(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークノードに設けられる送信デバイス（１５）により実行される、ワイヤレス通信ネットワーク（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ）における同期のための方法であって、
時間／周波数グリッド（１００ａ、１００ｂ）内の第１の時間／周波数リソース（１０１、１０２）上で、第１の同期信号を送信すること（Ｓ１０２）と、
受信デバイス（１６）から、前記第１の同期信号に対する応答を受信すること（Ｓ１０６）と、
前記時間／周波数グリッド内の第２の時間／周波数リソース（１０３、１０４）上で、前記受信デバイスへ第２の同期信号を送信すること（Ｓ１０８）と、
前記第２の時間／周波数リソースは、前記第１の時間／周波数リソースよりも前記時間／周波数グリッドのより広い部分を占めることと、
前記第１の同期信号を送信した後であって前記応答を受信する前に、ブロードキャストチャネルを送信すること（Ｓ１０４）と、
を含む方法。
【請求項２】
前記第１の同期信号及び前記第２の同期信号は、ダウンリンク同期信号である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の同期信号及び前記第２の同期信号は、少なくとも２つのＯＦＤＭ（orthogonal  frequency-division  multiplexing）シンボルを各々含み、前記第１の同期信号の前記ＯＦＤＭシンボルは、第１の時間間隔を有し、前記第２の同期信号の前記ＯＦＤＭシンボルは、前記第１の時間間隔よりも広い第２の時間間隔を有する、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の同期信号及び前記第２の同期信号は、少なくとも２つのＯＦＤＭ（orthogonal  frequency-division  multiplexing）シンボルを各々含み、前記第１の同期信号の前記ＯＦＤＭシンボルは、第１の周波数間隔を有し、前記第２の同期信号の前記ＯＦＤＭシンボルは、前記第１の周波数間隔よりも広い第２の周波数間隔を有する、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の同期信号は、ランダムアクセス手続についてのシステムカバレッジを示すためのＳＳＩ（System  Signature  Index）を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の同期信号は、前記送信デバイスが前記受信デバイスからのランダムアクセスプリアンブルを検出した都度前記送信デバイスから前記受信デバイスへ送信される、ランダムアクセスレスポンス同期信号である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記応答は、ランダムアクセスプリアンブルである、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記応答は、前記第１の同期信号において検出されるランダムアクセスプリアンブルのインデックスと、検出される前記ランダムアクセスプリアンブルからのタイミング推定の結果とを含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記応答は、検出される前記ランダムアクセスプリアンブルからの周波数オフセット推定の結果をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の時間／周波数リソースは、前記第１の時間／周波数リソースよりも前記時間／周波数グリッドのより広い時間部分を占める、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２の時間／周波数リソースは、前記第１の時間／周波数リソースよりも前記時間／周波数グリッドのより広い周波数部分を占める、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２の時間／周波数リソースは、前記第１の時間／周波数リソースよりも個数においてより多い、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２の時間／周波数リソースは、前記第１の時間／周波数リソースよりも個数においてより少ない、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の同期信号は、前記第１の同期信号に対する前記応答の受信に応じて送信される、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の同期信号及び前記第２の同期信号は、メディアアクセス制御手続の期間中に送信される、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記第２の同期信号は、ペイロードメッセージと共に送信される、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
ネットワークノードまたはワイヤレスデバイスに設けられる受信デバイス（１６）により実行される、ワイヤレス通信ネットワーク（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ）における同期のための方法であって、
時間／周波数グリッド（１００ａ、１００ｂ）内の第１の時間／周波数リソース（１０１、１０２）上で、送信デバイス（１５）から第１の同期信号を受信すること（Ｓ２０２）と、
前記第１の同期信号に対する応答を送信すること（Ｓ２０６）と、
前記時間／周波数グリッド内の第２の時間／周波数リソース（１０３、１０４）上で、前記送信デバイスから第２の同期信号を受信すること（Ｓ２０８）と、
前記第２の時間／周波数リソースは、前記第１の時間／周波数リソースよりも前記時間／周波数グリッドのより広い部分を占めることと、
受信される前記第１の同期信号に基づいて、内部的なタイミング設定及び周波数設定のうち少なくとも一方を調整すること（Ｓ２０４）と、
を含み、
前記第２の同期信号はメッセージ３同期信号である、方法。
【請求項１８】
前記第１の同期信号は、ランダムアクセスプリアンブルを含み、内部的なタイミング設定及び周波数設定のうち前記少なくとも一方は、前記ランダムアクセスプリアンブルに基づいて調整される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
受信される前記第２の同期信号に基づいて、内部的なタイミング設定及び周波数設定のうち少なくとも一方を調整すること（Ｓ２１０）、
をさらに含む、請求項１７〜請求項１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記メッセージ３同期信号を受信したことへの応答として、前記送信デバイスへ競合解決メッセージを送信すること（Ｓ２１２）と、前記競合解決メッセージは、前記メッセージ３同期信号のインデックスを含むことと、
をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記競合解決メッセージは、前記第２の同期信号において検出されるランダムアクセスプリアンブルからのタイミング推定の結果をさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記競合解決メッセージは、前記ランダムアクセスプリアンブルからの周波数オフセット推定の結果をさらに含む、請求項２０または２１に記載の方法。
【請求項２３】
ワイヤレス通信ネットワーク（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ）における同期のための、ネットワークノードに設けられる、処理ユニット（２１）を備える送信デバイス（１５）であって、前記処理ユニットは、
時間／周波数グリッド（１００ａ、１００ｂ）内の第１の時間／周波数リソース（１０１、１０２）上で、第１の同期信号を送信することと、
受信デバイス（１６）から、前記第１の同期信号に対する応答を受信することと、
前記時間／周波数グリッド内の第２の時間／周波数リソース（１０３、１０４）上で、前記受信デバイスへ第２の同期信号を送信することと、
前記第１の同期信号を送信した後であって前記応答を受信する前に、ブロードキャストチャネルを送信すること（Ｓ１０４）と、
を前記送信デバイスに行わせるように構成され、
前記第２の時間／周波数リソースは、前記第１の時間／周波数リソースよりも前記時間／周波数グリッドのより広い部分を占める、
送信デバイス。
【請求項２４】
ワイヤレス通信ネットワーク（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ）における同期のための、ネットワークノードまたはワイヤレスデバイスに設けられる、処理ユニット（３１）を備える受信デバイス（１６）であって、前記処理ユニットは、
時間／周波数グリッド（１００ａ、１００ｂ）内の第１の時間／周波数リソース（１０１、１０２）上で、送信デバイス（１５）から第１の同期信号を受信することと、
前記第１の同期信号に対する応答を送信することと、
前記時間／周波数グリッド内の第２の時間／周波数リソース（１０３、１０４）上で、前記送信デバイスから第２の同期信号を受信することと、
受信される前記第１の同期信号に基づいて、内部的なタイミング設定及び周波数設定のうち少なくとも一方を調整すること（Ｓ２０４）と、
を前記受信デバイスに行わせるように構成され、
前記第２の時間／周波数リソースは、前記第１の時間／周波数リソースよりも前記時間／周波数グリッドのより広い部分を占め、
前記第２の同期信号はメッセージ３同期信号である、
受信デバイス。
【請求項２５】
ワイヤレス通信ネットワーク（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ）における同期のための、コンピュータコードを含むコンピュータプログラム（４２ａ）であって、前記コンピュータコードは、ネットワークノードに設けられる送信デバイス（１５）の処理ユニット（２１）上で実行された場合に、前記送信デバイスに、
時間／周波数グリッド（１００ａ、１００ｂ）内の第１の時間／周波数リソース（１０１、１０２）上で、第１の同期信号を送信すること（Ｓ１０２）と、
受信デバイス（１６）から、前記第１の同期信号に対する応答を受信すること（Ｓ１０６）と、
前記時間／周波数グリッド内の第２の時間／周波数リソース（１０３、１０４）上で、前記受信デバイスへ第２の同期信号を送信すること（Ｓ１０８）と、
前記第１の同期信号を送信した後であって前記応答を受信する前に、ブロードキャストチャネルを送信すること（Ｓ１０４）と、
を行わせ、
前記第２の時間／周波数リソースは、前記第１の時間／周波数リソースよりも前記時間／周波数グリッドのより広い部分を占める、
コンピュータプログラム。
【請求項２６】
ワイヤレス通信ネットワーク（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ）における同期のための、コンピュータコードを含むコンピュータプログラム（４２ｂ）であって、前記コンピュータコードは、ネットワークノードまたはワイヤレスデバイスに設けられる受信デバイス（１６）の処理ユニット（３１）上で実行された場合に、前記受信デバイスに、
時間／周波数グリッド（１００ａ、１００ｂ）内の第１の時間／周波数リソース（１０１、１０２）上で、送信デバイス（１５）から第１の同期信号を受信すること（Ｓ２０２）と、
前記第１の同期信号に対する応答を送信すること（Ｓ２０６）と、
前記時間／周波数グリッド内の第２の時間／周波数リソース（１０３、１０４）上で、前記送信デバイスから第２の同期信号を受信すること（Ｓ２０８）と、
受信される前記第１の同期信号に基づいて、内部的なタイミング設定及び周波数設定のうち少なくとも一方を調整すること（Ｓ２０４）と、
を行わせ、
前記第２の時間／周波数リソースは、前記第１の時間／周波数リソースよりも前記時間／周波数グリッドのより広い部分を占め、
前記第２の同期信号はメッセージ３同期信号である、
コンピュータプログラム。
【請求項２７】
請求項２５及び請求項２６のいずれか１項に記載のコンピュータプログラム（４２ａ、４２ｂ）を記憶するコンピュータ可読記憶媒体（３３）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここで提示される実施形態は、ワイヤレス通信ネットワークに関し、具体的には、ワイヤレス通信ネットワークにおける同期のための方法、送信デバイス、受信デバイス、コンピュータプログラム及びコンピュータプログラムプロダクトに関する。
【背景技術】
【０００２】
通信ネットワークにおいては、所与の通信プロトコル、そのパラメータ及び通信ネットワークが配備される物理的環境について、良好な性能及びキャパシティを獲得するという課題が存在し得る。
【０００３】
例えば、ワイヤレスデバイスは、電源がオンされた際、又はセルラー通信ネットワーク内のセル間で移動した際、セルサーチ手続においてダウンリンク信号（即ち、セルへサービスするネットワークノードから送信される信号）を受信し、ダウンリンク信号へ同期する。このセルサーチ手続の１つの目的は、いくつかの品質要件に従って最良のセルを識別すること、及び、ダウンリンクにおけるセルラー通信ネットワークへの時間同期及び周波数同期を達成することである。
【０００４】
ＬＴＥ（Long  Term  evolution）リリース８により例示されているような簡略化された典型的な初期のセルサーチ手続について次に概説する。ワイヤレスデバイスは、典型的には、電源投入時に、２〜２０ｐｐｍ（Part  Per  Million）という周波数誤差を有する。これは、２ＧＨｚのキャリア周波数において４０〜４００ｋＨｚの周波数誤差に相当する。
【０００５】
セルサーチ手続の期間中に、ワイヤレスデバイスによりプライマリ同期信号（ＰＳＳ）及びセカンダリ同期信号（ＳＳＳ）が使用される。周波数分割複信（ＦＤＤ）のケースにおいて、ＰＳＳはフレーム内のスロット０及び１０の最後のＯＦＤＭ（orthogonal  frequency-division  multiplexing）シンボルにおいて送信され、ＳＳＳはＰＳＳに先行するＯＦＤＭシンボルにおいて送信される。時間分割複信（ＴＤＤ）のケースにおいて、ＰＳＳはフレーム内のスロット３及び１３の３番目のＯＦＤＭシンボルにおいて送信され、ＳＳＳはスロット２及び１２の最後のＯＦＤＭシンボル、即ちＰＳＳの３シンボル分前で送信される。
【０００６】
次いで、ワイヤレスデバイスは、ＰＳＳの検出を試行する。ＰＳＳからは、セルアイデンティティグループの範囲内でセルＩＤを導出することができ、セルアイデンティティグループは、３つの異なるＰＳＳに対応する３つの異なるセルアイデンティティからなる。この検出の期間中に、ワイヤレスデバイスは、よって、それら３つのセルアイデンティティ候補の全てについて盲目的なサーチを行わなければならない。また、ＵＥは、ＯＦＤＭシンボル同期と、約１ｋＨｚの精度での粗い周波数オフセット推定とを達成する。後者の推定は、周波数誤差の複数の仮説を評価することにより、ワイヤレスデバイスにより行われる。
【０００７】
次いで、ワイヤレスデバイスは、ＳＳＳの検出を続行することができ、ＳＳＳから物理セルＩＤを取得し及び無線フレーム同期を獲得する。ここで、ワイヤレスデバイスは、通常のサイクリックプレフィクスが使用されているか又は拡張サイクリックプレフィクスが使用されているかの検出も行う。ワイヤレスデバイスがＦＤＤ又はＴＤＤの一方のために予め構成されていない場合、ワイヤレスデバイスは、検出したＰＳＳに対して相対的なＳＳＳのフレーム内の検出位置により、複信モード（即ち、ＦＤＤ又はＴＤＤ）を検出することができる。精細な周波数オフセット推定値は、ＰＳＳとＳＳＳとの相関演算によって推定されることができる。代替的に、そうした精細な周波数オフセット推定値は、セル固有リファレンス信号（ＣＲＳ）を用いてワイヤレスデバイスにより推定される。
【０００８】
これら同期の後、ワイヤレスデバイスは、物理ブロードキャストチャネル（ＰＢＣＨ）上で送信されるマスタ情報ブロック（ＭＩＢ）を受信し及び復号することができる。
【０００９】
物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）について使用されるＯＦＤＭシンボルの数は、物理制御フォーマットインジケータチャネル（ＰＣＦＩＣＨ）によりシグナリングされる。このＰＣＦＩＣＨは、よって、ワイヤレスデバイスがＰＤＣＣＨを受信できるようになる前に復号されなければならない。ここで、ＰＣＦＩＣＨによりシグナリングされるＯＦＤＭシンボル数は、（１０リソースブロックを上回る）大きい帯域幅割り当てについて１、２又は３ＯＦＤＭシンボル、（１０ＲＢ以下の）小さい帯域幅について２、３又は４ＯＦＤＭシンボルであることができる。サブフレームの最初のＯＦＤＭシンボルは、ＰＤＣＣＨのために使用される。
【００１０】
ＰＤＳＣＨにより搬送される上記システム情報ブロック（ＳＩＢ）内では、追加的なブロードキャスト情報が送信される。ワイヤレスデバイスにより、ＰＣＦＩＣＨ及びＰＤＣＣＨを読み取った後にこのＰＤＳＣＨを復号することができる。ここで、ＳＩＢ２と表記される第２のＳＩＢは、アップリンクセル帯域幅及びランダムアクセス構成に関する情報を含む。よって、ＳＩＢ２の成功裏の復号の後、ワイヤレスデバイスは、ＰＲＡＣＨ上でプリアンブルを送信し、ＰＤＳＣＨ上でランダムアクセスレスポンス（ＲＡＲ）を受信することができる。
【００１１】
多くの時間リソースを利用する初期の同期信号のフォーマットが、将来のワイヤレスシステムのために提案されている。一般的な用語において、それらフォーマットは、ＰＳＳシーケンス及びＳＳＳシーケンスの複数の送信に基づく。例えば、ＰＳＳの受信機が受信されるＰＳＳをコヒーレントか又は非コヒーレントかのいずれかで蓄積できるように、１サブフレームにおいて同一のＰＳＳシーケンスが４回反復され得る。多くのアンテナを使用し及び良好なリンクバジェットのためにビーム形成に依拠する通信ネットワークについて、ＰＳＳは、異なるＯＦＤＭシンボルにおいて異なる複数のビーム形成子（beamformer）でビーム形成され得る。
【００１２】
ＰＲＡＣＨプリアンブルは、他の全ての物理チャネルについて使用されるＯＦＤＭシンボルの長さと同じ長さのショートシーケンスに基づくものとして示唆されている。プリアンブルシーケンスは、ある回数ショートシーケンスを反復することにより生成される。このプリアンブルフォーマットのための受信機構造は、他のアップリンクチャネル及び信号のためのものと同じサイズの高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を使用する。ＰＲＡＣＨプリアンブルのための受信機では、異なるＦＦＴウィンドウからの複数の受信信号が合成され得る。位相ノイズの量、周波数誤差、及びワイヤレスデバイスが移動しているスピードに依存して、それらＦＦＴウィンドウの様々な組み合わせが提案される。この提案されるプリアンブルフォーマットを用いることにより、ＬＴＥリリース８におけるプリアンブルフォーマットと比較してより周波数誤差に対してロバストなＰＲＡＣＨの検出が達成される。
【００１３】
ＬＴＥリリース８では、複数のブロードキャスト信号及びチャネルが常に送信され、それら送信信号は利用可能な帯域幅の相当な割合を占用する。反復され又はビーム形成される同期信号が使用されれば、オーバヘッドはさらに増加する。これら信号及びチャネルは、ＬＴＥリリース８ベースの通信ネットワークにおいて、トラフィック負荷又はユーザ数に非依存に送信される。
【００１４】
よって、ワイヤレス通信ネットワークにおける改善された同期についてのニーズが依然として存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ここでの実施形態の目的は、ワイヤレス通信ネットワークにおける効率的な同期を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
第１の観点によれば、ワイヤレス通信ネットワークにおける同期のための方法が提示される。上記方法は、送信デバイスにより実行される。上記方法は、時間／周波数グリッド内の第１の時間／周波数リソース上で、第１の同期信号を送信すること、を含む。上記方法は、受信デバイスから、上記第１の同期信号に対する応答を受信すること、を含む。上記方法は、上記時間／周波数グリッド内の第２の時間／周波数リソース上で、上記受信デバイスへ第２の同期信号を送信すること、を含み、上記第２の時間／周波数リソースは、上記第１の時間／周波数リソースよりも上記時間／周波数グリッドのより広い部分を占める。
【００１７】
有利には、これは、ワイヤレス通信ネットワークにおける効率的な同期を提供する。
【００１８】
有利には、これは、送信デバイスにおいてリソースの効率的な利用を提供する。
【００１９】
有利には、これは、同期信号の効率的なリソース割り当てを提供する。
【００２０】
有利には、これは、メディアアクセス制御手続の期間中など、初期アクセスのために必要とされるリソースの適応を可能にする。
【００２１】
第２の観点によれば、ワイヤレス通信ネットワークにおける同期のための送信デバイスが提示される。上記送信デバイスは、処理ユニットを備える。上記処理ユニットは、時間／周波数グリッド内の第１の時間／周波数リソース上で、第１の同期信号を送信すること、を上記送信デバイスに行わせるように構成される。上記処理ユニットは、受信デバイスから、上記第１の同期信号に対する応答を受信すること、を上記送信デバイスに行わせるように構成される。上記処理ユニットは、上記時間／周波数グリッド内の第２の時間／周波数リソース上で、上記受信デバイスへ第２の同期信号を送信すること、を上記送信デバイスに行わせるように構成され、上記第２の時間／周波数リソースは、上記第１の時間／周波数リソースよりも上記時間／周波数グリッドのより広い部分を占める。
【００２２】
第３の観点によれば、ワイヤレス通信ネットワークにおける同期のための、コンピュータプログラムコードを含むコンピュータプログラムが提示され、上記コンピュータプログラムコードは、送信デバイスの処理ユニット上で実行された場合に、上記送信デバイスに上記第１の観点に係る方法を実行させる。
【００２３】
第４の観点によれば、ワイヤレス通信ネットワークにおける同期のための方法が提示される。上記方法は、受信デバイスにより実行される。上記方法は、時間／周波数グリッド内の第１の時間／周波数リソース上で、送信デバイスから第１の同期信号を受信すること、を含む。上記方法は、上記第１の同期信号に対する応答を送信すること、を含む。上記方法は、上記時間／周波数グリッド内の第２の時間／周波数リソース上で、上記送信デバイスから第２の同期信号を受信すること、を含み、上記第２の時間／周波数リソースは、上記第１の時間／周波数リソースよりも上記時間／周波数グリッドのより広い部分を占める。
【００２４】
第５の観点によれば、ワイヤレス通信ネットワークにおける同期のための受信デバイスが提示される。上記受信デバイスは、処理ユニットを備える。上記処理ユニットは、時間／周波数グリッド内の第１の時間／周波数リソース上で、送信デバイスから第１の同期信号を受信すること、を上記受信デバイスに行わせるように構成される。上記処理ユニットは、上記第１の同期信号に対する応答を送信すること、を上記受信デバイスに行わせるように構成される。上記処理ユニットは、上記時間／周波数グリッド内の第２の時間／周波数リソース上で、上記送信デバイスから第２の同期信号を受信すること、を上記受信デバイスに行わせるように構成され、上記第２の時間／周波数リソースは、上記第１の時間／周波数リソースよりも上記時間／周波数グリッドのより広い部分を占める。
【００２５】
第６の観点によれば、ワイヤレス通信ネットワークにおける同期のための、コンピュータプログラムコードを含むコンピュータプログラムが提示され、上記コンピュータプログラムコードは、受信デバイスの処理ユニット上で実行された場合に、上記受信デバイスに上記第４の観点に係る方法を実行させる。
【００２６】
第７の観点によれば、上記第３の観点及び上記第６の観点のうちの少なくとも一方に係るコンピュータプログラムと、上記コンピュータプログラムが記憶されたコンピュータ読取可能な手段と、を含むコンピュータプログラムプロダクトが提示される。
【００２７】
留意すべきこととして、上記第１、第２、第３、第４、第５、第６及び第７の観点のいかなる特徴も、適切である限り、他のどの観点へ適用されてもよい。同様に、第１の観点のいかなる利点も、第２、第３、第４、第５、第６及び／又は第７の観点にそれぞれ等しく当てはまり、逆もまたしかりであり得る。以下の詳細な開示から、添付の従属項から、及び図面から、包含されている実施形態の他の目的、特徴及び利点が明らかとなるであろう。
【００２８】
概して、特許請求の範囲において使用されている全ての用語は、ここで別段の明示的な定義の無い限り、本技術分野におけるそれらの通常の意味に従って解釈されるものとする。“エレメント、装置、コンポーネント、手段、ステップなど”への全ての言及は、別段の明示的な記述の無い限り、そのエレメント、装置、コンポーネント、手段、ステップなどの少なくとも１つの実例へのオープンな言及として解釈されるものとする。ここで開示されるいかなる方法のステップも、明示的な記述の無い限り、開示された厳密な順序で実行されなくてよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
次の添付図面を参照しながら、例示の手段で発明概念が以下に説明される：
【００３０】
【図１】実施形態に係る通信ネットワークを示す概略図である。
【図２ａ】一実施形態に係る送信デバイスの機能ユニットを示す概略図である。
【図２ｂ】一実施形態に係る送信デバイスの機能モジュールを示す概略図である。
【図３ａ】一実施形態に係る受信デバイスの機能ユニットを示す概略図である。
【図３ｂ】一実施形態に係る受信デバイスの機能モジュールを示す概略図である。
【図４】一実施形態に係るコンピュータ読取可能な手段を含むコンピュータプログラムプロダクトの１つの例を示している。
【図５】実施形態に係る方法のフローチャートである。
【図６】実施形態に係る方法のフローチャートである。
【図７】実施形態に係る方法のフローチャートである。
【図８】実施形態に係る方法のフローチャートである。
【図９】実施形態に係るシグナリング図である。
【図１０】実施形態に係る時間／周波数リソースの割り当ての概略的な様子である。
【図１１】実施形態に係る通信ネットワークを示す概略図である。
【図１２】実施形態に係る通信ネットワークを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
これ以降、本発明概念のある実施形態が示されている添付図面を参照しながら、本発明概念がより充分に説明されるであろう。しかしながら、本発明概念は、多くの異なる形式で具現化されてよく、ここで説示される実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではなく、むしろ、それら実施形態は、本開示を綿密且つ完結したものとするように例示の手段で提供されており、当業者に本発明概念の範囲を充分に伝えるであろう。類似の番号は、本説明を通じて類似の要素への言及である。破線で示されたいずれのステップ又は特徴も、随意的であると見なされるべきである。
【００３２】
図１は、ここで提示される実施形態が適用され得る通信ネットワーク１０ａを示す概略図である。通信ネットワーク１０ａは、ネットワークノード１１ａを含む。ネットワークノード１１ａは、無線基地局、基地送受信局、無線ネットワークコントローラ、ノードＢ又は拡張ノードＢといった、無線アクセスネットワークノードとして提供されてよい。ネットワークノード１１ａは、カバレッジ領域あるいはセル１３の範囲内でワイヤレスデバイス１２へネットワークカバレッジを提供する、ように構成される。ワイヤレスデバイス１２は、例えば、移動局、モバイルフォン、ハンドセット、ワイヤレスローカルループフォン、ユーザ機器（ＵＥ）、スマートフォン、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、又はモデムであってよい。ワイヤレスデバイス１２にネットワークノード１１ａによりサービスする目的で、ワイヤレスリンク１４がワイヤレスデバイス１２とネットワークノード１１ａとの間で確立される。
【００３３】
当業者であれば理解するように、通信ネットワーク１０ａは、少なくとも１つのワイヤレスデバイス１２へ各々サービスする複数のネットワークノード１１ａを含んでもよい。
【００３４】
上に記述したように、ワイヤレスデバイス１２は、電源がオンされた際、又は通信ネットワーク１０ａ内のセル１３間で移動した際、セルサーチ手続においてダウンリンク信号（即ち、セル１３へサービスするネットワークノード１１ａから送信される信号）を受信し、ダウンリンク信号へ同期する。
【００３５】
しかしながら、やはり上に記述したように、通信ネットワーク１０ａにおいて、セルサーチ手続の期間中など、効率的な同期のためには、現行の手続に伴ういくつかの課題が識別されている。上に記述した課題に加えて、従来技術によれば、ネットワークノード１１ａとの接続を確立しようとするワイヤレスデバイス１２について、ランダムアクセスのために固定的なリソース割り当てが予約されている。それら信号のための帯域幅の割り当ては、よって、それらの用途のために調整されることがない。その１つの側面は、例えば夜間のように、通信ネットワーク１０ａへアクセスしようとするワイヤレスデバイス１２が少ししか存在せず又は不在である場合でさえも、ネットワークノード１１ａの送信機をターンオフすることができないことである。
【００３６】
ここで開示される実施形態は、ワイヤレス通信ネットワーク１０ａにおける同期に関する。ワイヤレス通信ネットワーク１０ａにおいて同期を獲得する目的で、送信デバイス１５、送信デバイス１５により実行される方法、及び、例えばコンピュータプログラムプロダクトの形式の、コードを含むコンピュータプログラムが提供される。コードは、送信デバイス１５の処理ユニット上で実行された場合に、送信デバイス１５に上記方法を実行させる。さらに、ワイヤレス通信ネットワーク１０ａにおいて同期を獲得する目的で、受信デバイス１６、受信デバイス１６により実行される方法、及び、例えばコンピュータプログラムプロダクトの形式の、コードを含むコンピュータプログラムが提供される。コードは、受信デバイス１６の処理ユニット上で実行された場合に、受信デバイス１６に上記方法を実行させる。
【００３７】
従って、ネットワークノード１１ａ及びワイヤレスデバイス１２のうちの少なくとも一方は、送信デバイス１５を含む。また、ネットワークノード１１ａ及びワイヤレスデバイス１２のうちの少なくとも一方は、従って受信デバイス１６を含む。即ち、ネットワークノード１１ａが送信デバイス１５を含む場合、ワイヤレスデバイス１２は受信デバイス１６を含んでよく、逆もまたしかりである。さらに、送信デバイス１５及び受信デバイス１６の詳細が以下に開示されるであろう。
【００３８】
図２ａは、複数の機能ユニットの視点で、一実施形態に係る送信デバイス１５のコンポーネントを概略的に示している。処理ユニット２１は、適した中央処理装置（ＣＰＵ）、マルチプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、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（ＦＰＧＡ）などのうちの１つ以上の任意の組み合わせを用いて提供され、例えば記憶媒体２３の形式のコンピュータプログラムプロダクト４１ａ（図４の通り）において記憶されるソフトウェア命令を実行可能である。よって、処理ユニット２１は、それによりここで開示される通りの方法を実行するように構成される。また、記憶媒体２３は、永続的なストレージをも含んでよく、例えばそれは、磁気メモリ、光学メモリ、ソリッドステートメモリ、又は遠隔的にマウントさえされてよいメモリ、のうちのいずれか１つ又は複数の組合せであり得る。送信デバイス１５は、受信デバイス１６との通信のための通信インタフェース２２をさらに備えてよい。そして、通信インタフェース２２は、アナログコンポーネント及びデジタルコンポーネントとワイヤレス通信のために適した数のアンテナとを含む１つ以上の送信機及び受信機と、有線通信のためのポートとを含み得る。処理ユニット２１は、例えば通信インタフェース２２及び記憶媒体２３へデータ及び制御信号を送信し、通信インタフェース２２からデータ及びレポートを受信し、並びに記憶媒体２３からデータ及び命令を読み出すことにより、送信デバイス１５の一般的な動作を制御する。送信デバイス１５の他のコンポーネント及び関連する機能性は、ここで提示される概念を曖昧にしないために省略されている。
【００３９】
図２ｂは、一実施形態に係る送信デバイス１５のコンポーネントを、複数の機能モジュールの視点で概略的に示している。図２ｂの送信デバイス１５は、複数の機能モジュールを備え：第１送信モジュール２１ａは、以下のステップＳ１０２を実行するように構成され、応答受信モジュール２１ｂは、以下のステップＳ１０６を実行するように構成され、第２送信モジュール２１ｃは、以下のステップＳ１０８を実行するように構成される。図２ｂの送信デバイス１５は、さらに、以下のステップＳ１０４を実行するように構成されるブロードキャスト送信モジュール２１ｄ、以下のステップＳ１１０を実行するように構成されるメッセージ受信モジュール２１ｅ、及び以下のステップＳ１１２を実行するように構成される時間及び／又は周波数調整モジュール２１ｆ、のうちの任意のものなど、複数の随意的な機能モジュールを含んでもよい。各機能モジュール２１ａ〜ｆの機能性は、当該機能モジュール２１ａ〜ｆが使用され得る文脈において以下にさらに開示されるであろう。概して言うと、各機能モジュール２１ａ〜ｆは、ハードウェアで実装されてもよく、又はソフトウェアで実装されてもよい。好適には、１つ以上の又は全ての機能モジュール２１ａ〜ｆは、恐らくは機能ユニット２２及び／又は２３と協調する処理ユニット２１により実装され得る。よって、処理ユニット２１は、機能モジュール２１ａ〜ｆにより提供される通りの命令を記憶媒体２３から取り込んで、それら命令を実行するように構成されてよく、それによりこれ以降で開示される通りの任意のステップが実行される。
【００４０】
図３ａは、複数の機能ユニットの視点で、一実施形態に係る受信デバイス１６のコンポーネントを概略的に示している。処理ユニット３１は、適した中央処理装置（ＣＰＵ）、マルチプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、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（ＦＰＧＡ）などのうちの１つ以上の任意の組み合わせを用いて提供され、例えば記憶媒体３３の形式のコンピュータプログラムプロダクト４１ａ（図４の通り）において記憶されるソフトウェア命令を実行可能である。よって、処理ユニット３１は、それによりここで開示される通りの方法を実行するように構成される。また、記憶媒体３３は、永続的なストレージをも含んでよく、例えばそれは、磁気メモリ、光学メモリ、ソリッドステートメモリ、又は遠隔的にマウントさえされてよいメモリ、のうちのいずれか１つ又は複数の組合せであり得る。受信デバイス１６は、送信デバイス１５との通信のための通信インタフェース３２をさらに備えてよい。そして、通信インタフェース３２は、アナログコンポーネント及びデジタルコンポーネントとワイヤレス通信のために適した数のアンテナとを含む１つ以上の送信機及び受信機と、有線通信のためのポートとを含み得る。処理ユニット３１は、例えば通信インタフェース３２及び記憶媒体３３へデータ及び制御信号を送信し、通信インタフェース３２からデータ及びレポートを受信し、並びに記憶媒体３３からデータ及び命令を読み出すことにより、受信デバイス１６の一般的な動作を制御する。受信デバイス１６の他のコンポーネント及び関連する機能性は、ここで提示される概念を曖昧にしないために省略されている。
【００４１】
図３ｂは、一実施形態に係る受信デバイス１６のコンポーネントを、複数の機能モジュールの視点で概略的に示している。図３ｂの受信デバイス１６は、複数の機能モジュールを備え：第１受信モジュール３１ａは、以下のステップＳ２０２を実行するように構成され、応答送信モジュール３１ｂは、以下のステップＳ２０６を実行するように構成され、第２受信モジュール３１ｃは、以下のステップＳ２０８を実行するように構成される。図３ｂの受信デバイス１６は、さらに、以下のステップＳ２０４及び／若しくはＳ２１０を実行するように構成される時間及び／又は周波数調整モジュール３１ｄ、及び以下のステップＳ２１２を実行するように構成されるメッセージ送信モジュール３１ｅ、のうちの任意のものなど、複数の随意的な機能モジュールを含んでもよい。各機能モジュール３１ａ〜ｅの機能性は、当該機能モジュール３１ａ〜ｅが使用され得る文脈において以下にさらに開示されるであろう。概して言うと、各機能モジュール３１ａ〜ｅは、ハードウェアで実装されてもよく、又はソフトウェアで実装されてもよい。好適には、１つ以上の又は全ての機能モジュール３１ａ〜ｅは、恐らくは機能ユニット３２及び／又は３３と協調する処理ユニット３１により実装され得る。よって、処理ユニット３１は、機能モジュール３１ａ〜ｅにより提供される通りの命令を記憶媒体３３から取り込んで、それら命令を実行するように構成されてよく、それによりこれ以降で開示される通りの任意のステップが実行される。
【００４２】
送信デバイス１５及び／又は受信デバイス１６は、スタンドアローンのデバイスとして、又は少なくともさらなるデバイスの一部として提供されてよい。例えば、送信デバイス１５及び／又は受信デバイス１６のいずれも、ネットワークノード１１ａ及び／又はワイヤレスデバイス１２内に提供されてもよい。送信デバイス１５及び／又は受信デバイス１６は、ネットワークノード１１ａ及び／又はワイヤレスデバイス１２の不可分の一部として提供されてもよい。即ち、送信デバイス１５及び／又は受信デバイス１６のコンポーネントは、ネットワークノード１１ａ及び／又はワイヤレスデバイス１２の他のコンポーネントと統合されてもよく、送信デバイス１５及び／又は受信デバイス１６、並びに、ネットワークノード１１ａ及び／又はワイヤレスデバイス１２のいくつかのコンポーネントが共有されてもよい。例えば、ネットワークノード１１ａ及び／又はワイヤレスデバイス１２がそのように処理ユニットを備える場合、当該処理ユニットは、送信デバイス１５及び／又は受信デバイス１６と共に、処理ユニットネットワークノード１１ａ及び／又はワイヤレスデバイス１２のアクションを実行するように構成されてもよい。代替的に、送信デバイス１５及び／又は受信デバイス１６は、ネットワークノード１１ａ及び／又はワイヤレスデバイス１２において別個のユニットとして提供されてもよい。
【００４３】
図４は、コンピュータ読取可能な手段４３を含むコンピュータプログラムプロダクト４１ａ、４１ｂの１つの例を示している。このコンピュータ読取可能な手段４３上にコンピュータプログラム４２ａを記憶可能であり、そのコンピュータプログラム４２ａは、処理ユニット２１並びにそこに動作可能に連結される通信インタフェース２２及び記憶媒体２３といったエンティティ及びデバイスに、ここで説明される実施形態に係る方法を実行させることができる。コンピュータプログラム４２ａ及び／又はコンピュータプログラムプロダクト４１ａは、よって、ここで開示される通りの送信デバイス１５の何らかのステップを実行するための手段を提供し得る。このコンピュータ読取可能な手段４３上にコンピュータプログラム４２ｂを記憶可能であり、そのコンピュータプログラム４２ｂは、処理ユニット３１並びにそこに動作可能に連結される通信インタフェース３２及び記憶媒体３３といったエンティティ及びデバイスに、ここで説明される実施形態に係る方法を実行させることができる。コンピュータプログラム４２ｂ及び／又はコンピュータプログラムプロダクト４１ｂは、よって、ここで開示される通りの受信デバイス１６の何らかのステップを実行するための手段を提供し得る。
【００４４】
図４の例において、コンピュータプログラムプロダクト４１ａ、４１ｂは、ＣＤ（compact  disc）、ＤＶＤ（digital  versatile  disc）又はＢｌｕ−Ｒａｙディスクといった光学ディスクとして示されている。コンピュータプログラムプロダクト４１ａ、４１ｂは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（erasable  programmable  read-only  memory）又はＥＥＰＲＯＭ（electrically  erasable  programmable  read-only  memory）といったメモリとして具現化されることもでき、より具体的には、ＵＳＢ（Universal  Serial  Bus）メモリなどの外部メモリ又はコンパクトフラッシュメモリなどのフラッシュメモリ内のデバイスの不揮発性記憶媒体として具現化されることもできる。よって、コンピュータプログラム４２ａ、４２ｂがここでは図示された光学ディスク上のトラックとして概略的に示されているものの、コンピュータプログラム４２ａ、４２ｂは、コンピュータプログラムプロダクト４１ａ、４１ｂに適したいかなる手法で記憶されることもできる。
【００４５】
図５及び図６は、送信デバイス１５により実行される、ワイヤレス通信ネットワーク１０ａにおける同期のための方法の実施形態を示すフローチャートである。図７及び図８は、受信デバイス１６により実行される、ワイヤレス通信ネットワーク１０ａにおける同期のための方法の実施形態を示すフローチャートである。これら方法は、有利には、コンピュータプログラム４２ａ、４２ｂとして提供される。
【００４６】
ここで図５を参照すると、一実施形態に係る送信デバイス１５により実行される、ワイヤレス通信ネットワーク１０ａにおける同期のための方法が示されている。
【００４７】
ワイヤレス通信ネットワーク１０ａにおける同期は、送信デバイス１５が２つの同期信号を送信することに基づく。具体的には、送信デバイス１５は、ステップＳ１０２において、時間／周波数グリッド１００ａ、１００ｂ内の第１の時間／周波数リソース１０１、１０２上で第１の同期信号を送信する、ように構成される。第１の同期信号の様々な例が以下に開示されるであろう。
【００４８】
次いで、送信デバイス１５は、第１の同期信号に対する応答を待ち受ける。よって、送信デバイス１５は、ステップＳ１０６において、受信デバイス１６から第１の同期信号に対する応答を受信する、ように構成される。その応答の様々な例が以下に開示されるであろう。
【００４９】
送信デバイス１５は、さらに、ステップＳ１０８において、受信デバイス１６へ、時間／周波数グリッド１００ａ、１００ｂ内の第１の時間／周波数リソース１０３、１０４上で第２の同期信号を送信する、ように構成される。第２の同期信号の様々な例が以下に開示されるであろう。
【００５０】
第１の時間／周波数リソース１０３、１０４は、第１の時間／周波数リソース１０１、１０２よりも時間／周波数グリッド１００ａ、１００ｂのより広い部分を占める。第１の時間／周波数リソース１０３、１０４がいかに第１の時間／周波数リソース１０１、１０２よりも時間／周波数グリッド１００ａ、１００ｂのより広い部分を占め得るのかの様々な例が以下に提供されるであろう。
【００５１】
ワイヤレス通信ネットワーク１０ａにおける同期のさらなる詳細に関する実施形態が、図６への参照と共に以下に開示されるであろう。図６は、さらなる実施形態に係る送信デバイス１５により実行される、ワイヤレス通信ネットワーク１０ａにおける同期のための方法を示している。
【００５２】
上に記述したように、第１及び第２の同期信号の様々な例が存在し得る。それに関する様々な実施形態を、以下に順に説明する。
【００５３】
第１の同期信号及び第２の同期信号は、メディアアクセス制御手続の期間中に送信され得る。
【００５４】
一実施形態によれば、第１の同期信号及び第２の同期信号は、ダウンリンク同期信号である。
【００５５】
例えば、第１の同期信号は、ランダムアクセス手続についてのシステムカバレッジを示すためのＳＳＩ（System  Signature  Index）を含んでもよい。ＳＳＩは、システムプレゼンスを示す信号の送信とユーザデータ送信との間の分離を提供するために使用され得る。ＳＳＩは、ここで説明されるようなメディアアクセス制御手続についてのシステムカバレッジを示すために送信され得る。一般的な用語において、ＳＳＩがネットワークノード１１ａにより送信される場合、ＳＳＩを受信するワイヤレスデバイス１２は、ランダムアクセス手続をいかに行うべきかをＳＳＩを用いて判定し得る（図１１参照）。いくつかの実施形態において、ＳＳＩ送信は、複数の送信デバイス１５からブロードキャストされることができ、但し必ずしもその全てがＳＳＩにより示されるランダムアクセス手続に従ったランダムアクセス受信のために構成されるわけではない。よって、これは、ＰＲＡＣＨ送信において受信デバイス１６がＰＲＡＣＨのいかなる具体的な受信機も識別できないことを示唆する。
【００５６】
これは、ＳＳＩを送信する少なくとも１つのネットワークノード１１ａと同期した他のネットワークノード１１ａにおいて物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）が検出されることを妨げない。他のネットワークノード１１ａでは、若干より劣悪なＰＲＡＣＨのタイミングが予期され得るものの、ブロードキャスト送信を用いて複数のネットワークノード１１ａから単一のＳＳＩが使用されてよい。よって、そのタイミングは、ＳＳＩを送信するネットワークノード１１ａについて有意に相違し得る。これは、いくつかの実施形態について、ＰＲＡＣＨを検出するネットワークノード１１ａにおけるＰＲＡＣＨの到来時刻に関連して、ワイヤレスデバイス１２のためにダウンリンクにおいてＳＳＩの到来時刻をタイミング／周波数リファレンスとして使用できないことを示唆する。よって、そうしたシナリオにおいて、ネットワークノード１１ａからダウンリンクタイミングリファレンスを送信して（第２の同期信号により提供される通り）、ワイヤレスデバイス１２にダウンリンク時間／周波数リファレンスを提供することが必要であり得る（図１２参照）。図１２に概略的に示されているように、具体的なネットワークノードに関連するＲＡＲ送信の検出の際に、ワイヤレスデバイスは、よって、メッセージ３を送信する際のその具体的なネットワークノードに関する知識と共に手続を進めることができる。いくつかの実施形態において、メッセージ３送信は、ＲＡＲ送信に関連するために受信デバイスにとって使用可能なアップリンク同期信号をも含む。
【００５７】
さらに、アップリンクがダウンリンクから分離されてもよい。例えば、ワイヤレスデバイス１２におけるアップリンクビーム形成、（マッシブＭＩＭＯ（multiple  input  multiple  output）などの）高度ダウンリンクビーム形成、及び／又は、アップリンク／ダウンリンク推定を分離し若しくは連結する分散アンテナシステムがあり得る。そうしたシナリオについて、追加的なアップリンク同期信号を有効化することができる。
【００５８】
一般的な用語において、第１の同期信号は、初期同期信号であると見なされてもよい。さらに、第１の同期信号は、信頼性のある検出を可能としながらも、可能な限り時間及び周波数割り当てが低度であるべきという意味において、希薄（lean）であると見なされてもよい。また、結果的な時間及び周波数の推定は、例えばブロードキャストチャネルの正確な復号が可能な程度に十分良好であるべきである。ここで、ブロードキャストチャネル上の通信は、例えば大きいサイクリックプレフィクス、低い符号化レート、及び／又は低い変調次数を伴うなどして、ロバストな送信方式を利用してもよい。このようにして、タイミング及び周波数の精度は、さらに後の伝送で専用のユーザデータを受信する際に必要とされる精度と比較すると、この最初の同期の後にはそれほど正確ではなくてもよい。
【００５９】
上に記述したように、応答の様々な例が存在し得る。それに関する様々な実施形態を、以下に順に説明する。
【００６０】
一実施形態によれば、応答は、ランダムアクセスプリアンブルである。例えば、送信デバイス１５は、ステップＳ１０４において、第１の同期信号を送信した後であって応答を受信する前に、ブロードキャストチャネルを送信する、ように構成されてもよい。
【００６１】
第１の同期信号及び第２の同期信号に関するさらなる実施形態を、以下に順に説明する。
【００６２】
一実施形態によれば、第１の同期信号及び第２の同期信号は、アップリンク同期信号である。例えば、第１の同期信号は、ランダムアクセスプリアンブルであってもよい。例えば、第２の同期信号は、送信デバイス１５が受信デバイス１６からのランダムアクセスプリアンブルを検出した都度送信デバイス１６から受信デバイス１６へ送信される、ランダムアクセスレスポンス同期信号であってもよい。例えば、第２の同期信号は、メッセージ３アップリンク同期信号であってもよい。例えば、受信される応答は、受信デバイス１６が送信デバイス１５からのランダムアクセスプリアンブルを検出した受信デバイス１６から送信デバイス１５へ送信される、ランダムアクセスレスポンスであってもよい。例えば、第２の同期信号は、メッセージ３アップリンク同期信号であってもよい。
【００６３】
一実施形態によれば、第１の同期信号及び第２の同期信号は、ダウンリンク同期信号であってもよい。例えば、第１の同期信号は、ブロードキャストされる同期信号であってもよい。例えば、受信される応答は、受信デバイス１６が送信デバイス１５からのダウンリンク同期信号を検出した都度受信デバイス１６から送信デバイス１５へ送信される、ランダムアクセスプリアンブルであってもよい。例えば、第２の同期信号は、ＲＡＲ同期信号であってもよい。
【００６４】
応答に関するさらなる実施形態を、以下に順に説明する。上に記述したように、第１の同期信号は、ランダムアクセスプリアンブルであってもよい。従って、応答は、ランダムアクセスレスポンスであってもよい。例えば、応答は、第１の同期信号において検出されるランダムアクセスプリアンブルのインデックスと、検出される当該ランダムアクセスプリアンブルからのタイミング推定の結果とを含んでもよい。さらに、応答は、検出される上記ランダムアクセスプリアンブルからの周波数オフセット推定の結果を含んでもよい。
【００６５】
第２の時間／周波数リソース１０３、１０４が第１の時間／周波数リソース１０１、１０２よりも時間／周波数グリッド１００ａ、１００ｂのより広い部分を占めるような、第１の同期信号と第２の同期信号との間の様々な関係性に関する実施形態を、以下に順に説明する。図１０は、実施形態に係る複数のスロット内のシンボルの時間／周波数グリッド１００ａ、１００ｂ内の時間／周波数リソース１０１、１０２、１０３、１０４の割り当ての概略的な様子である。より詳しくは、図１０は、第１の時間／周波数リソース１０１、１０２を用いる狭帯域の第１の同期信号、及び、第２の時間／周波数リソース１０３、１０４を用いる第２の同期信号の一例を概略的に示している。第２の同期信号は第１の同期信号よりも高い帯域幅を有し、且つ、第２の同期信号は、第１の同期信号よりも時間的により大きい間隔を有する。
【００６６】
１つの実施形態は、時間／周波数リソースの時間上のスパンに関わる。例えば、第２の時間／周波数リソース１０３、１０４は、第１の時間／周波数リソース１０１、１０２よりも時間／周波数グリッド１００ａ、１００ｂのより広い時間部分を占めてもよい。
【００６７】
１つの実施形態は、時間／周波数リソースの周波数上のスパンに関わる。例えば、第２の時間／周波数リソース１０３、１０４は、第１の時間／周波数リソース１０１、１０２よりも時間／周波数グリッド１００ａ、１００ｂのより広い周波数部分を占めてもよい。
【００６８】
１つの実施形態は、時間／周波数リソースの数に関わる。例えば、第２の時間／周波数リソース１０３、１０４は、第１の時間／周波数リソース１０１、１０２よりも個数においてより多い。即ち、第１の時間／周波数リソース１０１、１０２よりも多い数の第２の時間／周波数リソース１０３、１０４が存在してもよい。代替的に、第２の時間／周波数リソース１０３、１０４は、第１の時間／周波数リソース１０１、１０２よりも個数においてより少ない。即ち、第１の時間／周波数リソース１０１、１０２よりも少ない第２の時間／周波数リソース１０３、１０４が存在してもよい。
【００６９】
１つの実施形態は、第１の同期信号と第２の同期信号との相対的なタイミングに関わる。例えば、第２の同期信号は、送信デバイス１５が第１の同期信号に対する応答を受信することに応じて、送信デバイス１５により送信されてもよい。
【００７０】
１つの実施形態は、時間／周波数グリッド１００ａ、１００ｂ内にどのように時間／周波数リソースが配置されるかに関わる。例えば、第１の同期信号及び第２の同期信号は、少なくとも２つのＯＦＤＭ（orthogonal  frequency-division  multiplexing）を各々含んでもよい。１つの実施形態において、第１の同期信号のＯＦＤＭシンボルは、第１の時間間隔を有し、第２の同期信号のＯＦＤＭシンボルは、第１の時間間隔よりも広い第２の時間間隔を有する。第１の時間間隔は、ゼロであってもよい。１つの実施形態において、第１の同期信号のＯＦＤＭシンボルは、第１の周波数間隔を有し、第２の同期信号のＯＦＤＭシンボルは、第１の周波数間隔よりも広い第２の周波数間隔を有する。
【００７１】
第１の同期信号のために複数のＯＦＤＭシンボルが使用される場合、それらＯＦＤＭシンボルは、大きい周波数誤差を補足できるように、互いに隣接して配置されるか又は少なくとも近傍に配置されてよい。ＯＦＤＭシンボル間の時間的距離が大き過ぎる場合、大きい周波数誤差は検出不能である。他方で、周波数誤差推定の精度は、周波数誤差が小さい場合、周波数オフセット推定のために使用されるＯＦＤＭシンボル間の時間的距離が増加するほど改善する。これを第２の同期信号で使用することができ、第２の同期信号に含まれる２つのＯＦＤＭシンボルは、図１０のように他のＯＦＤＭシンボルに囲まれて配置されてよい。
【００７２】
送信デバイス１５により実行される、ワイヤレス通信ネットワーク１０ａにおける同期に関するまたさらなる実施形態を、以下に順に説明する。
【００７３】
ランダムアクセスレスポンス同期信号及びメッセージ３アップリンク同期信号の双方が送信されなくてもよい。さらに、これら２つの同期信号のいずれかが、それぞれメッセージ２又はメッセージ３のいずれかとの組み合わせで結合送信として送信されてもよい。即ち、２つの同期信号がそれぞれメッセージ２又はメッセージ３のいずれかとの組み合わせで結合送信として送信されてもよい。よって、第２の同期信号は、ペイロードメッセージと共に送信されてもよい。例えば、リファレンス信号とランダムアクセスレスポンス内にペイロードを含むシンボルとが一緒に送信されるように、ランダムアクセスレスポンスの形式のダウンリンクの第２の同期信号をランダムアクセスレスポンスメッセージと共に送信することができる。例えば、メッセージ３アップリンク同期信号の形式のアップリンクの第２の同期信号がメッセージ３と共に結合的に送信されてもよい。
【００７４】
送信デバイス１５は、さらに、ステップＳ１１０において、メッセージ３同期信号を送信したことへの応答として、受信デバイス１６から競合解決メッセージを受信する、ように構成されてもよい。競合解決メッセージは、第２の同期メッセージに基づく時間及び周波数オフセット値のうち少なくとも一方を含んでもよい。追加的に又は代替的に、競合解決メッセージは、メッセージ３同期信号のインデックスを含んでもよい。そして、送信デバイス１５は、ステップＳ１１２において、受信される競合解決メッセージに基づいて、内部的なタイミング設定及び周波数設定のうち少なくとも一方を調整する、ようにさらに構成されてもよい。
【００７５】
次に図７を参照すると、一実施形態に係る受信デバイス１６により実行される、ワイヤレス通信ネットワーク１０ａにおける同期のための方法が示されている。
【００７６】
上に記述したように、送信デバイス１５は、ステップＳ１０２において、第１の同期信号を送信する、ように構成され得る。そうした第１の同期信号は、受信デバイス１６により受信され得る。よって、受信デバイス１６は、ステップＳ２０２において、時間／周波数グリッド１００ａ、１００ｂ内の第１の時間／周波数リソース１０１、１０２上で送信デバイス１５から第１の同期信号を受信する、ように構成される。第１の同期信号の例は、上で開示されている。
【００７７】
受信デバイス１６は、第１の同期信号に対して応答する。よって、受信デバイス１６は、ステップＳ２０６において、第１の同期信号に対する応答を送信する、ように構成される。応答の例は、上で開示されている。
【００７８】
受信デバイス１６は、ステップＳ２０８において、時間／周波数グリッド１００ａ、１００ｂ内の第２の時間／周波数リソース１０３、１０４上で、送信デバイス１５から第２の同期信号を受信する、ように構成される。第２の同期信号の例は、上で開示されている。第２の時間／周波数リソース１０３、１０４は、第１の時間／周波数リソース１０１、１０２よりも時間／周波数グリッド１００ａ、１００ｂのより広い部分を占める。第２の時間／周波数リソース１０３、１０４がいかに第１の時間／周波数リソース１０１、１０２よりも時間／周波数グリッド１００ａ、１００ｂのより広い部分を占め得るのかの様々な例は上で提供されている。
【００７９】
ワイヤレス通信ネットワーク１０ａにおける同期のさらなる詳細に関する実施形態が図８への参照と共に以下に開示され、図８は、さらなる実施形態に係る受信デバイス１６により実行される、ワイヤレス通信ネットワーク１０ａにおける同期のための方法を示している。
【００８０】
第１の及び／又は第２の同期信号を受信する際の受信デバイス１６のアクションについて様々な手法が存在し得る。それらに関する様々な実施形態を、以下に順に説明する。
【００８１】
受信デバイス１６は、ステップＳ２０４において、受信される第１の同期信号に基づいて内部的なタイミング設定及び周波数設定のうちの少なくとも一方を調整する、ように構成されてもよい。第１の同期信号がダウンリンク同期信号であるケースで、受信デバイス１６はステップＳ２０４を実行するように構成されてもよい。
【００８２】
例えば、第１の同期信号は、ブロードキャスト同期信号を含んでもよく、そして、受信デバイス１６の内部的なタイミング設定及び周波数設定のうちの少なくとも一方が、ブロードキャスト同期信号に基づいて調整されてもよい。第１の同期信号がダウンリンク同期信号であるケースで、第１の同期信号はブロードキャスト同期信号を含んでもよい。
【００８３】
例えば、第１の同期信号は、ランダムアクセスプリアンブルを含んでもよく、そして、受信デバイス１６の内部的なタイミング設定及び周波数設定のうちの少なくとも一方が、ランダムアクセスプリアンブルに基づいて調整されてもよい。第１の同期信号がアップリンク同期信号であるケースで、第１の同期信号はランダムアクセスプリアンブルを含んでもよい。
【００８４】
さらに、受信デバイス１６は、ステップＳ２１０において、受信される第２の同期信号に基づいて内部的なタイミング設定及び周波数設定のうちの少なくとも一方を調整する、ように構成されてもよい。第２の同期信号がＲＡＲ同期信号であるケースで、受信デバイス１６はステップＳ２１０を実行するように構成されてもよい。
【００８５】
上に記述したように、第２の同期信号は、メッセージ３同期信号であってもよい。そして、受信デバイス１６は、ステップＳ２１２において、送信デバイス１５からメッセージ３同期信号を受信したことへの応答として、競合解決メッセージを送信する、ように構成されてもよい。競合解決メッセージは、第２の同期メッセージに基づく時間及び周波数オフセット値のうちの少なくとも一方を含んでもよい。追加的に又は代替的に、競合解決メッセージは、メッセージ３同期信号のインデックスを含んでもよい。競合解決メッセージは、さらに、第２の同期信号において検出されるランダムアクセスプリアンブルからのタイミング推定の結果を含んでもよい。競合解決メッセージは、さらに、ランダムアクセスプリアンブルからの周波数オフセット推定の結果を含んでもよい。
【００８６】
上で開示した実施形態の少なくともいくつかに基づくワイヤレス通信ネットワーク１０ａにおける同期のための１つの具体的な実施形態が、以下に順に開示される。具体的な実施形態は、ネットワークノード１１ａとワイヤレスデバイス１２との間のメディアアクセス制御手続に関する。図９のシグナリング図を参照する。
【００８７】
ネットワークノード１１ａ及びワイヤレスデバイス１２の各々は、どういった信号を送信し及び／又は受信する必要があるかに依存して、送信デバイス１５及び受信デバイス１６の役割を担い得る。例えば、ネットワークノード１１ａ及びワイヤレスデバイス１２の少なくとも一方は、第１の同期信号及び第２の同期信号を送信するように構成される。よって、ネットワークノード１１ａ及びワイヤレスデバイス１２の少なくとも一方は、第１の同期信号及び第２の同期信号を受信するように構成される。
【００８８】
当初は、ワイヤレスデバイス１２は、電源をオンされ、２ＧＨｚキャリアにおける４０〜４００ｋＨｚに対応する２〜２０ｐｐｍのタイミング及び周波数誤差を有しないものと想定される。
【００８９】
Ｓ３０１：ネットワークノード１１ａは、ワイヤレスデバイス１２の粗い時間及び周波数同期のために、例えば第１の同期信号の形式の、希薄なブロードキャスト同期信号の第１のセットを送信する。第１の同期信号は、ＳＳＩ（System  Signature  Index）を含んでもよい。第１の同期信号は、ワイヤレスデバイス１２が粗いタイミング推定を実行してアップリンク及びダウリンクのタイミング調整を提供し、及び／又は、粗い周波数オフセット推定を実行してアップリンク及びダウンリンクの周波数調整を提供する、ことを可能にする。
【００９０】
Ｓ３０２：ネットワークノード１１ａは、ロバストなフォーマットでブロードキャストチャネルを送信する。この点において、ロバストなフォーマットは、大きいサイクリックプレフィクス、低い符号化レート、及び／又は低い変調次数によって達成されてもよい。ワイヤレスデバイス１２は、精細なタイミング及び周波数調整を要することなく、ブロードキャストチャネルを復号する。
【００９１】
Ｓ３０３：ワイヤレスデバイス１２は、例えば第１の同期信号の形式で、希薄なランダムアクセスプリアンブルをネットワークノード１１ａへ送信する。ネットワークノード１１ａは、例えば周波数誤差に対してロバストな受信機を用いて、ランダムアクセスプリアンブルを検出し及びそのタイミングを推定する。ネットワークノード１１ａは、追加的に又は代替的に、ランダムアクセスプリアンブルの周波数オフセットの推定を実行してもよい。
【００９２】
Ｓ３０４：ネットワークノード１１ａは、例えば第２の同期信号の形式で、ランダムアクセスレスポンス同期信号をワイヤレスデバイス１２へ送信する。ランダムアクセスレスポンス同期信号は、ネットワークノード１１ａがランダムアクセスプリアンブルを検出した都度送信されてもよい。ランダムアクセスレスポンス同期信号は、ワイヤレスデバイス１２の精細なダウンリンクの時間同期及び周波数同期を可能にする。よって、ワイヤレスデバイス１２は、精細なタイミング推定を実行してダウンリンクのタイミング調整を提供し、及び／又は、精細な周波数推定を実行してダウンリンクの周波数調整を提供する。
【００９３】
Ｓ３０５：ネットワークノード１１ａは、ネットワークノード１１ａへランダムアクセスレスポンスを送信する。ランダムアクセスレスポンスは、検出されるランダムアクセスプリアンブルのインデックス、プリアンブル検出からのタイミング推定の結果、及び／又は、プリアンブル検出からの周波数オフセット推定の結果を含んでもよい。ワイヤレスデバイス１２は、それに応じて自身のタイミング及び／又は周波数を調整してもよい。ワイヤレスデバイス１２は、アップリンクタイミング推定を取得するための復号を実行してアップリンクタイミング調整を提供し、及び／又は、アップリンク周波数オフセット推定を復号してアップリンク周波数調整を提供してもよい。そして、ステップＳ３０６に入る。但し、代替的に、ワイヤレスデバイス１２はステップＳ３０３に入り直す。
【００９４】
Ｓ３０６：ワイヤレスデバイス１２は、例えば第２の同期信号の形式で、メッセージ３ＵＬ同期信号をネットワークノード１１ａへ送信する。ネットワークノード１１ａは、同期信号を検出し、並びにそのタイミング及び／又は周波数オフセットを推定する。
【００９５】
Ｓ３０７：ワイヤレスデバイス１２は、制御情報を決定し、及びメッセージ３をネットワークノード１１ａへ送信する。
【００９６】
Ｓ３０８：ネットワークノード１１ａは、ワイヤレスデバイス１２へ競合解決メッセージを送信する。競合解決メッセージは、検出されたメッセージ３のインデックス、プリアンブル検出からのタイミング推定の結果、及び／又はプリアンブル検出からの周波数オフセット推定の結果を含んでもよい。ワイヤレスデバイス１２は、それに応じて自身のタイミング及び／又は周波数を調整してもよい。そして、ワイヤレスデバイス１２は、ステップＳ３０３へ入り直してもよい。
【００９７】
ここで説明した同期手続は、アクセスしようとするワイヤレスデバイス１２が多数であるケース、即ち希薄なブロードキャスト同期信号に対して相対的に高い頻度でランダムアクセスレスポンス同期信号及び／又はメッセージ３アップリンク同期信号が送信される必要がある場合には、あまりスペクトル効率的でなくなるかもしれない。少なくともこれら理由のために、ネットワークノード１１ａ及びワイヤレスデバイス１２は、説明したアクセス手続と別のアクセス手続との間の切り替えを行ってもよく、別のアクセス手続は、少なくとも１回の追加的な広帯域ブロードキャスト同期チャネル及び／又はＰＲＡＣＨチャネルの送信を含む。ワイヤレスデバイス１２は、どのアクセス手続を使用すべきかを盲目的に検出する、ように構成されてもよい。代替的に、希薄なブロードキャスト同期信号は、システムブロードキャストのために使用され、システムブロードキャストは、使用すべきＰＲＡＣＨフォーマットに関する情報を含む。
【００９８】
要するに、ここで開示した実施形態の少なくともいくつかは、ランダムアクセスの前に送信される小さいリソース割り当てを伴う希薄な同期信号のセットと、それに続く、ランダムアクセス後に送信されるより大きいリソース割り当てを伴う同期信号のセットとを伴うセルサーチフレームフォーマットを提供する。さらに、ここで開示した実施形態の少なくともいくつかは、ランダムアクセスレスポンスの前に使用されるべき希薄なランダムアクセス割り当て及びランダムアクセスプリアンブルフォーマットと、それに続く、ランダムアクセスレスポンスの後となるより大きいランダムアクセス割り当て及び第２のランダムアクセスプリアンブルとを提供する。
【００９９】
本発明概念が主として若干の実施形態を参照しながら上で説明されている。しかしながら、当業者によって容易に理解されるように、上で開示したもの以外の他の実施形態もまた、本発明概念の範囲内で同等に可能であり、その範囲は添付の特許請求の範囲により定義される通りである。例えば、少なくとも１つのネットワークノードと少なくとも１つのワイヤレスデバイスとを含むセルラー通信システムの文脈で例のいくつかがここで開示した実施形態を示しているものの、ここで開示した実施形態は、ワイヤレスデバイス１２についての無線アクセス技術（ＲＡＴ）の変更（例えば、セルラー通信ネットワークからワイヤレスＬＡＮ（local  area  network）若しくはその逆、又は２種類のセルラー通信ネットワークの間、若しくは２種類のワイヤレスＬＡＮの間）の期間中の同期の提供、デバイスツーデバイス（Ｄ２Ｄ）通信のための同期の提供、又はワイヤレスバックホールネットワークにおけるノード間の同期の提供など、ワイヤレス通信ネットワークの他のタイプのシナリオにも等しく適用可能である。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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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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