexed、TDM）、及び、異なるセル間の符号分割多重接続（code division multiplexed、CDM）、及び/又は、TDMする。
【０００８】
異なる測距手順は、IEEE 802.16m SRD下で定義される異なるパフォーマンス要求を有する。これにより、ハンドオーバー手順に対する厳しいHO中断時間要求を満足させるために、マクロセルよりもフェムトセル中で、統一同期測距チャネルの割り当てが、更に頻繁に必要である。分離割り当て、配列割り当て、及び、ハイブリッド割り当て等の異なる測距チャネル割り当てスキームが用いられて、スペクトルオーバーヘッドとコンテンション制御間に、異なる交換条件を提供する。
【０００９】
伝送端で、コード索引を有するルートシーケンスに対し、各OFDM符号を通じて、固定の時間―ドメイン循環シフトを応用して、測距符号系列を生成する。ある有利な態様で、デコーダは、受信側で、ルートシーケンス間だけに周波数ドメイン相互関係を必要として、どの符号系列が伝送されるか特定するので、符号ベースの時間―ドメイン循環シフトスキームは、検出複雑性を減少させる。
【００１０】
受信端で、測距符号系列は、総和モジュール、尤度結合モジュール、ピーク値を標準化する修正ピークテストモジュール、及び、検出モジュールを用いてデコードされる。一新規態様で、各OFDM符号の符号系列部分の時間―ドメイン値は、総和モジュールにより、各コード索引の対応する索引に一つずつ加えられ、尤度ベクトルを形成する。尤度ベクトルのピーク値は可能な符号系列の尤度値を示す。コード索引の標準化されたピーク値が対応するスレショルド値より大きい場合、その後、そのコード索引は検出モジュールにより得られる。ある有利な態様で、ピーク値を標準化することにより、同じスレショルド値（threshold value）がコード索引に用いられる。
【００１１】
他の具体例と長所が以下で詳述される。本部分のない様は本発明に限定するものではない。本発明は請求項により定義される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】公知技術によるIEEE 802.16e中で定義される３符号の同期測距チャネルを示す。
【図２】公知技術によるIEEE 802.16m中で定義される二個の異なる形式の非同期測距チャネルを示す図である。
【図３】一新規態様によるセルラーOFDMAシステムを示す図である。
【図４】一新規態様による統一同期測距チャネルの時間ドメイン表現を示す図である。
【図５】統一同期測距チャネルの様々な具体例を示す図である。
【図６】統一同期測距チャネルの様々な具体例を示す図である。
【図７】統一同期測距チャネルの様々な具体例を示す図である。
【図８】統一同期測距チャネルの様々な具体例を示す図である。
【図９】統一同期測距チャネルの様々な具体例を示す図である。
【図１０】同期測距チャネルの異なる構成モードを構築するシグナル伝達スキームを示す図である。
【図１１】測距コードと測距メッセージ両方を伝送するのに用いられる同期測距チャネルの物理的構造を示す図である。
【図１２】測距コードと測距メッセージ両方が同じ同期測距チャネルで伝送される時の初期測距手順の第一例を示す図である。
【図１３】測距コードと測距メッセージ両方が同じ同期測距チャネルで伝送される時の初期測距手順の第二例を示す図である。
【図１４】マクロセルとフェムトセルの分離測距チャネル割り当てスキームを示す図である。
【図１５】マクロセルとフェムトセルの配列測距チャネル割り当てスキームを示す図である。
【図１６】マクロセルとフェムトセルのハイブリッド測距チャネル割り当てスキームを示す図である。
【図１７Ａ】統一同期測距チャネル上にマップされた測距予告コードの周波数―ドメイン表現を示す図である。
【図１７Ｂ】時間―ドメイン反復を有する統一同期測距チャネル上にマップされた測距予告コードの周波数―ドメイン表現を示す図である。
【図１７Ｃ】時間―ドメイン反復を有する統一同期測距チャネル上にマップされた測距予告コードの時間―ドメイン表現を示す図である。
【図１８】公知技術によるザドフチュー（Zadoff-Chu）ルートシーケンスとコードベースの時間―ドメイン循環シフトシーケンスの時間ドメイン表現を示す図である。
【図１９】一新規態様によるザドフチュー（Zadoff-Chu）ルートシーケンスと符号ベースの時間―ドメイン循環シフトシーケンスの時間―ドメイン表現を示す図である。
【図２０】一新規態様による基地局のデコーダの様々な具体例を示す図である。
【図２１】一新規態様による基地局のデコーダの様々な具体例を示す図である。
【図２２】一新規態様による基地局のデコーダの様々な具体例を示す図である。
【図２３】一新規態様による基地局のデコーダの様々な具体例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下で、複数の図式により、本発明の好ましい具体例を詳述する。
【００１４】
図３は、一新規態様によるセルラーOFDMA（orthogonal frequency division multiple access）システム３０を示す図である。セルラーOFDMAシステム３０は、フェムト基地局BS３１、マクロ基地局BS３７、二個の移動局MS４１とMS４７、からなる。フェムト基地局BS３１は、ストレージデバイス３２、プロセッサ３３、エンコーダ/デコーダモジュール３４、及び、アンテナに結合される無線周波数（RF）伝送/受信モジュール３５、からなる。同様に、移動局MS４１は、ストレージデバイス４２、プロセッサ４３、エンコーダ/デコーダモジュール４４、及び、アンテナ４６に結合されるRF伝送/受信モジュール４５、からなる。フェムトBS３１は、移動局MS４１の潜在的サービング基地局である。MS４１の電源がオンになると、同期チャネル（SCH）を監視、追跡することにより、ダウンリンク（DL）同期を確保し、その後、BS３１により送信されるスーパーフレームヘッダー（Super Frame Header、SFH）情報をデコードする。DL同期の後、MS４１は、BS３１により、アップリンク（UL）同期を実行し、初期測距手順により、時間、周波数、及び、電力を調節する。初期測距期間、MS４１は、初期測距コードをBS３１に伝送し、BS３１からのUL許可（grant）を受信する。MS４１は、その後、測距要求(RNG_REQ)メッセージをBS３１に伝送し、BS３１からの測距応答(RNG_RSP)を受信して、ネットワーク入力手順を実行する。初期測距とネットワーク入力手順以外、移動局は他の測距手順も実行し、例えば、ハンドオーバー（HO）のためのターゲット移動局（つまり、他のフェムト基地局）とのハンドオーバー測距、及び、メンテナンスと管理のためのその潜在的サービング基地局との周期性測距を実行する。
【００１５】
一新規態様で、移動局とフェムト基地局間の初期測距、ハンドオーバー測距、及び、周期性測距手順は、全て、統一同期測距チャネル構造により実行される。統一同期測距チャネルは、測距サイクリックプレフィックス（RCP）長を有し、データチャネルの通常のサイクリックプレフィックス（CP）長と等しい。この他、同じ統一同期測距チャネルが用いられ、移動局とマクロ基地局間（つまり、MS４７とBS３７間）の周期性測距を実行する。図３で示されるように、統一同期測距チャネル４０は、二次元の無線リソース領域を有し、周波数ドメインに沿った複数の周波数トーンと、時間ドメインに沿った複数の時間スロット（OFDM符号）に及ぶ。統一同期測距チャネルにより、測距メッセージと選択的に結合される測距コードが伝送される。無線リソース領域で、長い測距符号系列は複数部分に分配され、各部分は対応するOFDM符号に割り当てられる。時間ドメインに沿って、同じ測距符号系列が繰り返される。本発明に基づいて、統一同期測距チャネル、測距チャネル物理層、測距チャネル割り当てスキーム、測距符号系列生成、及び、測距チャネル物理的構造の実施例に対し詳述する。
統一同期測距チャネル：
【００１６】
図４は、一新規態様による統一同期測距チャネル４０の時間ドメイン表現を示す図である。測距チャネル４０は、基本ユニット（basic unit）と時間ドメイン反復（time-domain repetition）を含む。一般に、基本ユニットは、周波数ドメインに沿った第一数量(N=72、 図示しない)の副搬送波と、時間ドメインに沿った第二数量（K=3)のOFDM符号を有する。同じ基本ユニットは、時間ドメインに沿って、第三数量（Q=2)反復が繰り返される。長い測距符号系列XPは、K部分(XP(k)、 XP(k+N1)とXP(k+N2)に分割され、ｐはコード索引、ｋは副搬送波索引で、且つ、0<N1<N2)で、各K個のOFDM符号に割り当てられる。同じ長さの測距符号系列XPは、その後、時間ドメインで、Q回繰り返される。長い符号系列を用いることにより、利用可能な符号系列中に、低ピークの相互相関（peak cross-correlation）、或いは、低平均相互相関（average cross-correlation）が提供される。時間ドメインで、同じ長さの符号系列を繰り返すことにより、高移動環境中で、長いセル範囲と好ましいパフォーマンスが実現される。図４の例で、基本ユニットは、７２個（N=72）の副搬送波と３個のOFDM符号（K=3）を有し、時間ドメインに沿って、２回（Q=2）繰り返される。
【００１７】
ある有利な態様で、統一同期測距チャネルのRCP時間長TRCP は、データチャネルのノーマルCP時間長TCP (つまり、ガードインターバル時間長Tg)と等しく、測距信号波の時間長TRPは、データ信号波の時間長Tbと等しい。公知の測距チャネル設計中、初期測距とハンドオーバー測距手順は、非同期測距チャネルにより実行され、周期性測距手順は、同期測距チャネルにより実行される。一般に、セル辺縁の長い伝播遅延のために、非同期測距チャネルのTRCPは、通常、Tgよりはるかに長い。しかし、あるネットワーク環境で、OFDMA符号のCP長（Tg）は、伝播距離の影響に耐えるのに十分に長い。つまり、更に長いRCPは不要である。例えば、フェムトセル環境中、セル範囲は通常、３０メートル以下である。よって、移動局とフェムト基地局間の往復遅延（round trip delay、RTD）は、0.2uS ((2*30) / (3*108) = 0.2uS)以下になる。In IEEE 802.16m中、“全UL OFDMA 符号 がBSに到着する時間が、最小ガードインターバルの±２５％  の精確さと一致するか、更によい”ことが要求される。よって、フェムトセル基地局とDLが同期後、移動局の最大オフセットは、通常、IEEE 802.16mの同期要求内にある。その結果、フェムトセル環境中に、長いRCP長は必要ない。同期測距、非同期測距、及び、データ伝送のために、統一の短いRCP長を用いることにより、余分なフィルターが測距とデータOFDM信号の分割に要求されないので、フェムトセル複雑性が減少する。この他、更に少ない無線リソースを用いるので、スペクトル効果が改善される。
測距チャネル物理的構造：
【００１８】
統一同期測距チャネルは、測距コードだけを伝送するか、測距コードと測距メッセージを一緒に伝送するのに用いられる。伝送のために、統一同期測距チャネルは、更に、スケジューリングインターバル（scheduling interval）で、他のデータチャネルと、周波数分割多重（FDM）、及び/又は、時分割多重（TDM）、及び、スケジューリングインターバルで、異なるセル間の符号分割多重接続（CDM）、及び/又は、TDMする。図５〜図１３は、統一同期測距チャネルの様々な具体例と関連するアプリケーションを示す図である。
【００１９】
図５は、統一同期測距チャネル５１の第一具体例を示す図である。測距チャネル５１は、幾つかの副搬送波（７２個の副搬送波、図示しない）と３個のOFDM符号（K=3）を有し、時間ドメイン反復（Q=1）がない。測距符号系列XPは、３個の部分(XP(k)、 XP(k+N1)、及び、 XP(k+N2))に分割され、３個のOFDM符号のそれぞれに割り当てる。測距チャネル５１は３個のOFDM符号上に及ぶので、６個の符号長のサブフレーム内に、二個の測距チャネルが割り当てられる。異なる移動局は異なる測距チャネルを使用して、測距アクセスし、これにより、測距コリジョン（ranging collision）を減少させる。
【００２０】
図６は、統一同期測距チャネル６１の第二具体例を示す図である。測距チャネル６１は、幾つかの副搬送波（７２個の副搬送波、図示しない）と６個のOFDM符号（K=６）を有し、時間ドメイン反復（Q=1）がない。測距符号系列XPは、６個の部分(i.e., XP(k), XP(k+N1) … XP(k+N5))に分割され、６個のOFDM符号のそれぞれに割り当てる。測距チャネル６１は６個のOFDM符号上に及ぶので、６個の符号長のサブフレーム内に、一個の測距チャネルだけが割り当てられる。図５の測距チャネル５１と比較すると、更に少ない測距機会が移動局に用いられて、測距アクセスを実行するが、長い符号系列が好ましいコード検出に用いられるので、長いセル範囲が提供される。
【００２１】
図７は、統一同期測距チャネル７１の第三具体例を示す図である。測距チャネル７１は、幾つかの副搬送波（７２個の副搬送波、図示しない）と３個のOFDM符号（K=３）を有し、二個の時間ドメイン反復（Q=２）を有する。測距符号系列XPは、３個の部分(i.e., XP(k)、 XP(k+N1)、及び、 XP(k+N2))に分割され、３個のOFDM符号のそれぞれに割り当てる（複製１）。時間ドメインに沿って、同じ測距コードXPが再度繰り返される（複写２）。測距チャネル７１は６個のOFDM符号上に及ぶので、６個の符号長のサブフレーム内に、一個の測距チャネルだけが割り当てられる。図６の測距チャネル６１と比較すると、相対して短い符号系列が用いられるが、時間―ドメイン反復とチャネルダイバーシティ利得（diversity gain）により、好ましいコード検出が達成されるので、長いセル範囲が提供される。
【００２２】
図８は、統一同期測距チャネル８１の第四具体例を示す図である。測距チャネル８１は、１個のOFDM符号（K=１）を有し、時間ドメイン反復（Q=１）がない。測距符号系列XPは、OFDM符号に割り当てる。図８の例で、測距チャネル８１は、更に、６個の符号長、或いは、７個の符号長のサブフレーム中で、５個の符号、或いは、６個の符号の長いデータチャネルとTDMする。
【００２３】
図９は、統一同期測距チャネル９１の第５具体例を示す図である。測距チャネル９１は、図５の測距チャネル５１と同じに見えるが、測距チャネル５１と９１の下線物理的構造が異なる。図５〜図８の例中、各セルは、一サブフレーム中で割り当てられる全測距機会を利用するが、異なるセルは、同じ同期測距割り当て上で実行する周期測距は異なるコードセットを用いる。一方、図９の例で、一セルは一部分の測距機会だけを用い、周期性測距し、残りの測距機会は他のセルにより用いられる。よって、他のデータチャネルとFDMする以外に、伝送のために、測距チャネル９１は、更に、スケジューリングインターバルで、異なるセル間で、CDM、及び/又は、TDMを行う。
【００２４】
図１０は、同期測距チャネルの異なる構成モードを構築するシグナル伝達スキームを示す図である。図１０の例中、測距チャネルは、K2 (= K1xQ)OFDM符号（K１個のOFDM符号に対し、Q時間ドメイン反復する）に及び、ｐセル間で用いられる。スーパーフレームヘッダー（SFH）中の一ビットは、ブロードキャストチャネルにより伝送され、測距チャネルの異なる構成モードを示す。このビットが１に設定される場合、各セルは、全測距機会（全K２個のOFDM符号）を用いて、測距する。測距チャネルはデータチャネルとFDMし、セル間で、CDM/TDMする。
cell ID mod p = q             Eq. (1)
【００２５】
測距チャネル構造により、測距コードだけが伝送される以外に、測距コードと測距メッセージ両方が、同じ測距チャネル構造中で伝送される。図１１は、測距コードと測距メッセージを伝送するのに用いられる同期測距チャネル１１０の物理的構造を示す。図１１の例中、測距コードは、白ブロックで示される副搬送波上にマップされ、測距メッセージは、陰影つきブロックで示される副搬送波上にマップされる。通常、測距メッセージは、フェムトセル中の移動局ID、及び、移動局により伝送される次のRNG_REQに用いられる帯域幅要求等の情報を含む。ある有利な様態で、測距コードと測距メッセージを一緒に伝送するのは、アクセス遅延とハンドオーバー中断時間の減少に役立つ。
【００２６】
図１２は、同じ同期測距チャネル中で、帯域幅要求に用いられる測距コードと測距メッセージが両方伝送される時の初期測距手順の第一例を示す図である。図１２で示されるように、移動局は、まず、同期測距チャネルにより、帯域幅要求に用いる初期測距コードと測距メッセージを、フェムト基地局に伝送する。測距メッセージは、移動局IDと測距要求（RNG_REQ）サイズを含む。フェムト基地局は、初期測距の確認を移動局に戻す。測距メッセージを正確にデコードした後、フェムト基地局は、要求されたRNG_REQサイズのUL許可を移動局に伝送する。UL許可の受信後、移動局は、RNG_REQを伝送し、RNG_RSPをフェムト基地局から受信する。帯域幅要求の測距メッセージは、測距コードと共に送られるので、余分なステップが不要で、アクセス遅延を全面的に減少させる。
【００２７】
図１３は、同じ同期測距チャネル中で、帯域幅要求に用いられる測距コードと測距メッセージが両方伝送される時の初期測距手順の第二例を示す図である。図１２の測距手順と同様に、移動局は、同期測距チャネルにより、帯域幅要求に用いる初期測距コードと測距メッセージを、フェムト基地局に伝送する。しかし、図１３の例で、測距メッセージは、フェムト基地局により正確にデコードされない。手順は公知の初期測距手順に戻る。その結果、UL許可を移動局に伝送する時、フェムト基地局は、要求されたRNG_REQサイズを算出する必要がある。許可されたRNG_REQサイズが小さすぎる場合、移動局は、初期測距を再開始する必要があり、アクセス遅延全体が増加する。適当な測距チャネル割り当て下で、フォールバックモード（fallback mode）の確率はとても低い。
測距チャネル割り当て：
【００２８】
提出された統一同期測距チャネルは、フェムトセル環境中で、初期測距、ハンドオーバー測距、及び、周期性測距を含む異なる測距手順に用いられるのに対し、マクロセル環境中では、周期性測距だけに用いられる。異なる測距手順は、IEEE 802.16m SRD下で定義された異なるパフォーマンス要求を有する。初期測距手順にとって、アイドルトゥアクティブ（idle-to-active）遅延要求は１００ミリセカンド（mille seconds）である。ハンドオーバー手順にとって、イントラ周波数HOのHO中断時間要求は２７．５ミリセカンド（mille seconds）で、同じスペクトル帯中、イントラ周波数HOのHO中断時間要求は４０ミリセカンド（mille seconds）で、異なるスペクトル帯間で、６０ミリセカンド（mille seconds）である。これにより、ハンドオーバー手順に対する厳しいHO中断時間要求を満たすために、統一同期測距チャネルは、マクロセルよりも、フェムトセル中で、更に頻繁な割り当てが必要である。しかし、測距チャネルの短い割り当て周期は、フェムトセル中でオーバーヘッドされるスペクトル全体を増加させる。以下で、測距チャネル割り当てスキームの異なる具体例と例を詳述する。
【００２９】
図１４は、マクロセルとフェムトセルの分離測距チャネル割り当てスキームを示す図である。図１４の例中、マクロセルとフェムトセルは、それら自身の測距チャネルを別々に割り当てる。マクロセルにとって、一測距チャネルが各１０個のスーパーフレーム（２０ms）に割り当てられ、周期性測距（PR）する。フェムトセルにとって、一測距チャネルが、各スーパーフレーム（２０ms）に割り当てられ、初期測距（PR）、ハンドオーバー測距（HR）、及び、周期性測距（PR）する。測距チャネルは、マクロセルとフェムトセルにより、別々に、且つ、独立して割り当てられ、互いにネゴシエーションがなく、このような分離測距チャネル割り当てスキームは、高いオーバーヘッドになる。
【００３０】
図１５は、マクロセルとフェムトセルの配置測距チャネル割り当てスキームを示す図である。図１５の例で、マクロセルとフェムトセル両方は、一スーパーフレーム毎に、一測距チャネルを割り当てる。全測距チャネルはマクロセルとフェムトセル間で共有されるので、このような配置測距チャネル割り当てスキームは高い競争になる。
【００３１】
図１６は、マクロセルとフェムトセルのハイブリッド測距チャネル割り当てスキームを示す図である。図１６の例でフェムトセルは、マクロセル（２００ms毎に一測距チャネル）よりも更に頻繁（２０ms毎に一測距チャネル）に測距チャネルを割り当て、マクロセルにより割り当てられる測距チャネルは、フェムトセルにより割り当てられる一部の測距チャネルと反復する。ある割り当ては、マクロセルとフェムトセルにより共有され、他の割り当てはフェムトセルだけに用いられるので、このようなハイブリッド測距チャネル割り当てスキームは、オーバーヘッドが少ない好ましいコンテンション制御を提供しする。
測距符号系列生成：
【００３２】
図１７Aは、統一同期測距チャネル１７１上にマップされた測距予告コードXPの周波数―ドメイン表現を示す図である。測距予告コードXPは、長い符号系列XP(k)を有し、 k=0, 1, … N1-1で、 N1 は符号系列長 (N1=211)である。測距チャネルは、７２個の副搬送波と３個のOFDM符号に及ぶ無線リソース領域を有する。図１７Aで示されるように、各 XP(k)（二進値か複素数値）は、測距チャネルの無線リソース領域中で、対応する副搬送波とOFDM符号に割り当てられる。図１７Bは、時間―ドメイン反復を有する統一同期測距チャネル１７２上にマップされた測距予告コードXPの周波数―ドメイン表現を示す図である。図１７Aと同様に、測距符号系列XP(k)は、測距チャネルの７２×３リソース領域に割り当てられる。同じ長さの測距符号系列XP(k)は、その後、時間ドメイン中で繰り返される。
【００３３】
図１７Cは、図１７Bの統一同期測距チャネル１７２上にマップされた測距予告コードXPの時間―ドメイン表現を示す図である。図１７Cで示されるように、長い測距予告コードXPは、３部分(XP(k)、 XP(k+N3) 、及び、 XP(k+2N3))に分割され、３個のOFDM符号のそれぞれに割り当てられる。特に、XP(k) は、符号系列“XP(0) … XP（７１）”の第一コードセグメントを示し、XP(k+N3) は、符号系列“XP(71) … XP（１４２）”の第二コードセグメントを示し、XP(k+2N3) は、符号系列 “XP(142)… XP（２）”の第三コードセグメントを示し、N3 は周波数ドメイン中のコードセグメント長を示す（ N3=72)。  同じ測距コード XPは、その後、時間ドメインで繰り返される。
【００３４】
測距コードの典型的な例はザドフチュー（Zadoff-Chu）シーケンスである。ザドフチューシーケンスは複素数値の数学的シーケンスで、無線信号に用いる時、一定振幅の電磁信号（electromagnetic signal）を発生する。シフトされなかった生成ザドフチューシーケンスは“ルートシーケンス”として知られる。伝送端で、測距アクセスに用いられる更に多くの符号系列を提供するため、通常、ザドフチュールートシーケンスをシフトする時間ドメインサイクリックにより、時間ドメインサイクリックザドフチューシーケンスが生成される。無線信号が受信端で回復する時、ザドフチューシーケンスの循環シフトバージョンは、互いに相互関連しない。この他、同じルートシーケンスに基づいて、時間ドメイン循環シフトにより生成される符号系列は互いに直交する。
【００３５】
一例で、ザドフチューシーケンスのコードベースの時間ドメイン循環シフトバージョンは、以下の等式（１）により生成される。
2011515055.tif 000003
Eq. (2)
ｐは測距コード索引、rp は ザドフチューシーケンスのルート索引、 N1 はザドフチューシーケンスのコード長、N2 は測距予告長、 Ncs はサイクリック測距コードの生成に用いられる循環シフトサンプルの数量、sp は、索引ｐを有するサイクリック測距コードを生成するのに用いられるマルチNcs の数量である。
【００３６】
図１８（公知技術）は、等式（２）下のザドフチュー（Zadoff-Chu）ルートシーケンスと時間―ドメイン循環シフト符号系列の時間ドメイン表現を示す図である。等式（２）に基づくと、循環符号系列は、(2*k*sp*NCS) の時間ドメイン循環シフトをザドフチュールートシーケンスに供給することにより生成される。図１８で、上面はザドフチュールートシーケンスを示し、下面は循環シフトしたザドフチュールートシーケンスを示す。OFDM 符号＃１で、測距コードセグメント＃１“０，１，２，３，４，５，６”は、周波数ドメイン中の第一コードセグメント(XP(k))の時間ドメインサンプル値を示す。OFDMS符号 #2で、測距コードセグメント“７，８，９，１０，１１，１２，１３”は、周波数ドメイン中の第二コードセグメント(XP(k+N3)) の時間ドメインサンプル値を示す。OFDM 符号 #3で、“１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０”は、測距コードセグメント周波数ドメイン中の第三コードセグメント(XP(k+2N3)) の時間ドメインサンプル値を示す。各コードセグメントにシフトするサンプルの数量は索引ｋの値に基づくので、異なるOFDM符号の各コードセグメントは、異なる数量のサンプルにより循環シフトする。図１８の例中、コードセグメント#1は、一サンプルによりシフトされ、 “６，０，１，２，３，４，５”になり、 コードセグメント#2 は二サンプルによりシフトされ、“１２，１３，７，８，９，１０，１１”になり、コードセグメント#3 は３サンプルによりシフトされ、  “１８，１９，２０，１４，１５，１６，１７”になる。その結果、デコーダは、受信端で、全ての可能な循環符号系列間の周波数ドメイン相互関係を必要とし、どの循環符号系列が伝送されるか確認するので、コードベースの時間ドメイン循環シフトスキームは、デコーダの検出が更に複雑になる。  
【００３７】
一新規態様で、ザドフチュールートシーケンスの符号ベースの時間ドメイン循環符号系列は、以下の等式（３）か（４）により生成される。
2011515055.tif 000004
Eq. (3)
ｐは測距コード索引、rp は ザドフチューシーケンスのルート索引、 N1はザドフチューシーケンスのコード長、N2 は測距予告長、N3は、周波数ドメイン中の供給されたコードセグメント長、 Ncs はサイクリック測距コードの生成に用いられる循環シフトサンプルの数量、sp は、索引ｐを有するサイクリック測距コードを生成するのに用いられるマルチNcs の数量である。
2011515055.tif 000005
Eq. (4)
ｎはOFDM符号索引、NFFT はFFTサイズ、残りの条件は等式（２）と同じ意義を含む。等式（３）と（４）は形式が異なるが、生成される循環シフト符号系列XP(k) と XP(n,k) は、実質上同じである。
【００３８】
図１９は、等式（３）下のザドフチュー（Zadoff-Chu）ルートシーケンスと時間―ドメイン循環シフトシーケンスの時間―ドメイン表現を示す図である。等式（３）に基づくと、循環符号系列は、(2*mod(k,N3)*sp*NCS) の時間ドメイン循環シフトをザドフチュールートシーケンスに供給することにより生成される。よって、各コードセグメントにシフトされるサンプルの数量は、mod(k,N3)に基づき、mod(k,N3)は、各OFDM符号に対し、ゼロにリセットする副搬送波索引（０から７１）である。その結果、異なるOFDM符号中の各コードセグメントは、同数のサンプルにより循環シフトする。図１９中、上部は、ザドフチュールートシーケンスの異なるコードセグメントを示し、下面は、循環シフトしたザドフチュールートシーケンスの異なるコードセグメントを示す。図１９で示されるように、OFDM符号の各コードセグメントは、時間ドメイン中の二個のサンプルの固定数量によりシフトされる。デコーダは、受信端で、全ての可能な循環符号系列間の周波数ドメイン相互関係を必要とし、どの循環符号系列が伝送されるか確認するので、符号ベースの時間ドメイン循環シフトスキームは、デコーダの検出が更に複雑になる。以下で、どのようにして、符号系列を検出するかを実施例にて詳述する。
測距符号系列検出：
【００３９】
図３に戻ると、移動局MS４１は、その潜在的なサービング基地局BS３１に対し、初期測距、或いは、周期性測距を実行する。MS４１も、ターゲット基地局に対し、ハンドオーバー測距を実行する。伝送端で、移動局MS４１は測距コード（循環ザドフチュールートシーケンスXP）を生成し、統一同期測距チャネル４０により、測距コードをフェムト基地局BS３１に伝送する。受信端で、BS３１は初期測距コードを受信し、その後、どの測距コードがMS４１から伝送されるか検出し、受信された測距コードにより、MS４１とMS３１間のアップリンクタイミングオフセットを推算し、MS４１とBS３１間のアップリンク同期が達成される。
【００４０】
図２０は、一新規態様による基地局のデコーダ２０１の第一具体例を示す図である。図２０の例で、測距符号系列XPとその他のデータは、時間ドメイン中のK個のOFDM符号により伝送される。測距符号系列XPは、K部分に分割され、時間ドメインで、各部分は一OFDM符号に割り当てられ、デコーダ２０１に伝送される。特に、第一部分XP(k)、 k = 0, 1, …, N3-1, は、 OFDM符号 #1により伝送され、Kth 部分 XP(k+(K-1)N3)、k = 0, 1, …, N3-1, は OFDM 符号 #Kにより伝送される。デコーダ２０１は、幾つか（K個）のFFTモジュール２０２、エクストラクタ２０３、相関器２０４、ゼロパッダー（zero padder）２０５、IFFTモジュール２０６、総和モジュール２０７、修正ピークテストモジュール２０８、及び、検出モジュール２０９、からなる。各符号系列部分は、対応するFFTモジュールにより、時間ドメインから周波数ドメインに転換され、対応するエクストラクタにより他のデータから抽出される。対応する相関器により、抽出された各符号系列部分と可能な全符号系列（ザドフチュールートシーケンス）の対応コード部分は相関する。例えば、第一抽出符号系列は、CODEP 部分#1と相関し、 Kth 抽出符号系列は、CODEP 部分 #Kは相関し、 CODEP は、コード索引Pを有するルートシーケンスである。ゼロパディングの後、対応するIFFTモジュールにより、各相関符号系列部分は時間ドメイン値に戻される。
【００４１】
一新規態様で、総和モジュール２０７は、各コード索引Pに対応する索引に基づいて、符号系列部分の時間―ドメイン値を一つずつ加算し、尤度ベクトルを形成する。尤度ベクトルのピーク値は、可能な符号系列CODEPの尤度値tpを示す。ピーク値は、その後、修正ピークテストモジュール２０８により標準化される。コード索引Pの標準化ピーク値が、対応するスレショルド値より大きい場合、CODEPは、検出モジュール２０９により得られる。測距符号系列XPが、図１９に関連する記述のようなルートシーケンスCODEPに基づいた符号ベースの時間ドメイン循環ザドフチューシーケンスである場合、ピーク値のタイミング位置も、その後、検出モジュール２０９により検出される。この情報に基づくと、デコーダ２０１は、移動局により伝送されるルートシーケンスCODEPに基づいた抽出循環シフト測距符号系列XPを識別することができる。測距コードの検出以外に、移動局と基地局間のアップリンクタイミングオフセットが推測され、UL同期は、推測されたタイミングオフセットに基づいて達成される。
【００４２】
ある有利な態様で、各ピーク値tpは、修正ピークテストモジュール２０８により標準化される、ピーク値は、異なるシステム環境で、異なるSNR値に基づき、コード索引ｐのスレショルド値は、特定のシステム環境中で、特定のSNRによって異なる。ピーク値の標準化により、同じスレショルド値は、コード索引Pに用いられる。例えば、ピーク値は、以下の等式（５）を用いて標準化される。
2011515055.tif 000006
Eq. (5)
Pr (標準化{tp} > T | 伝送される符号系列がない) <= PFA、 Nc は、符号系列の数量、ｍは伝送される最大可能符号系列、ｐはコード索引である。
【００４３】
図２１は、一新規態様による基地局のデコーダ２１１の第二具体例を示す図である。デコーダ２１１は図２０のデコーダ２０１と同じである。図２１の例中、IFFTモジュールの前に総和モジュールが設置され、よって、一個のIFFTモジュールだけがデコーダ２１１に必要である。
【００４４】
図２２は、一新規態様による基地局のデコーダ２２１の第三具体例を示す図である。図２２の例で、測距符号系列XPは、時間ドメインで、Q回繰り返される。各反復測距符号系列XPは、図２０のデコーダ２０１と同じように、デコーダ２２１により独立してデコードされる。各コード索引Pの各XP反復の尤度ベクトルの数量（Q個）は、対応する総和モジュールにより出力され、各コード索引Pに対し、尤度結合モジュール２２８により、再度、対応する索引に基づいて、全XP反復のQ個の尤度ベクトルが一つずつ加算される。尤度結合モジュール２２８は、特定のコード索引Pに、測距符号系列XPの最終尤度ベクトルを出力する。その後、各最終尤度ベクトルのピーク値は、ピークテストモジュール２２９により標準化される。最後に、検出モジュール２３０は、伝送された測距コードの実際のコード索引を識別し、タイミングオフセットを推算し、アップリンク同期する。
【００４５】
図２３は、一新規態様による基地局のデコーダ２３１の第四具体例を示す図である。図２３の例中、測距符号系列XPは、時間ドメインで、Q回繰り返される。デコーダ２３１は、図２２のデコーダ２２１と同じである。しかし、図２３の例中、IFFTモジュールの前に総和モジュールが設置され、よって、一個のIFFTモジュールだけがデコーダ２３１に必要である。
【００４６】
本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではない。例えば、ある工業仕様、例えば、３GPP仕様で、フェムト基地局は、Home ｅNB（HeNB）を指す。ある工業仕様で、測距チャネルは、ランダムアクセスチャネル（random access channel 、RACH)とも称され、同様の手順を実行するのに用いられる。よって、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【図１】
2011515055.tif 000007
【図２】
2011515055.tif 000008
【図３】
2011515055.tif 000009
【図４】
2011515055.tif 000010
【図５】
2011515055.tif 000011
【図６】
2011515055.tif 000012
【図７】
2011515055.tif 000013
【図８】
2011515055.tif 000014
【図９】
2011515055.tif 000015
【図１０】
2011515055.tif 000016
【図１１】
2011515055.tif 000017
【図１２】
2011515055.tif 000018
【図１３】
2011515055.tif 000019
【図１４】
2011515055.tif 000020
【図１５】
2011515055.tif 000021
【図１６】
2011515055.tif 000022
【図１７Ａ】
2011515055.tif 000023
【図１７Ｂ】
2011515055.tif 000024
【図１７Ｃ】
2011515055.tif 000025
【図１８】
2011515055.tif 000026
【図１９】
2011515055.tif 000027
【図２０】
2011515055.tif 000028
【図２１】
2011515055.tif 000029
【図２２】
2011515055.tif 000030
【図２３】
2011515055.tif 000031
【手続補正書】
【提出日】平成22年9月9日(2010.9.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルラーOFDMAシステム中のアップリンク同期の方法であって、前記方法は、
移動局により、統一同期測距チャネル上に、測距コードをマッピングするステップと、
前記統一同期測距チャネルを基地局に伝送し、前記統一同期測距チャネルが非同期、或いは、同期測距手順に用いられるステップと、
からなり、
前記統一同期測距チャネルは、測距サイクリックプレフィックス（RCP）長を有し、前記測距チャネルの前記RCP長は、データチャネルのサイクリックプレフィックス（CP）長と同じであることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記統一同期測距チャネルは初期測距に用いられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記統一同期測距チャネルは、前記移動局とマクロ基地局間の周期性測距に用いられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記測距コードは、前記統一同期測距チャネルの周波数―時間無線リソース領域上にマップされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
移動局であって、
セルラーOFDMAシステム中、統一同期測距チャネル上に、測距コードをマップし、前記統一同期測距チャネルは測距サイクリックプレフィクス（RCP）長を有し、前記測距チャネルの前記RCP長は、データチャネルのサイクリックプレフィクス（CP）長と同じである無線周波数（RF）モジュールと、
前記統一同期測距チャネルを基地局に伝送し、前記統一同期測距チャネルが、アップリンク同期のため、非同期、或いは、同期測距手順に用いられる伝送器と、
からなることを特徴とする移動局。
【請求項６】
前記統一同期測距チャネルは、初期測距、ハンドオーバー測距、周期性測距、及び、帯域幅測距の一つに用いられることを特徴とする請求項５に記載の移動局。
【請求項７】
前記統一同期測距チャネルは、前記移動局とマクロ基地局間の周期性測距に用いられることを特徴とする請求項５に記載の移動局。
【請求項８】
前記測距コードは、前記統一同期測距チャネルの周波数―時間無線リソース領域上にマップされることを特徴とする請求項５に記載の移動局。
【請求項９】
セルラーOFDMAシステム中のアップリンク同期方法であって、前記方法は、
移動局により、データチャネルのサイクリックプレフィックス（CP）長と同じである測距サイクリックプレフィックス（RCP）長を有する同期測距チャネル上に、測距コードをマッピングするステップと、
前記同期測距チャネルをフェムト基地局に伝送し、前記同期測距チャネルは、周波数ドメインに沿った第一数量の副搬送波、時間ドメインに沿った第二数量のOFDM符号、及び、第三数量の時間―ドメイン反復を有する二次元の無線リソース領域上に及ぶステップと、
からなることを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記測距コードは、伝送用の前記同期測距チャネル上にマップされる符号系列を有し、前記符号系列は、前記時間ドメインに沿って選択的に繰り返されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記測距コードと測距メッセージは共に、前記測距チャネル上にマップされ、前記移動局により一緒に伝送されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記測距メッセージは、少なくとも一つの移動局IDと帯域幅要求情報を含み、アップリンクアクセスすることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記同期測距チャネルは、初期測距、ハンドオーバー測距、周期性測距、及び、帯域幅要求測距の一つに用いられることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
方法であって、
OFDMAシステム中、移動局により、周期性測距コードを生成し、前記周期性測距コードは、周波数ドメインに沿った第一数量の副搬送波、時間ドメインに沿った第二数量のOFDM符号、及び、第三数量の時間―ドメイン反復に及ぶ測距チャネル上にマップされ、前記周期性測距符号系列は、OFDM符号によって、固定の時間―ドメイン循環シフトを、数量のルートシーケンスから選択されたルートシーケンスに供給することにより生成されるステップと、
前記測距チャネルを用いて、前記周期性符号系列を伝送し、前記周期性符号系列は、前記の複数のルートシーケンスだけを取り込む周波数ドメイン相互関係により、受信端で検出されるステップと、
からなることを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記数量のルートシーケンスは、一組のザドフチュー（Zadoff-Chu）シーケンスであることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第二数量のOFDM符号は、周波数ドメインに沿って、前記測距チャネルの副搬送波索引に基づいて決定されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記測距チャネルは、前記移動局とフェムト基地局間の初期測距、ハンドオーバー測距、周期性測距、及び、帯域幅要求の一つに用いられることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
基地局であって、
測距符号系列を受信し、前記測距符号系列は、周波数ドメインに沿った第一数量の副搬送波、時間ドメインに沿った第二数量のOFDM符号、及び、第三数量の時間―ドメイン反復を有する無線リソース領域上に及ぶ同期測距チャネルにより伝送され、前記測距符号系列は、第二数量のコード部分に分割され、各コード部分が、対応するOFDM符号に割り当てられる受信器と、
対応するコード索引を有する数量のコードから、前記測距符号系列をデコードするデコーダと、
からなり、前記デコーダは、
各コード索引の各コード部分の第二数量の相関ベクトルを合計し、各コード索引に合計ベクトルを出力する総和モジュールと、
各コード索引に対し、前記合計ベクトルに基づいて、ピーク値を検出し、各ピーク値を標準化し、対応するスレショルド値と標準化ピーク値を比較して、可能なコード索引を検出するピークテストモジュールと、
からなることを特徴とする基地局。
【請求項１９】
前記測距符号系列は、時間ドメインに沿って、第三数量の回数を繰り返し、前記デコーダは、各反復に対応する総和モジュールを有し、各反復は、独立してデコードされ、その後、前記対応する総和モジュールにより合計されることを特徴とする請求項１８に記載の基地局。
【請求項２０】
前記デコーダは、更に、前記対応する総和モジュールの出力に基づいて、結合尤度ベクトルを出力する尤度結合モジュールを含むことを特徴とする請求項１９に記載の基地局。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
提出された統一同期測距チャネルは、フェムトセル環境中で、初期測距、ハンドオーバー測距、及び、周期性測距を含む異なる測距手順に用いられるのに対し、マクロセル環境中では、周期性測距だけに用いられる。異なる測距手順は、IEEE 802.16m SRD下で定義された異なるパフォーマンス要求を有する。初期測距手順にとって、アイドルトゥアクティブ（idle-to-active）遅延要求は１００ミリセカンド（millisecond）である。ハンドオーバー手順にとって、イントラ周波数HOのHO中断時間要求は２７．５ミリセカンド（millisecond）で、同じスペクトル帯中、イントラ周波数HOのHO中断時間要求は４０ミリセカンド（millisecond）で、異なるスペクトル帯間で、６０ミリセカンド（millisecond）である。これにより、ハンドオーバー手順に対する厳しいHO中断時間要求を満たすために、統一同期測距チャネルは、マクロセルよりも、フェムトセル中で、更に頻繁な割り当てが必要である。しかし、測距チャネルの短い割り当て周期は、フェムトセル中でオーバーヘッドされるスペクトル全体を増加させる。以下で、測距チャネル割り当てスキームの異なる具体例と例を詳述する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
一例で、ザドフチューシーケンスのコードベースの時間ドメイン循環シフトバージョンは、以下の等式（２）により生成される。
2011515055.tif 000032
Eq. (2)
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
一新規態様で、総和モジュール２０７は、各コード索引Pに対応する索引に基づいて、符号系列部分の時間―ドメイン値を一つずつ加算し、尤度ベクトルを形成する。尤度ベクトルのピーク値は、可能なルートシーケンスCODEPの尤度値tpを示す。ピーク値は、その後、修正ピークテストモジュール２０８により標準化される。コード索引Pの標準化ピーク値が、対応するスレショルド値より大きい場合、CODEPは、検出モジュール２０９により得られる。測距符号系列XPが、図１９に関連する記述のようなルートシーケンスCODEPに基づいた符号ベースの時間ドメイン循環ザドフチューシーケンスである場合、ピーク値のタイミング位置も、その後、検出モジュール２０９により検出される。この情報に基づくと、デコーダ２０１は、移動局により伝送されるルートシーケンスCODEPに基づいた抽出循環シフト測距符号系列XPを識別することができる。測距コードの検出以外に、移動局と基地局間のアップリンクタイミングオフセットが推測され、UL同期は、推測されたタイミングオフセットに基づいて達成される。
【国際調査報告】
2011515055.tif 000033
2011515055.tif 000034