(57)【要約】  本発明は、非常に大きい遅延拡散に対処することを可能にする、無線チャネル上の送信用の所定数のサンプルを含むシンボルシーケンスを使用して、サイクリックプレフィックス挿入をサポートする無線通信システムのための方法および装置に関する。シンボルシーケンスは、ＣＰを有する第１シンボルおよびＣＰを有する第２シンボルから形成される。第２シンボルは、ＣＰを有する２つの隣接するシンボルをサンプル順に関して整合させるようにシフトされたサンプルを有する第１シンボルのコピーである。シンボルシーケンスはＣＰを有する第３シンボルあるいはそれ以上のシンボルを含んでもよく、第３シンボルは第２シンボルのコピーであり、上記したシンボルのシフトと同様にシフトされたサンプルを有し得る。結果として生じるシンボルシーケンスは、隣接するシンボルを整合させる正確な循環的シフトにより、拡張した連続するシンボルとなる。これにより、受信機は、例えばシンボルシーケンスの終わりなど、拡張シンボル中のどこにでもＦＦＴ窓を配置することが可能になり、したがってＣＰ持続時間よりも長い遅延拡散を処理することを可能にする。これにより、例えば２つのＦＦＴ窓を配置し、抽出信号を１つのＳＮＲが向上した信号へと合成しつつ、より長い遅延拡散を処理することも可能にする。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線チャネル上の送信用の所定数のサンプルを含むシンボルシーケンスを使用して、サイクリックプレフィックス挿入をサポートする無線通信システムのための方法であって、前記方法は、第１サイクリックプレフィックスが前に付加された前記シーケンスの第１シンボルを送信するステップ（９１０）を含み、第２サイクリックプレフィックスが前に付加された前記シーケンスの第２シンボルを送信するステップ（９２０）を含むことを特徴とし、前記第２シンボルは、前記第１シンボルの最終サンプルと前記第２サイクリックプレフィックスの第１サンプルとが循環的に連続するようにシフトされた前記第１シンボルのサンプルを含む、方法。
【請求項２】
第３サイクリックプレフィックスが前に付加された前記シーケンスの第３シンボルを送信する更なるステップ（９３０）を含み、前記第３シンボルは、前記第２シンボルの最終サンプルと前記第３サイクリックプレフィックスの第１サンプルとが循環的に連続するようにシフトされた前記第２シンボルのサンプルを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
スペクトル漏れを減少させるために時間窓配置が使用される場合、前記シンボルシーケンスに窓を配置する更なるステップ（９５０）を含む、請求項１〜２のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
無線チャネル上の送信用の所定数のサンプルを含むシンボルシーケンスを使用して、サイクリックプレフィックス挿入をサポートする無線通信システムのための方法であって、前記方法は、第１サイクリックプレフィックスが前に付加された前記シーケンスの第１シンボルを受信するステップ（１０１０）を含み、
第２サイクリックプレフィックスが前に付加された前記シーケンスの第２シンボルを受信するステップ（１０２０）であって、前記第２シンボルは、前記第１シンボルの最終サンプルと前記第２サイクリックプレフィックスの第１サンプルとが循環的に連続するようにシフトされた前記第１シンボルのサンプルを含む、ステップ（１０２０）と、
前記シンボルシーケンス中に少なくとも１つの高速フーリエ変換（ＦＦＴ）窓を配置するステップ（１０３０）と、
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つのＦＦＴ窓を配置するステップの前に、第３サイクリックプレフィックスが前に付加された前記シーケンスの第３シンボルを受信するステップ（１０２５）であって、前記第３シンボルは、前記第２シンボルの最終サンプルと前記第３サイクリックプレフィックスの第１サンプルとが循環的に連続するようにシフトされた前記第２シンボルのサンプルを含む、更なるステップ（１０２５）を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
２つ以上のＦＦＴ窓を配置する場合、前記ＦＦＴ窓は続けて配置される、請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
２つ以上のＦＦＴ窓を配置する場合、前記ＦＦＴ窓は部分的に重複している、請求項４または５に記載の方法。
【請求項８】
前記ＦＦＴ窓の信号を合成し、向上した信号対雑音比を有する合成信号にする更なるステップ（１０４０）を含む、請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
前記合成信号の前記信号対雑音比基づき、必要な受信電力レベルを決定する更なるステップ（１０５０）を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
無線チャネル上の送信用の所定数のサンプルを含むシンボルシーケンスを使用して、サイクリックプレフィックス挿入をサポートする無線通信システムのための送信ユニット（８１０）であって、前記ユニットは、第１サイクリックプレフィックスが前に付加された前記シーケンスの第１シンボルを送信するための手段（８１１）を備え、
第２サイクリックプレフィックスが前に付加された前記シーケンスの第２シンボルを送信するための手段（８１２）を備えること特徴とし、前記第２シンボルは、前記第１シンボルの最終サンプルと前記第２サイクリックプレフィックスの第１サンプルとが循環的に連続するようにシフトされた前記第１シンボルのサンプルを含む、
送信ユニット（８１０）。
【請求項１１】
第３サイクリックプレフィックスが前に付加された前記シーケンスの第３シンボルを送信するための手段を備え、前記第３シンボルは、前記第２シンボルの最終サンプルと前記第３サイクリックプレフィックスの第１サンプルとが循環的に連続するようにシフトされた前記第２シンボルのサンプルを含む、請求項１０に記載の送信ユニット（８１０）。
【請求項１２】
スペクトル漏れを減少させるために時間窓配置が使用される場合、前記シンボルシーケンスに窓を配置するための手段（８１３）を備える、請求項１０〜１１のいずれかに記載の送信ユニット（８１０）。
【請求項１３】
前記ユニットが無線基地局（８００）内に配置されるように構成される、請求項１０、１１または１２に記載の送信ユニット（８１０）。
【請求項１４】
前記ユニットがユーザ装置（８５０）内に配置されるように構成される、請求項１０、１１または１２に記載の送信ユニット（８１０）。
【請求項１５】
無線チャネル上の送信用の所定数のサンプルを含むシンボルシーケンスを使用して、サイクリックプレフィックス挿入をサポートする無線通信システムのための受信ユニット（８６０）であって、前記ユニットは、第１サイクリックプレフィックスが前に付加された前記シーケンスの第１シンボルを受信するための手段（８６１）を備え、
第２サイクリックプレフィックスが前に付加された前記シーケンスの第２シンボルを受信するための手段（８６１）であって、前記第２シンボルは、前記第１シンボルの最終サンプルと前記第２サイクリックプレフィックスの第１サンプルとが循環的に連続するようにシフトされた前記第１シンボルのサンプルを含む、受信するための手段（８６１）と、
前記シンボルシーケンス中に少なくとも１つの高速フーリエ変換（ＦＦＴ）窓を配置するための手段（８６２）と、
を備えることを特徴とする、受信ユニット（８６０）。
【請求項１６】
第３サイクリックプレフィックスが前に付加された前記シーケンスの第３シンボルを受信するための手段を備え、前記第３シンボルは、前記第２シンボルの最終サンプルと前記第３サイクリックプレフィックスの第１サンプルとが循環的に連続するようシフトされた前記第２シンボルの前記サンプルを含む、請求項１５に記載の受信ユニット（８６０）。
【請求項１７】
２つ以上のＦＦＴ窓が配置される場合、前記ＦＦＴ窓は続けて配置される、請求項１５または１６に記載の受信ユニット（８６０）。
【請求項１８】
２つ以上のＦＦＴ窓が配置される場合、前記ＦＦＴ窓は部分的に重複している、請求項１５または１６に記載の受信ユニット（８６０）。
【請求項１９】
前記ＦＦＴ窓の信号を合成し、向上した信号対雑音比を有する合成信号にするための手段（８６３）を備える、請求項１７または１８に記載の受信ユニット（８６０）。
【請求項２０】
前記合成信号の信号対雑音比基づき、前記必要な受信電力レベルを決定するための手段（８６４）を備える、請求項１９に記載の受信ユニット（８６０）。
【請求項２１】
前記ユニットが無線基地局（８００）内に配置されるように構成される、請求項１５〜２０のいずれかに記載の受信ユニット（８６０）。
【請求項２２】
前記ユニットがユーザ装置（８５０）内に配置されるように構成される、請求項１５〜２０のいずれかに記載の受信ユニット（８６０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信の分野に関し、特に長距離無線通信または高遅延拡散チャネル内の無線通信のためにサイクリックプレフィックス挿入を使用することに関する。
【背景技術】
【０００２】
ユニバーサルテレコミュニケーションシステム（ＵＭＴＳ）は、ＧＳＭを継承するように設計された第３世代移動体通信技術の１つである。３ＧＰＰロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）は、例えばより速いデータ転送速度、効率向上、コスト削減といったサービス向上の観点から将来的な要求に対処するために、ＵＭＴＳ標準を向上させるための第３世代パートナシッププロジェクト（３ＧＰＰ）内のプロジェクトである。ＵＭＴＳ地上波無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ）は、ＵＭＴＳシステムの無線アクセスネットワークであり、発展型ＵＴＲＡＮ（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）は、ＬＴＥシステムの無線アクセスネットワークである。図８で示すように、Ｅ−ＵＴＲＡＮは、通常無線基地局８００に無線で接続したユーザ装置（user equipments：ＵＥ）８５０を含む。
【０００３】
直交周波数分割多重方式(ＯＦＤＭ)は、３ＧＰＰ  ＬＴＥにおいて無線インターフェース用の伝送方式として採用されており、デジタル映像放送(ＤＶＢ)、デジタル音声放送(ＤＡＢ)、ＩＥＥＥ  ８０２．１１  ａ／ｇ（ＷＬＡＮ／ＷｉＦｉ）、ＩＥＥＥ  ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、Ｈｉｐｅｒｌａｎ２、および様々なデジタル加入者回線(Digital Subscriber Line:ｘＤＳＬ)等の他のいくつかの無線アクセス技術および標準のためにも使用される。ＯＦＤＭは、デジタル多重搬送波変調方法として利用される周波数分割多重化方式である。データを搬送するために、多数の密集した直交副搬送波が使用される。データはいくつかの並列データストリームまたはチャネル内に分割され、その各々が各副搬送波に対応する。各副搬送波は、従来の変調方式（直交振幅変調または位相偏移変調等）により低いシンボルレートで変調され、全体のデータ転送速度を同じ帯域幅の従来の単一搬送波変調方式と同様に維持する。より具体的には、ＯＦＤＭの変形、つまり直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）が３ＧＰＰ  ＬＴＥに対して使用され、異なる組の副搬送波上での複数のユーザの多重化が可能になる。３ＧＰＰ  ＬＴＥのアップリンクは、単一搬送波周波数分割多重化方式ＳＣ−ＦＤＭＡ）に基づいており、これはサイクリックプレフィックスを有する（サイクリックプレフィックスの使用は以下に記載する）ＤＦＴの予拡散ＯＦＤＭともみなされ得る。ＬＴＥのアップリンクサブフレームは、図７ｂで概略的に示される。
【０００４】
従来の周波数分割多重方式（ＦＤＭ）では、複数のユーザは、伝送用に異なる周波数またはチャネルが割り当てられる。これらのチャネル間の干渉を防ぐために、ＦＤＭ周波数同士の間隔をあけなければならず、これは周波数スペクトルの浪費につながる。ＯＦＤＭでは、副搬送波の周波数が互いに干渉しないように、つまり直交であるように選択される。これにより、ＦＤＭと比較して副搬送波のより密集した「詰め込み(packing)」およびスペクトル効率の向上が可能になる。直交性を確実にするために、副搬送波は共通の、正確に選択された周波数間隔または副搬送波間隔を有さなければならず、この周波数間隔はＯＦＤＭシンボル持続時間の真逆である。この特定の構造により、ＯＦＤＭは、計算効率の良い高速フーリエ変換（ＦＦＴ）アルゴリズムが存在する離散フーリエ変換(ＤＦＴ)演算を用いて変調または復調の低複雑化の実現が可能になる。
【０００５】
データがいくつかの並列データストリームまたはチャネルに分割され、その各々が各副搬送波に対応するため、各副搬送波のシンボルレートは、全体のシンボルレートよりもはるかに低く、従って副搬送波シンボル長は拡張する。これにより、マルチパス効果によるシンボル間干渉(Inter symbol interference:ＩＳＩ)（つまり、同じ信号の異なるバージョンが無線インターフェース上の異なる経路を伝わり、異なるタイミングで受信機に届くことから、信号遅延拡散を引き起こすこと）に対するシステム感度を低下させる。マルチパスによるＩＳＩは、信号遅延拡散とシンボル長との間の関係に依存するので、シンボル長が拡張されると、システムはマルチパス効果に対してより強固になるということである。
【０００６】
しかし、システムはマルチパス効果に対してより強固であっても、いくらかのＩＳＩは残るであろう。このような理由で、シンボル間にガードインターバルを導入し、主データが受信機に届く前にマルチパスがおさまることを可能にしている。このようなガードインターバルがあると、遅延拡散がガードインターバル持続時間を越えない限り、ＩＳＩが起こることはない。図１に示す、異なる無線アクセスシステム内の慣用機構では、シンボル１０１の前にこのガードインターバルのサイクリックプレフィックス（ＣＰ）１０２を挿入している。ＣＰは、シンボル１０１の最終部分１０３のコピーである。混乱を避けるため、ＣＰを含むシンボルは「ＣＰを有するシンボル」１００と呼び、有用部分のみを含むシンボル１０１とは区別できるようにする。なお、ＣＰ挿入は、多重搬送波システム同様、単一搬送波システムにおいても使用することができる。
【０００７】
ＯＦＤＭでのＣＰ挿入は、無線チャネルに固有の線形畳み込みが循環畳み込みへと変換できることを意味する。この循環畳み込みは、ＤＦＴまたはＦＦＴ変換が考慮される場合、要素同士の乗算（element wise  multiplication）へと変換される利点を有する。更に、これにより副搬送波間のチャネル間干渉が緩和される。
【０００８】
異なるシステムおよび標準では、異なる伝播状況に対応するために２つ以上の異なるＣＰ持続時間の代替が組み込まれている。例えばＬＴＥでは、遅延拡散が小さい場合に使用するための短ＣＰが指定され（これにより低いオーバーヘッドを可能にし）、ならびに遅延拡散が大きい場合に使用するための長ＣＰも指定される（これにより多少スループットが犠牲になる）。
【０００９】
しかし、いくつかのケースでは、信号遅延拡散は依然として規定されたＣＰ持続時間よりも長く、ＩＳＩ問題を引き起こし得る。これは、例えば図２ａ〜ｄにおいて概略的に示す状況において発生し得る。
図２ａ：基地局２０１ａとＵＥ２０２ａとの間に長距離に起因する厳しいマルチパスを有する非常に大きいセル２００ａ
図２ｂ：例えばＤＶＢおよびＤＡＢシステムのように、遠く離れた基地局２０１ｂおよび２０３ｂから１つのＵＥ２０２ｂに対して同一の信号を送る多重送信機を有する単一周波数ネットワーク(ＳＦＮ)２００ｂ
図２ｃ：基地局２０１ｃからＵＥ２０２ｃへと転送された信号の大幅な遅延を含む、オンフレクエンシー中継局（ＲＳ）２０３ｃ
図２ｄ：信号処理の観点から、遠く離れた異なる無線部２０１ｄおよび２０３ｄからの信号がＵＥ２０４ｄにより受信される時間内に重複することが好適である、分散アンテナシステム(ＤＡＳ)２０５ｂ
【００１０】
大きなセルサイズを有するセルラシステム（図２ａ）のように、送信機と受信機との間に非常に大きな距離があるシステムでは、受信電力が大幅に減少しているといった別の問題もある。
【発明の概要】
【００１１】
本発明の目的は、上述した問題点のいくつかを未然に防ぎ、かつ特定のユーザに対して（ＣＵ持続時間を超える）非常に大きい信号遅延拡散の処理をするとともに、他のユーザに対して「通常の」信号遅延拡散の処理を維持することが可能な方法および装置を達成することである。
【００１２】
これは、シンボルシーケンス設計法に基づく解決策により達成される。シンボルシーケンスは、ＣＰを有する第１シンボルおよびＣＰを有する第２シンボルにから形成される。第２シンボルは、ＣＰを有する２つの隣接するシンボルをサンプル順に関して整合させるようにシフトされたサンプルを有する第１シンボルのコピーである。シンボルシーケンスはＣＰを有する第３シンボルも含んでもよく、第３シンボルは第２シンボルのコピーであり、上記したシンボルのシフトと同様にシフトされたサンプルを有する。シーケンスは同様の方法で配置されたＣＰを有する更なるシンボルにより続けられてもよい。結果として生じるシンボルシーケンスは、隣接するシンボルを整合させる正確な循環的シフトにより、拡張した連続するシンボルとなる。これにより、例えば非常に大きい信号遅延拡散の処理が可能になるように、受信機は拡張シンボル中のどこにでもＦＦＴ窓を配置することが可能になる。
【００１３】
従って、本発明の第１態様によると、無線チャネル上の送信用の所定数のサンプルを含むシンボルシーケンスを使用して、サイクリックプレフィックス挿入をサポートする無線通信システムのための方法が提供される。本方法は、第１サイクリックプレフィックスが前に付加されたシーケンスの第１シンボルを送信するステップを含む。本方法は、第２サイクリックプレフィックスが前に付加されたシーケンスの第２シンボルを送信するステップもさらに含む。この第２シンボルは、第１シンボルの最終サンプルと第２サイクリックプレフィックスの第１サンプルとが循環的に連続するようにシフトされた第１シンボルのサンプルを含む。
【００１４】
本発明の第２態様によると、無線チャネル上の送信用の所定数のサンプルを含むシンボルシーケンスを使用して、サイクリックプレフィックス挿入をサポートする無線通信システムのための方法が提供される。本方法は、第１サイクリックプレフィックスが前に付加されたシーケンスの第１シンボルを受信するステップを含む。本方法は、第２サイクリックプレフィックスが前に付加されたシーケンスの第２シンボルを受信するステップもさらに含む。この第２シンボルは、第１シンボルの最終サンプルと第２サイクリックプレフィックスの第１サンプルとが循環的に連続するようにシフトされた第１シンボルのサンプルを含む。本方法は、シンボルシーケンス中に少なくとも１つの高速フーリエ変換(ＦＦＴ)を配置するステップも含む。
【００１５】
本発明の第３態様によると、無線チャネル上の送信用の所定数のサンプルを含むシンボルシーケンスを使用して、サイクリックプレフィックス挿入をサポートする無線通信システムのための送信ユニットが提供される。本ユニットは、第１サイクリックプレフィックスが前に付加されたシーケンスの第１シンボルを送信するための手段を備える。本ユニットは、第２サイクリックプレフィックスが前に付加されたシーケンスの第２シンボルを送信するための手段も更に備える。この第２シンボルは、第１シンボルの最終サンプルと第２サイクリックプレフィックスの第１サンプルとが循環的に連続するようにシフトされた第１シンボルのサンプルを含む。
【００１６】
本発明の第４態様によると、無線チャネル上の送信用の所定数のサンプルを含むシンボルシーケンスを使用して、サイクリックプレフィックス挿入をサポートする無線通信システムのための受信ユニットが提供される。本ユニットは、第１サイクリックプレフィックスが前に付加されたシーケンスの第１シンボルを受信するための手段を備える。本方法は、第２サイクリックプレフィックスが前に付加されたシーケンスの第２シンボルを受信するための手段もさらに備える。この第２シンボルは、第１シンボルの最終サンプルと第２サイクリックプレフィックスの第１サンプルとが循環的に連続するようにシフトされた第１シンボルのサンプルを含む。本ユニットは、シンボルシーケンス中に少なくとも１つの高速フーリエ変換(ＦＦＴ)を配置するための手段も備える。
【００１７】
本発明の実施形態の利点は、ＣＰ挿入を使用するあらゆるシステム内で非常に大きい信号遅延拡散、つまりＣＰ持続時間を越える信号遅延拡散の処理を可能にすることである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、先行技術によるＣＰ挿入の使用を概略的に示す。
【図２】図２ａ〜ｄは、大きな遅延拡散が生じ得るいくつかのケース例を概略的に示す。
【図３】図３は本発明の一実施形態によるシンボルシーケンス設計を概略的に示す。
【図４】図４は、本発明の一実施形態による柔軟性のあるＦＦＴ窓の配置を概略的に示す。
【図５】図５は、合成により信号のＳＮＲを向上させる本発明の一実施形態による２つのＦＦＴ窓の配置を概略的に示す。
【図６】図６は、本発明の一実施形態による時間領域窓を概略的に示す。
【図７ａ】図７ａは、ＬＴＥダウンリンク構造における、先行技術によるＯＦＤＭシンボルおよび本発明の一実施形態による拡張シンボルのマッピングを概略的に示す。
【図７ｂ】図７ｂは、先行技術によるＬＴＥアップリンクサブフレーム内のシンボルのマッピングを概略的に示す。
【図７ｃ】図７ｃは、本発明の一実施形態によるＬＴＥアップリンクサブフレーム内の拡張シンボルのマッピングを概略的に示す。
【図８】図８は、本発明が実施され得る一組の無線通信システムおよび本発明の実施形態による送信および受信ユニットを概略的に示す。
【図９】図９は、本発明の実施形態による方法のフローチャートである。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態による方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
[詳細な説明]
以下、本発明は特定の実施形態および添付の図面を参照してより詳細に記載される。限定ではなく説明を目的として、本発明の十分な理解を提供するために、特定のケース、技術等の具体的な詳細を以下に示す。しかし、当業者には明らかであろうが、本発明は、これらの具体的な詳細とは異なる他の実施形態において実施されてもよい。
【００２０】
更に、本明細書において以下で説明される機能および手段は、プログラムされたマイクロプロセッサもしくは汎用コンピュータと連携して機能するソフトウエアを使用して、および／または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を使用して実施されることが、当業者には理解されるであろう。本発明は主に方法および装置の形式で説明されるが、本発明はまた、コンピュータプログラム製品内、ならびにコンピュータプロセッサおよびプロセッサに連結したメモリを含むシステムであって、このメモリが本明細書に記載の機能を実行し得る１つ以上のプログラムによりコード化されるシステム内で具体化されてもよいことも、理解されるだろう。
【００２１】
本明細書において、本発明は、特定のケース例を参照して記載される。特に、本発明は３ＧＰＰ  ＬＴＥシステムに関した非限定的な一般的な文脈で記載される。しかし、本発明およびその例示的な実施形態は、例えば、ＤＡＢ、ＤＶＢ、８０２．１１および８０２．１６標準ファミリまたはＣＰ挿入を使用する単一搬送波システムといった、ＣＰ挿入の点で３ＧＰＰ  ＬＴＥと同様の特徴を有する他の種類の無線アクセス技術にも適用され得ることを留意されたい。
【００２２】
図２ａ〜ｄで図示されるような様々なケースが存在する。これらのケースでは、特定のユーザに対する遅延拡散が先行技術のＣＰよりも大きくなる。本発明は、アップリンクおよびダウンリンクの無線チャネル上の送信用の特定のシンボルシーケンスを使用することにより、これらユーザに対して上記のような信号遅延拡散を対処しつつ、全ての他のユーザに対してより限定的な信号遅延拡散を処理するためのＣＰを有する「通常の」シンボルを維持することを可能にする。一実施形態によるシンボルシーケンス設計原理が図３に示される。この実施形態では、シンボルシーケンスはＣＰを有する２つのシンボルのみを含むが、以下に記載するようにシンボルシーケンス内にはＣＰを有する更なるシンボルが含まれてよい。シンボルシーケンスは第１ＣＰ３０１を有する第１シンボル３０３および第２ＣＰ３０１を有する第２シンボル３０４により形成される。第２シンボル３０４は、ＣＰを有する２つの隣接するシンボルが整合するようにシフトしたサンプル３０６を有する、第１シンボル３０３のコピーである。２つのシンボルは、それらシンボルのサンプルまたはサンプル指標が循環的に連続する場合に整合する。この整合は以下で更に詳細に記載する。
【００２３】
各シンボルはサンプルのシーケンスｓ（ｎ）を含み、ｎはシーケンス内のサンプルの指標３０７であり、１からＮの範囲におよぶ。図３では、第１シンボル３０５のサンプルシーケンスは指標ｎ＝１で始まり、指標ｎ＝Ｎで終わり、｛ｓ（１），．．．，ｓ（Ｎ−Ｍ），．．．，ｓ（Ｎ）｝となる。第１ＣＰ３０１はこのシーケンスの最後のＭ個のサンプル、つまり｛ｓ（Ｎ−Ｍ），．．．，ｓ（Ｎ）｝を含み、図１に関して前述したように、これらのＭ個のサンプルが第１シンボル３０３の前に複製され、付加される。従って、第１シンボル３０３の最終サンプルは、ｓ（Ｎ）となる。ｓ（Ｎ）に循環的に続くサンプルはｓ（１）であり、これは、シンボルを整合させるためには、第２ＣＰ３０２がサンプル｛ｓ（１），．．．，ｓ（Ｍ）｝から構成されなければならないことを意味する。これは、どのようにＣＰが選択されるかということを考慮すると、第２シンボル３０６のサンプルシーケンスが｛ｓ（Ｍ＋１），．．．，ｓ（Ｎ），ｓ（１），．．．，ｓ（Ｍ）｝であるべきであることを意味する。
【００２４】
図３のシンボルシーケンスの設計では、ＣＰ３０１を有する第１シンボル３０３を生成することから始まり、この第１シンボル３０３に基づいて第２シンボル３０４およびＣＰ３０２のサンプルが調節されたが、例えば、第１シンボルが循環的に調節されたシンボルとして第２シンボルから始まることも可能である。
【００２５】
本発明一実施形態によると、シンボルシーケンスはＣＰを有する第３シンボルも含んでよく、第３シンボルは第２シンボルで行われたシフトと同様にシフトされたサンプルを有する第２シンボルのコピーである。シーケンスは、同様の方法で配置されたＣＰを有する更なるシンボルにより続けられてもよい。
【００２６】
結果として生じるシンボルシーケンス３０８は、隣接するシンボルを整合させる上記の正確な循環的シフトにより、拡張した連続するシンボルとなる。明確性かつ簡略化を目的として、上記記載に従って設計された本発明のシンボルシーケンスを、拡張シンボルと呼ぶ。
【００２７】
このような拡張シンボルは、ＦＦＴ窓を配置する際に受信機に対するより優れた柔軟性を可能にする。これは、ＦＦＴ窓がこの拡張シンボル中のどこにでも配置され得るためである。ＦＦＴ配置の２つの例を図４に示す。（ＣＰを有する２つのシンボルを含むこの例では、）拡張シンボル４００の最終端に配置されるＦＦＴ窓４０４は、ＣＰを有する１つのシンボルにもう１つのＣＰを加えた持続時間と対応する遅延拡散４０３を可能にするであろう。従って、いわゆる有効なＣＰは、２つのＣＰを加えた１つのシンボルに等しく、これはこの場合に処理することのできる最大遅延拡散である。拡張シンボルがＣＰを有する３つ以上のシンボルを含む場合は、有効なＣＰはさらに長くなり得る。このように、ＦＦＴ窓は、拡張シンボル中のどこにでも要求に応じて配置することができ、拡張シンボルの中央付近に配置される図示されるもう１つのＦＦＴ窓４０２が示すように、最終端だけではない。図４では、簡略化および簡潔性を目的として、第１シンボル内のサンプルのシーケンスはｓ（ｎ）で示され、ｎ＝｛１，．．．，Ｎ｝となる。第２シンボルでは、表示{ｓ（ｎ‐Ｍ）Ｎ｝は、図３の第２シンボルに従い、Ｍ個のサンプルを循環的に回転したＮ個のサンプルを有する信号シーケンスｓ（ｎ）を示す。この表示は、図５および６においても使用される。
【００２８】
前述したように、大きいセルサイズを有するセルラシステムなど、送信機と受信機との間に非常に大きな距離のあるシステムにおける別の問題として、受信電力が一般的に大幅に減少していることが挙げられる。従って、受信した信号対雑音比（ＳＮＲ）の効率的な使用を可能にし、同時により大きい遅延拡散を可能にする方法および配置を提供することは興味深い。図５において概略的に示される本発明の一実施形態では、２つの従来のＣＰ持続時間に対応する有効なＣＰ持続時間５０１を得る一方、２つのＦＦＴ窓５０２、５０３を利用することにより、最適な方法で拡張シンボル５００内の既存の利用可能なエネルギを使用することが可能である。この実施形態では、拡張シンボル５００はＣＰを有する２つのシンボルを含み、２つのＦＦＴ窓５０２、５０３が拡張シンボル５００の終点に並ぶ。これにより、２つの抽出信号５０４、５０５のコヒーレント合成（最大比合成）５０６が可能になる。２つの信号のコヒーレント合成は、３ｄＢのゲインを提供する。Ｋ個の信号が合成され（これは拡張シンボルがＣＰを有するＫ個のシンボルを含む場合に可能である）、かつ干渉が時間により変動せず、チャネルが静的である（変化が全くない、または時間とともに緩やかな変化する）場合、ゲインは１０ｌｏｇ（Ｋ）ｄＢになるであろう。
【００２９】
干渉が時間と共に変化する場合、潜在的な干渉を抑制するために、例えば最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）または干渉除去合成（ＩＲＣ）といった、最大比合成よりも高度な合成法が使用され得る。なお、この合成は、時間内に別々に受信される信号５０４、５０５で行われ得る。
【００３０】
周波数オフセットが全く残らない場合は、２つの時間領域信号は直接合成され得る。周波数オフセットが存在する場合は、加算の前に位相補償係数exp（ｊ２πΔfТ）（Тは窓の開始点の時間間隔であり、Δｆは周波数オフセットである）を第２信号と乗算する必要がある。
【００３１】
２つのＦＦＴ窓は、図５で示されるように完全に並べられる必要はない。代替の実施形態では、ＦＦＴ窓はいくらか重複し得る。２つのＦＦＴ窓間にいくらかの空間があってもよい。
【００３２】
本発明のさらに別の実施形態では、上述した合成により得られた信号の向上したＳＮＲは、必要とされる受信電力レベルを決定するための基準として使用され得る。ＳＮＲが向上すると、より低い受信電力が受け入れられる。この電力レベルの決定は、ダウンリンク内の無線基地局およびアップリンク内のユーザ装置の電力調整のために使用することができる。
【００３３】
本発明の別の実施形態を、図６に概略的に示す。先行技術では、スペクトル漏れを減少させるために時間窓配置が使用され、時間窓６０３は、例えば、二乗余弦窓またはそれと同様のものであってよく、ＣＰを有する各シンボル６０２の持続時間をカバーする。本発明では、時間窓配置６０１が同じ目的で使用される。電力の増加および減少は、拡張シンボル６００の各ＣＰを有するシンボル６０２の開始点および終点ではなく、拡張シンボル６００の開始点および終点で行われることが好ましい。これにより、必要ないときに電力が増加および減少されるのを防ぐことになる。
【００３４】
さらに、本発明による拡張シンボルは、例えば従来のＯＦＤＭシンボルを有するＬＴＥ内のインターフェースに適合する。これは、深刻な遅延拡散を経験しているユーザに対して拡張シンボルを使用することができる一方で、他のユーザに対しては従来のＯＦＤＭシンボルを使用することができることを意味する。一つの例を図７aに概略的に示す。図７は、ＬＴＥのダウンリンクフレーム構造の２つのリソースブロック上のＯＦＤＭシンボルのマッピングを示す。１つのサブフレーム７００は、ＣＰを有するＯＦＤＭシンボル７０１を全部で１４個含む。サブフレームでは、いくつかのシンボルは参照シンボル（Ｒｓ）７０５として使用される。本発明の拡張シンボル７０２は、例えば１つのリソースブロック７０４内で使用することができる一方、ＣＰを有する従来のＯＦＤＭシンボル７０１は、同一サブダウンリンクフレーム内の別のリソースブロック７０３のサブフレーム内で使用することができる。これは、サブフレームがどのようなものかを示す１つの可能な例にすぎない。遅延拡散が長いために３つのＯＦＤＭシンボルを使用しなくてはならないシステムでは、フレーム構造は当然異なり得る。別の選択肢では、無線基地局が、使用されるＣＰを有するＯＦＤＭシンボルの数を、意図するユーザ装置および関連する伝搬状態に基づいて適応するように調節する、つまり、無線基地局がＣＰを有する１つのＯＦＤＭシンボルのみを送信するかまたは本発明による１つの拡張シンボルを送信するかを選択し得る。
【００３５】
従来のＬＴＥ  ＯＦＤＭシンボルと対応する別の例を図７ｂ〜ｃに概略的に示す。図７ｂ〜ｃは、先行技術によるＬＴＥアップリンクサブフレーム（図７ｂ）および本発明の一実施形態によるＬＴＥアップリンクサブフレームのシンボルのマッピング（図７ｃ）を示す。従来のＬＴＥアップリンクサブフレーム７０６は、ＣＰを有する１４個のＯＦＤＭシンボル７０７を含み、そのうち２つが参照シンボル（Ｒｓ）７０８である。図７ｃに示す本発明の一実施形態では、各拡張シンボル７０９はＣＰを有する２つのＯＦＤＭシンボルを含み、これはこの場合のＬＴＥアップリンクサブフレーム７１０が、７つの拡張シンボルを持ち、そのうち２つが拡張参照シンボル７１１であることを意味する。
【００３６】
本発明による拡張ＯＦＤＭシンボルの使用では、ＵＥに信号を送ることも必要とされる。これは、暗示的または明示的に行うことができる。暗示的信号送信では、受信ユニットは、例えば２つのシンボル長のスライディング相関により、相関による結果が闘値を超える場合、２つの連続する信号が同じサンプルシーケンスに基づいていると判断することができることを意味する。このような信号フォーマットの検出後、本発明に記載されるように、受信器はＩＳＩが鎮静した後、単一のＦＦＴ窓、または複数の非重複もしくは部分重複する複数のＦＦＴ窓を適用し得る。明示的信号送信方法では、ダウンリンク上の変調および転送エラー訂正コードといった様々なパラメータを信号送信するメッセージも、複数のＯＦＤＭシンボルが送信されるというメッセージを搬送する。ＬＴＥでは、例えば物理ダウンリンク制御チャネル（Physical Downlink Control Channel:ＰＤＣＣＨ）でこのような情報を信号送信し得る。アップリンク上で、無線基地局が、例えば変調をすでに認識しているのと同様に、拡張シグナルが使用されているかどうかを認識しているため、信号送信は必要ない。
【００３７】
図８で概略的に示されるように、一実施形態によると、無線基地局８００内の送信ユニット８１０は、第１ＣＰが前に付加されたシンボルシーケンスの第１シンボルを送信するための手段８１１と、第２ＣＰが前に付加されたシンボルシーケンスの第２シンボルを送信するための手段８１２とを備え、第２シンボルは、第１シンボルの最終サンプルと第２ＣＰの第１サンプルとが循環的に連続するようにシフトされた第１シンボルのサンプルを含む。これに加えて、送信ユニットは、スペクトル漏れを減少させるために時間窓配置を使用する場合に、シンボルシーケンスに窓を配置するための手段８１３を備える。
【００３８】
図８には、ＵＥ内の受信ユニット８５０も示される。受信ユニットは、第１ＣＰが前に付加されたシーケンスの第１シンボルおよび第２ＣＰが前に付加されたシーケンスの第２シンボルを受信するための手段８６１を備える。第２シンボルは、第１シンボルの最終サンプルと第２ＣＰの第１サンプルとが循環的に連続するようにシフトされた第１シンボルのサンプルを含む。このユニットは、シンボルシーケンス中に少なくとも１つのＦＦＴ窓を配置するための手段８６２を備える。さらに、受信ユニットは、２つのＦＦＴ窓が配置されている場合、これらのＦＦＴ窓の信号を合成し、向上したＳＮＲを有する１つの合成信号にするための手段８６３を備える。本ユニットは、合成信号のＳＲＮに基づき必要な受信電力レベルを決定するための手段８６４を備え、これは電力制御に使用され得る。
【００３９】
なお、図８に示されるのは、ダウンリンクのケースである。しかし、本発明はアップリンクおよびダウンリンクの両方に適用することができ、これは無線基地局８００が、通常送信ユニット８１０および受信ユニット８６０の両方を含み、ＵＥも同様であることを意味する。
【００４０】
図９は、本発明の一実施形態による送信ユニットのための方法のフローチャートである。この方法は、以下のステップを含む。
９１０：第１ＣＰが前に付加されたシーケンスの第１シンボルを送信する。
９２０：第２ＣＰが前に付加されたシーケンスの第２シンボルを送信する。第２シンボルは、第１シンボルの最終サンプルと第２ＣＰの第１サンプルとが循環的に連続するようにシフトされた第１シンボルのサンプルを含む。
９３０：第３ＣＰが前に付加されたシーケンスの第３シンボルを送信する。第３シンボルは、第２シンボルの最終サンプルと第３ＣＰの第１サンプルとが循環的に連続するようにシフトされた第２シンボルのサンプルを含む。
９４０：ＣＰが前に付加されたシンボルのシーケンスの第４、５、６等のシンボルを前のステップと同様に送信する。
９５０：スペクトルシーケンスを低減させるために時間窓配置が使用される場合、シンボルシーケンスに窓を配置する。
【００４１】
また、図１０は、本発明の一実施形態による受信ユニットのための方法のフローチャートである。この方法は、以下のステップを含む。
１０１０：第１ＣＰが前に付加されたシーケンスの第１シンボルを受信する。
１０２０：第２ＣＰが前に付加されたシーケンスの第２シンボルを受信する。第２シンボルは、第１シンボルの最終サンプルと第２ＣＰの第１サンプルとが循環的に連続するようにシフトされた第１シンボルのサンプルを含む。
１０２５：第３ＣＰが前に付加されたシーケンスの第３シンボルを受信する。第３シンボルは、第２シンボルの最終サンプルと第３ＣＰの第１サンプルとが循環的に連続するようにシフトされた第２シンボルのサンプルを含む。
１０３０：シンボルシーケンス中に少なくとも１つのＦＦＴ窓を配置する。
１０４０：２つ以上のＦＦＴ窓が配置されている場合、ＦＦＴ窓の信号を合成して向上したＳＮＲを有する信号にする。
１０５０：電力調整のための使用することができるように、合成信号の向上したＳＮＲに基づく必要な受信電力レベルを決定する。
【００４２】
以上で言及および説明した実施形態は、単なる例として提供したものであり、本発明を限定すべきものではない。添付の特許請求の範囲で請求する発明の範囲内の他の解決策、使用、目的、および機能は、当業者にとって明らかであろう。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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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７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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