(57)【要約】      （修正有）【課題】キャリア周波数オフセットがある環境において、プリアンブルコードを早く正しく検出する。【解決手段】可能性のある所定の整数キャリア周波数オフセットとプリアンブルの長さとに基づき、周波数領域に変換されたプリアンブルにおいて有用なサブキャリアのウィンドウを決定する段階と、有用なサブキャリアからのプリアンブルと同じ長さの複数のサブキャリアシーケンスを抽出する段階と、抽出したサブキャリアシーケンス中の各サブキャリアとそれに隣接するサブキャリアとの共役積を計算する段階と、共役積の実部を取得する段階と、共役積の実部とＤＢＰＳＫにより変調された既知のプリアンブルとの間の相互相関を計算し、計算した相関値を出力する段階と、計算した相関値によりターゲット基地局のプリアンブルインデックスを検出してターゲットセルを選択し、前記ターゲット基地局に関する整数キャリア周波数オフセットを推定する。【選択図】図７
2008236744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする装置であって、
可能性のある所定の整数キャリア周波数オフセットとプリアンブルの長さとに基づき、周波数領域に変換されたプリアンブルにおける有用なサブキャリアのウィンドウを決定するサブキャリアウィンドウ器と、
前記有用なサブキャリアからのプリアンブルと同じ長さの複数のサブキャリアシーケンスを抽出するサブキャリアシフト抽出器と、
抽出したサブキャリアシーケンス中の各サブキャリアとそれに隣接するサブキャリアの共役積を計算する共役乗算器と、
共役積の実部を取得する実部取得器と、
前記共役積の実部とＤＢＰＳＫにより変調された既知のプリアンブルとの間の相互相関を計算し、計算した相関値を出力する相互相関器と、
計算した前記相関値によりターゲット基地局のプリアンブルインデックスを検出し、ターゲットセルを選択し、前記ターゲット基地局に関する整数キャリア周波数オフセットを推定するセル及び整数キャリア周波数オフセット選択器とを有する装置。
【請求項２】
さらに、
有用なサブキャリアから３トーンごとにサブキャリアを選択して、前記有用なサブキャリアを３つのグループに分割するサブキャリア分割器と、
前記サブキャリアシフト抽出器は、各グループからプリアンブルと長さが同じ複数のサブキャリアシーケンスを抽出する、請求項１に記載のプリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする装置。
【請求項３】
さらに、
受信プリアンブルを周波数領域に変換し、変換したプリアンブルを前記サブキャリアウィンドウ器に出力する高速フーリエ変換器を有する、請求項１または２に記載のプリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする装置。
【請求項４】
さらに、
所定の既知のプリアンブルを記憶するプリアンブル記憶器と、
前記プリアンブル記憶器に記憶された前記既知のプリアンブルをＤＢＰＳＫ変調し、ＤＢＰＳＫ変調した既知のプリアンブルを前記相互相関器に出力するＤＢＰＳＫ変調器とを有する、請求項１または２に記載のプリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする装置。
【請求項５】
前記有用なサブキャリアウィンドウの長さは、
【数１】
2008236744.tif 000031
であり、ＰＩＣＦＯは可能性のある所定の整数キャリア周波数オフセットであり、ＮＣｏｄｅＬｅｎはプリアンブルの長さである、請求項１または２に記載のプリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする装置。
【請求項６】
前記サブキャリアシフト抽出機は、シフトすることにより、前記プリアンブルと長さが等しい複数のサブキャリアシーケンスを抽出し、抽出するサブキャリアシーケンスの数は可能性のある所定の整数キャリア周波数オフセットであり、各サブキャリアシーケンスは一意的なグループインデックスとシフトインデックスとを有し、各サブキャリアシーケンスのサブキャリアは
【数２】
2008236744.tif 000032
と記述でき、
ここで、ｌは１からＮＣｏｄｅＬｅｎまでの値であり、ｓは０から２までの値であり、ｍは−ＰＩＣＦＯ／３から＋ＰＩＣＦＯ／３までの値であり、ＰＩＣＦＯは可能性のある所定の整数キャリア周波数オフセットであり、ＮＣｏｄｅＬｅｎはプリアンブルの長さであり、
【数３】
2008236744.tif 000033
であり、ＮＬＶＣは左側の仮想サブキャリアの数であり、ｎ（ｌｓ，ｍ）はサブキャリア中のガウス白色ノイズである、請求項１または２に記載のプリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする装置。
【請求項７】
前記セル及び整数キャリア周波数オフセット選択器は、
複数のフレームについて、前記相互相関器により出力された各相関値を、予め選択された閾値とすべての相関値の和との積と比較する閾値比較器と、
フレームにおける積より大きい相関値があるとき、前記フレームをカウントするカウンタと、
相関値が前記積より大きいとき、前記積よりも大きい相関値と、そのプリアンブルインデックス、シフトインデックス、及びグループインデックスとを記憶する１グループの遅延レジスタと、
前記カウンタのカウント値が所定値になったとき、プリアンブルインデックス、シフトインデックス、及びグループインデックスが同じである記憶された前記相関値を平均する相関値平均器と、
最大平均相関値に対応するプリアンブルインデックス、シフトインデックス、及びグループインデックスを選択する最大値選択器と、
選択したプリアンブルインデックス、シフトインデックス、及びグループインデックスに基づき、ターゲット基地局を決定し、ターゲットセルＩＤを求め、移動局と前記ターゲット基地局との間の前記整数キャリア周波数オフセットを求めるセルＩＤ及び整数キャリア周波数オフセットマップ器とを有する、請求項１または２に記載のプリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする装置。
【請求項８】
プリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする方法であって、
可能性のある所定の整数キャリア周波数オフセットとプリアンブルの長さとに基づき、周波数領域に変換されたプリアンブルにおいて有用なサブキャリアのウィンドウを決定する段階と、
有用なサブキャリアからのプリアンブルと同じ長さの複数のサブキャリアシーケンスを抽出する段階と、
抽出したサブキャリアシーケンス中の各サブキャリアとそれに隣接するサブキャリアとの共役積を計算する段階と、
共役積の実部を取得する段階と、
共役積の実部とＤＢＰＳＫにより変調された既知のプリアンブルとの間の相互相関を計算し、計算した相関値を出力する段階と、
計算した相関値によりターゲット基地局のプリアンブルインデックスを検出してターゲットセルを選択し、前記ターゲット基地局に関する整数キャリア周波数オフセットを推定する段階とを有する方法。
【請求項９】
ターゲットセルを選択し整数キャリア周波数オフセットを推定する段階は、
複数のフレームについて、前記相互相関器により出力された各相関値を、予め選択された閾値とすべての相関値の和との積と比較する段階と、
フレームにおける積より大きい相関値があるとき、前記フレームをカウントする段階と、
相関値が前記積よりも大きいとき、前記積よりも大きい相関値と、そのプリアンブルインデックス、シフトインデックス、及びグループインデックスとを記憶する段階と、
前記カウンタのカウント値が所定値になったとき、プリアンブルインデックス、シフトインデックス、及びグループインデックスが同じである記憶された前記相関値を平均する段階と、
最大平均相関値に対応するプリアンブルインデックス、シフトインデックス、及びグループインデックスを選択する段階と、
選択したプリアンブルインデックス、シフトインデックス、及びグループインデックスに基づき、ターゲット基地局を決定し、ターゲットセルＩＤを求め、移動局と前記ターゲット基地局との間の前記整数キャリア周波数オフセットを求める段階とを有する、請求項８に記載のプリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信システムに関し、より具体的には、ＯＦＤＭ（orthogonal  frequency  division  multiplexing）またはＯＦＤＭＡ（orthogonal  frequency  division  multiplexing  access）に基づくセルラー無線通信システムにおける、移動局（mobile  station、ＭＳ）のためのプリアンブル検出及びＩＣＦＯ（integer  carrier  frequency  offset）推定に関する。
【背景技術】
【０００２】
セルラーＯＦＤＭＡシステム（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６ｄ／ｅシステム）では、プリアンブルは、様々な周波数多重方式で動作するシステムをサポートすることを考慮して設計されている。この方式には、多重ファクタが１である方式も含まれている。プリアンブルに組み込まれたセルＩＤ  ＩＤＣｅｌｌとセグメント番号は、それぞれセルとセクタの識別子として使用できる。また、これらはサブキャリアマッピングのためのパーミュテーションジェネレータ（permutation  generator）の１つと、サブキャリアランダム化（subcarrier  randomization）の擬似ランダムバイナリシーケンス（ＰＲＢＳ）ジェネレータの初期化ベクトルとして利用できる。プリアンブルパターンを正しく検出しないと、移動局はサブキャリアを正しく逆マッピング（de-map）や逆ランダム化（de-randomize）して、さらにダウンリンクフレームのプリアンブルに続くＯＦＤＭＡシンボルを復調・デコードすることができない。
【０００３】
ＩＥＥＥ８０２．１６ｄ／ｅシステムには全部で１１４個のプリアンブルコードすなわちプリアンブルパターンが規定されている。これらのプリアンブルシーケンスはコンピュータ検索により生成される。周波数領域では、プリアンブルコード間の相互相関値は低く、時間領域では、プリアンブルコードのＰＡＰＲ（peak  to  average  power  ratio）は低い。ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ等のスケーラブルなＯＦＤＭＡシステムの場合、プリアンブルコードの長さはＦＦＴサイズによって異なる。
【０００４】
プリアンブルコードは、
【数１】
2008236744.tif 000003
により、対応するセグメント番号に応じてパイロットサブキャリアに変調される。ここで、PreambleCarrierSetsegはプリアンブルコードに割り当てられたすべてのサブキャリアであり、segは０から２までのセグメント番号であり、ｋは１からプリアンブルコード長までのインデックスである。
【０００５】
各プリアンブルコードは、一意的なプリアンブルインデックスＩｎｄｅｘと、ＩＤＣｅｌｌと、セグメント番号Ｓｅｇｍｅｎｔとを有する。例えば、Ｉｎｄｅｘ＝０、ＩＤＣｅｌｌ＝０、Ｓｅｇｍｅｎｔ＝０、ＦＦＴ−２０４８（ＦＦＴサイズが２０４８であることを示す。以下同様に、ＦＦＴ−５１２とＦＦＴ−１０２４はＦＦＴサイズがそれぞれ５１２と１０２４であることを示す）であるプリアンブルコードは、
【数２】
2008236744.tif 000004
である。
【０００６】
プリアンブルコードは２√２ブーストＢＰＳＫ変調により、
【数３】
2008236744.tif 000005
のように変調されている。ここで、Ｘ′（ｋ）はＢＰＳＫ変調後のプリアンブルコードであり、Ｘ（ｋ）はブーストされたプリアンブルコードであり、Ｒｅ（）とＩｍ（）はそれぞれ実部と虚部を意味する。
【０００７】
変調後、変調されたこれらのシンボルはパイロットサブキャリアにマップされる。割り当てがないサブキャリアにはゼロとされる。しかし、留意すべき点として、プリアンブルコードが対応するパイロット位置にＤＣサブキャリアが含まれていると、変調は行われず、この位置に対応するコードは無視される。図１は、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅに基づくＦＦＴ−５１２とＦＦＴ−１０２４のプリアンブルの構成を示している。これでは、左右の仮想キャリアを除き、プリアンブルコードは３サブキャリア毎の間隔で変調されている。基地局（base  station、ＢＳ）または基地局のセクタ（sector）は一意的なプリアンブルコードを有し、それはすべてのフレームの最初に送信される。
【０００８】
図２は、プリアンブルコード間の相互相関特性を示す図である。図２に示したように、相異なるプリアンブルコード間の相互相関値は低いが、各プリアンブルコードの自己相関値は高い。それゆえ、移動局の受信器では、プリアンブルインデックスの検出は、従来の擬似ノイズ（ＰＮ）コードの検出と同様に、ＦＦＴ後のプリアンブルと既知のプリアンブルコードとの間の通常の（conventional）相互相関により行うことができる。また、検出はチャネルフェーディングとタイミングオフセットを考慮した差分相互相関法でも行える。相関計算後、相関値が最大となるコードをターゲット基地局のプリアンブルインデックスとする。
【０００９】
しかし、初期同期期間中には通常、基地局と移動局の間でキャリア周波数オフセット（ＣＦＯ）がある。コストの観点から、移動局の発信器の精度は一般的には高くない。結果として、キャリア周波数オフセットは１つのサブキャリアスペーシングより大きい。すなわち、移動局と基地局間には整数キャリア周波数オフセット（ＩＣＦＯ）がある。この場合、周波数領域においてプリアンブルシーケンスはサブキャリア軸方向でシフトされる。この場合、従来のプリアンブル検出方法は使えない。結果として、キャリア周波数オフセットが大きい環境（特に、整数キャリア周波数オフセット環境）で正しく動作するプリアンブル検出アルゴリズムとプリアンブル検出装置が必要であり、整数キャリア周波数オフセット（ＩＣＦＯ）推定器が必要である。
【００１０】
また、移動局は、最初のネットワークへのアクセスにおいて、チャネル状態が最もよい基地局をターゲット基地局として選択する必要がある。従来の基地局（またはセル）選択方法は、１つのフレームのプリアンブル検出結果に基づき決定していた。しかし、移動局がセルの端（edge）に近づくと、複数の基地局から信号を受信する。通常、移動局と各基地局との間のフェーディングパス（fading  paths）は独立である。１つのプリアンブル検出だけに依存していると、フェーディングパスが異なることにより、ターゲット基地局の選択を間違い易くなる。従って、最初のネットワークへのアクセスでの信頼できるセル選択器も必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
それゆえ、本発明の１つの目的は、キャリア周波数オフセットがある環境において、特に、整数キャリア周波数オフセット（integer  carrier  frequency  offset、ＩＣＦＯ）がある環境において、プリアンブルコードを早く正しく検出する装置と方法を提供することである。
【００１２】
本発明の他の１つの目的は、プリアンブルインデックスを検出し、整数キャリア周波数オフセットを推定する装置と方法を提供することである。
【００１３】
本発明のさらに他の１つの目的は、初期ネットワークアクセス手順においてターゲット基地局を信頼性高く選択する装置と方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するため、本発明では、プリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする装置を提供する。該装置は、可能性のある所定の整数キャリア周波数オフセットとプリアンブルの長さとに基づき、周波数領域に変換されたプリアンブルにおける有用なサブキャリアのウィンドウを決定するサブキャリアウィンドウ器と、前記有用なサブキャリアからのプリアンブルと同じ長さの複数のサブキャリアシーケンスを抽出するサブキャリアシフト抽出器と、抽出したサブキャリアシーケンス中の各サブキャリアとそれに隣接するサブキャリアの共役積を計算する共役乗算器と、共役積の実部を取得する実部取得器と、前記共役積の実部とＤＢＰＳＫにより変調された既知のプリアンブルとの間の相互相関を計算し、計算した相関値を出力する相互相関器と、計算した前記相関値によりターゲット基地局のプリアンブルインデックスを検出し、ターゲットセルを選択し、前記ターゲット基地局に関する整数キャリア周波数オフセットを推定するセル及び整数キャリア周波数オフセット選択器とを有する装置とを有する。
【００１５】
本発明によるプリアンブル検出及び整数キャリア周波数オフセット推定をする装置は、さらに、有用なサブキャリアから３トーンごとにサブキャリアを選択して、前記有用なサブキャリアを３つのグループに分割するサブキャリア分割器を有してもよく、前記サブキャリアシフト抽出器は、各グループからプリアンブルと長さが同じ複数のサブキャリアシーケンスを抽出する。
【００１６】
本発明によるプリアンブル検出及び整数キャリア周波数オフセット推定をする装置は、さらに、受信プリアンブルを周波数領域に変換し、変換したプリアンブルを前記サブキャリアウィンドウ器に出力する高速フーリエ変換器を有してもよい。
【００１７】
本発明によるプリアンブル検出及び整数キャリア周波数オフセット推定をする装置は、さらに、所定の既知のプリアンブルを記憶するプリアンブル記憶器と、前記プリアンブル記憶器に記憶された前記既知のプリアンブルをＤＢＰＳＫ変調し、ＤＢＰＳＫ変調した既知のプリアンブルを前記相互相関器に出力するＤＢＰＳＫ変調器とを有してもよい。
【００１８】
また、本発明によるプリアンブル検出及び整数キャリア周波数オフセット推定をする装置のセル及び整数キャリア周波数オフセット選択器は、複数のフレームについて、前記相互相関器により出力された各相関値を、予め選択された閾値とすべての相関値の和との積と比較する閾値比較器と、フレームにおける積より大きい相関値があるとき、前記フレームをカウントする段階と、相関値が前記積よりも大きいとき、前記積よりも大きい相関値と、そのプリアンブルインデックス、シフトインデックス、及びグループインデックスとを記憶する１グループの遅延レジスタと、前記カウンタのカウント値が所定値になったとき、プリアンブルインデックス、シフトインデックス、及びグループインデックスが同じである記憶された前記相関値を平均する相関値平均器と、最大平均相関値に対応するプリアンブルインデックス、シフトインデックス、及びグループインデックスを選択する最大値選択器と、選択したプリアンブルインデックス、シフトインデックス、及びグループインデックスに基づき、ターゲット基地局を決定し、ターゲットセルＩＤを求め、移動局と前記ターゲット基地局との間の前記整数キャリア周波数オフセットを求めるセルＩＤ及び整数キャリア周波数オフセットマップ器とを有してもよい。
【００１９】
上記の目的を達成するため、本発明では、さらに、プリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする方法を提供する。該方法は次の段階を含む。可能性のある所定の整数キャリア周波数オフセットとプリアンブルの長さとに基づき、周波数領域に変換されたプリアンブルにおいて有用なサブキャリアのウィンドウを決定する段階と、有用なサブキャリアからのプリアンブルと同じ長さの複数のサブキャリアシーケンスを抽出する段階と、抽出したサブキャリアシーケンス中の各サブキャリアとそれに隣接するサブキャリアとの共役積を計算する段階と、共役積の実部を取得する段階と、共役積の実部とＤＢＰＳＫにより変調された既知のプリアンブルとの間の相互相関を計算し、計算した相関値を出力する段階と、計算した相関値によりターゲット基地局のプリアンブルインデックスを検出してターゲットセルを選択し、前記ターゲット基地局に関する整数キャリア周波数オフセットを推定する段階。
【００２０】
本発明によるプリアンブル検出及び整数キャリア周波数オフセット推定をする方法は、さらに、有用なサブキャリアから３トーンごとにサブキャリアを選択して、前記有用なサブキャリアを３つのグループに分割する段階を有してもよく、前記サブキャリアシフトを抽出する段階において、各グループからプリアンブルと長さが同じ複数のサブキャリアシーケンスを抽出する段階を有してもよい。
【００２１】
本発明によるプリアンブル検出及び整数キャリア周波数オフセット推定をする方法は、さらに、有用なサブキャリアを選択する段階の前に、受信プリアンブルを周波数領域に変換する段階を有してもよい。
【００２２】
本発明によるプリアンブル検出及び整数キャリア周波数オフセット推定をする方法は、さらに、前記相互相関を計算する段階の前に、事前に記憶された既知のプリアンブルをＤＢＰＳＫ変調する段階を有してもよい。
【００２３】
本発明によるプリアンブル推定と整数キャリア周波数オフセット推定を行う方法のターゲットセルを選択し整数キャリア周波数オフセットを推定する段階は、複数のフレームについて、前記相互相関器により出力された各相関値を、予め選択された閾値とすべての相関値の和との積と比較する段階と、フレームにおける積より大きい相関値があるとき、前記フレームをカウントする段階と、相関値が前記積よりも大きいとき、前記積よりも大きい相関値と、そのプリアンブルインデックス、シフトインデックス、及びグループインデックスとを記憶する段階と、前記カウンタのカウント値が所定値になったとき、プリアンブルインデックス、シフトインデックス、及びグループインデックスが同じである記憶された前記相関値を平均する段階と、最大平均相関値に対応するプリアンブルインデックス、シフトインデックス、及びグループインデックスを選択する段階と、選択したプリアンブルインデックス、シフトインデックス、及びグループインデックスに基づき、ターゲット基地局を決定し、ターゲットセルＩＤを求め、移動局と前記ターゲット基地局との間の前記整数キャリア周波数オフセットを求める段階とを有してもよい。
【００２４】
本発明の第１の態様によると、ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡベースセルラー移動通信システムの移動局の受信器において、サブキャリアウィンドウ器は、プリアンブルコードのＦＦＴ変換をした後に、プリアンブルコードの構成と、可能性のある整数キャリア周波数オフセットとに基づいて、有用なサブキャリアの境界を決定する。サブキャリア分割器は、有用なサブキャリアを３つのグループに分割する。このグループを使用して並列処理をすることにより、検出速度を速くする。サブキャリアシフト抽出器は、サブキャリアの各グループから検出シーケンスをシフトにより抽出し、抽出される各検出シーケンスは一意的なシフトインデックスを有する。共役乗算器は、検出シーケンスの各サンプルに隣接するサンプルを共役積を実行する。相互相関器は、共役相関値とＤＢＰＳＫ変調された既知のプリアンブルコードとの間の相関を計算する。
【００２５】
本発明の第２の態様によると、ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡベースのセルラー移動通信システムの移動局の受信器において、相関値をセル及び整数キャリア周波数オフセット選択器に入力する。初期のセル選択に対する複数の基地局からの様々なチャネルフェーディングの影響を軽減するため、本発明によるセル及び整数キャリア周波数オフセット選択器は、１つのフレームの検出結果ではなく、複数のフレームの平均検出結果に基づいて、選択を行う。セル及び整数キャリア周波数オフセット選択器において、各相関値を、予め選択した閾値と各フレームに関するすべての相関値の和との間の積と比較し、この積より大きい相関値をターゲット基地局の候補としてレジスタに記憶し、この相関値に対応するプリアンブルインデックス、シフトインデックス、及びグループインデックスも記憶し、カウンタでフレームをカウントする。所定数のフレームを連続的にカウントした後、同じプリアンブルインデックス、シフトインデックス、及びグループインデックスを有する記憶された相関値を平均する。その後、最大選択器は、ターゲット基地局が対応する相関値として、最大平均値を選択する。ターゲット基地局のＩＤＣｅｌｌ及びセグメント番号、移動局とターゲット基地局との間の整数キャリア周波数オフセットとを求める。
【００２６】
本発明の第３の態様によると、プリアンブル検出方法において、有用なサブキャリアの境界を可能性のある所定のパイロット構成と整数キャリア周波数オフセットにより設定する。検出シーケンスをＩＥＥＥ８０２．１６ｄ／ｅの有用なサブキャリアと同じ長さのスライドするウィンドウにより抽出し、これらの検出シーケンスを既知のプリアンブルコードと差分相互相関する。
【００２７】
本発明の第４の態様によると、セル及び整数キャリア周波数オフセットの推定において、プリアンブルインデックスと整数キャリア周波数オフセットを複数のフレームに基づき検出する。各フレームの差分相関値を所定の閾値とすべての相関値の積との間の積と比較する。同じプリアンブルインデックス、シフトインデックス、及びグループインデックスを有し、前記積よりも大きい相関値を平均する。最大平均値をターゲット基地局の相関値とし、最終的にそのＩＤＣｅｌｌと整数キャリア周波数オフセットを求める。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の好ましい実施形態と実施例は例として示すものであり、本発明を限定するものではない。
【００２９】
本発明は、セルラーＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡシステムの移動局の受信器で使用する、信頼性が高くて高速なプリアンブル検出装置及び方法を提供するものである。
【００３０】
さらに、本発明は、セルラーＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡシステムの移動局の受信器で使用する、プリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定を同時に行う装置と方法を提供するものである。
【００３１】
さらに、本発明は、セルラーＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡシステムの移動局がネットワークにアクセスするために使用する信頼性の高いセル選択装置及び方法を提供するものである。この装置と方法は、チャネル状態が最もよい基地局をターゲット基地局を選択することができる。
【００３２】
以下に説明するように、本発明は、セルＩＤの情報とともに埋め込まれたＰＮコードと同様のプリアンブルコードの組を有するセルラーＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡシステムに適用可能である。
【００３３】
本発明を説明する前に、ＩＥＥＥ８０２．１６ｄ／ｅのシステムを例にして、プリアンブルコードの相関特性をさらに説明する。
【００３４】
図２を参照して、インデックスが同じ２つのプリアンブルコードの間では、相互相関が常にピークになり、インデックスが異なる２つのプリアンブルコードの間では相互相関値は非常に低くなる。この特徴を用いて受信信号のセルとセクタを識別することができる。一方、プリアンブルコードは、直交に近い（near  orthogonal）自己相関特性を有する。図３に示したように、プリアンブルコードとそれがシフトされたコピーとの自己相関値は非常に低い。自己相関値がピークになるのは、プリアンブルコードを、全くシフトされていないコピーと相関させたときだけである。本発明の整数キャリア周波数オフセット推定ではこの特徴を利用する。
【００３５】
図４は、本発明の一実施形態によるセルラーＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡシステムの受信器で使用するプリアンブル検出及び整数キャリア周波数オフセット推定をする装置を示すブロック図である。
【００３６】
図４に示したように、本発明の一実施形態によるプリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする装置は、所定の整数キャリア周波数オフセットとプリアンブル長とに基づき、周波数領域に変換されたプリアンブルにおける有用なサブキャリアの境界を決定するサブキャリアウィンドウ器４０２と、前記有用なサブキャリアからのプリアンブルと同じ長さの複数のサブキャリアシーケンスを抽出するサブキャリアシフト抽出器４０４と、抽出したサブキャリアシーケンス中の各サブキャリアとそれに隣接するサブキャリアの共役積を計算する共役乗算器４０５と、前記共役積の実部を取得する実部取得器４０６と、前記共役積とＤＢＰＳＫにより変調された既知のプリアンブルとの間の相互相関を計算し、計算した相関値を出力する相互相関器４０９と、前記計算した相関値によりターゲット基地局のプリアンブルインデックスを検出してターゲットセルを選択し、前記ターゲット基地局に関する整数キャリア周波数オフセットを推定するセル及び整数キャリア周波数オフセット選択器４１０とを有する。
【００３７】
本発明によるプリアンブル検出及び整数キャリア周波数オフセット推定をする装置は、さらに、その後の演算でパラレル処理を行い検出速度を速めるために、前記有用なサブキャリアから３トーンごとにサブキャリアを選択して前記有用なサブキャリアを３つのグループに分割するサブキャリア分割器４０３とを有し、前記サブキャリアシフト抽出器４０４は、前記サブキャリアの各グループから、プリアンブルの長さが同じ複数のサブキャリアシーケンスを抽出する。
【００３８】
本発明によるプリアンブル検出及び整数キャリア周波数オフセット推定をする装置は、さらに、受信プリアンブルを周波数領域に変換し、変換したプリアンブルを前記サブキャリアウィンドウ器４０２に出力するＦＦＴ変換器４０１を有する。
【００３９】
本発明によるプリアンブル検出及び整数キャリア周波数オフセット推定をする装置は、さらに、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６ｄ／ｅで規定された１１４個のプリアンブルである、所定の既知のプリアンブルを記憶するプリアンブル記憶部４０７と、前記プリアンブル記憶部４０７に記憶された前記既知のプリアンブルをＤＢＰＳＫ変調し、ＤＢＰＳＫ変調した既知のプリアンブルを前記相互相関器４０９に出力するＤＢＰＳＫ変調器４０８とを有する。
【００４０】
図６は、本発明によるプリアンブル検出及び整数キャリア周波数オフセット推定をする装置のセル及び整数キャリア周波数オフセット選択器４１０の構成を示す図である。
【００４１】
図６に示したように、セル及び整数キャリア周波数オフセット選択器４１０は、複数のフレームについて、前記相互相関器４０９が出力した各相関値を、予め選択された閾値とすべての相関値の和との積と比較する閾値比較器６０１と、前記相関値が前記積より大きいとき、フレームをカウントするＭエンド（Mend）カウンタ６０２と、前記相関値が前記積より大きいとき、前記相関値と前記プリアンブルインデックス、及びそれに対応するシフトインデックスとグループインデックスを記憶する遅延レジスタ６０３−１乃至６０３−ｎと、前記Ｍエンドカウンタのカウント値が所定値になったとき、プリアンブルインデックス、シフトインデックス、及びグループインデックスが同じである記憶された前記相関値を平均する相関値平均器６０４と、平均値が最大になるプリアンブルインデックス、シフトインデックス、及びグループインデックスを選択する最大値選択器６０５と、選択したプリアンブルインデックス、シフトインデックス、及びグループインデックスに基づき、ターゲット基地局を決定し、ターゲットセルＩＤを求め、移動局と前記ターゲット基地局との間の前記整数キャリア周波数オフセットを求めるセルＩＤ及び整数キャリア周波数オフセットマップ器６０６とを有する。
【００４２】
図７のフローチャートを参照して、本発明の一実施形態によるプリアンブル検出及び整数キャリア周波数オフセット推定をする装置の詳細動作を説明する。
【００４３】
図７は、本発明の一実施形態によるプリアンブル検出、整数キャリア周波数オフセット推定、及びセル選択を示すフローチャートである。
【００４４】
ステップＳ７０１において、Ｍエンドカウンタ６０２のカウント値はゼロに初期化される。
【００４５】
次に、ステップＳ７０２において、フレームタイミングに従ってＦＦＴ変換器４０１により受信プリアンブルコードを周波数領域に変換する。
【数４】
2008236744.tif 000006
ここで、Ｙ（ｋ）とＨ（ｋ）は周波数領域におけるそれぞれ受信信号とチャネル応答であり、Ｘ（ｋ）は受信プリアンブルコードであり、ｎ（ｋ）はサブキャリアの白色ガウスノイズであり、ｋはサブキャリアのシーケンス番号であり、ＮｆｆｔはＦＦＴサイズである。
【００４６】
ステップＳ７０３において、有用なサブキャリアを選択するために、周波数領域に変換したプリアンブルの有用なサブキャリアの境界を、可能性のある所定の整数キャリア周波数オフセットとプリアンブルの長さとに基づいて決定する。
【００４７】
移動局と基地局との間に整数キャリア周波数オフセットがあるとき、受信プリアンブルパイロットシーケンスはサブキャリア軸に沿って左または右にシフトし、サブキャリアのシフト値は整数周波数オフセットの値となる。移動局が選択したクリスタル発信のデバイスパラメータに基づき、可能な整数キャリア周波数オフセットを予め決定することができる。通常、サブキャリアスペーシングには３の倍数がよく、例えば３サブキャリアスペーシングや６サブキャリアスペーシングがよい。標準で決められている左右の仮想キャリアの値に応じて、所定の整数周波数オフセットを考慮して、サブキャリアウィンドウ器（subcarrier  windowing  device）４０２で有用なサブキャリアの境界を決定できる。
【００４８】
ウィンドウの最初の位置は
【数５】
2008236744.tif 000007
である。
【００４９】
ウィンドウの最後の位置は
【数６】
2008236744.tif 000008
である。
【００５０】
有用なサブキャリアウィンドウの長さは、
【数７】
2008236744.tif 000009
である。ここで、ＰＩＣＦＯは可能性のある所定の整数キャリア周波数オフセットであり、ＮＬＶＣとＮＲＶＣはそれぞれ左右の仮想キャリアの数であり、ＮＣｏｄｅＬｅｎはプリアンブルコードの長さであり、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅでＦＦＴ−１０２４の場合、２８４である。
【００５１】
検出速度を速くするため、次のステップＳ７０３において、３トーンごとのサブキャリアを有用なサブキャリアから選択し、有用なサブキャリアを３つのグループに分割する。
【００５２】
後の処理を並列に行うため、有用なサブキャリアウィンドウ中のサブキャリアは、プリアンブルのパイロットサブキャリアの構成に応じて、サブキャリア分割器４０３により３つのグループに分割される。サブキャリアの分割方法は図５に示した通りである。３トーンごとに離れたサブキャリアは同じグループに属すると考える。
【００５３】
次に、ステップＳ７０３において、プリアンブルの長さと同じ長さの複数のサブキャリアシーケンスを、サブキャリアの各グループから抽出する。
【００５４】
サブキャリアは、サブキャリアシフト抽出器４０４により、各グループからシフト抽出される。抽出方法は次の通りである：グループシーケンスの始めからプリアンブルシーケンスと長さが同じサブキャリアシーケンスを順次抽出して、右に１つシフト同様に長さがプリアンブルと同じシーケンスを抽出し、グループシーケンスの終わりまでこのプロセスを続ける。各グループから抽出されるシーケンスの数は、所定の整数周波数オフセットＰＩＣＦＯの数と同じである。図５に示した例を参照するに、ＰＩＣＦＯ＝３である場合、プリアンブル検出の候補になる３つのサブキャリアシーケンスを１つのグループから抽出するので、３つのグループでは候補になるサブキャリアシーケンスが全部で９つになる。このように、＋／−３以下の整数周波数オフセットを少なくとも検出できる。
【００５５】
本発明の上記の説明では、サブキャリアシフト抽出器４０４は、必ず、有用なサブキャリアウィンドウ中のサブキャリアを分割してから、複数のサブキャリアシーケンスをシフト抽出して、その後に並列して処理できるようにする。しかし、本発明はこれには限定されず、有用なサブキャリアを分割しなくても、サブキャリアシフト抽出器４０４により有用なサブキャリアから複数のサブキャリアシーケンスを直接抽出することもできる。
【００５６】
抽出後、各シーケンス中のサブキャリアを示すと
【数８】
2008236744.tif 000010
となる。ここで、ｌは１からＮＣｏｄｅＬｅｎまでの値を取り、ｓは０から２までの値を取り、ｍは−ＰＩＣＦＯ／３から＋ＰＩＣＦＯ／３までの値を取り、
【数９】
2008236744.tif 000011
であり、ＮＬＶＣは左側の仮想キャリアの数であり、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅにおいてＦＦＴ−１０２４の場合、仮想キャリアの数は８６である。
【００５７】
移動局と基地局との間のタイミングオフセットを考慮して、特に初期同期期間において、タイミングオフセットの影響を除去するために差分乗算（differential  multiplication）を利用する。また、これはチャネルフェーディング効果に対応するのに役立つ。
【００５８】
ＦＦＴウィンドウ（FFT  windowing）のタイミングエラーがτＴｓであるとする。ここで、τはタイミングエラーのサンプル数であり、Ｔｓはサンプル間隔である。こうして、受信プリアンブルパイロットサブキャリアを
【数１０】
2008236744.tif 000012
とモデル化することができる。
【００５９】
次に、ステップＳ７０４において、抽出した各サブキャリアとそれに隣接するサブキャリアの共役積（conjugative  multiplication）を計算する。
【００６０】
共役積４０５は、Ｙ（ｌｓ，ｍ）中の各サブキャリアとそれに隣接するサブキャリアをかけたものである。隣接するサブキャリア間のチャネルフェーディング応答はほぼ同じなので、プリアンブル検出へのチャネルフェーディングの影響は除去できる。
【数１１】
2008236744.tif 000013
【００６１】
通常、
【数１２】
2008236744.tif 000014
であり、ここで、ＮＣＰはサイクリックプレフィックス（cyclic  prefix）である。これは、ＤＹ（ｌｓ，ｍ）の実部はＤＹ（ｌｓ，ｍ）の虚部よりも非常に大きいことを意味している。
【００６２】
このように、ステップＳ７０５において、実部取得器４０６は、プリアンブル検出のためにシーケンスの実部の値を抽出する。すなわち、
【数１３】
2008236744.tif 000015
この方法は、従来のモジュラス法（modulus  method）よりも回路化が簡単である。
【００６３】
その後、プリアンブル検出を実行するために、ステップＳ７０６において、既知のプリアンブルコードを最初にＤＢＰＳＫ変調する。このプロセスはステップＳ７０６の前にいつでも実行でき、ステップＳ７０６において、ＤＢＰＳＫ変調された既知のプリアンブルコードが相互相関器４０９に出力される。
【００６４】
ＤＢＰＳＫ変調器４０８は、プリアンブル記憶器４０７に記憶されたＢＰＳＫプリアンブルコードにＤＢＰＳＫ変調を行う：
【数１４】
2008236744.tif 000016
ここで、ｉは既知のプリアンブルコードのシーケンス番号を示し、ｌはプリアンブルコードのコードビットインデックスであり、ｌの値は１からＮＣｏｄｅＬｅｎまでであり、Ｘｉ′（ｌ）はＢＰＳＫ変調されたプリアンブルコードであり、式（２）のようにパワーブースト（power  boosted）はされていない。
【００６５】
その後、ステップＳ７０６において、共役積の実部とＤＢＰＳＫ変調された既知のプリアンブルコードとの相互相関を計算する。
【００６６】
相互相関器４０９は、次の式
【００６７】
【数１５】
2008236744.tif 000017
に示したように、ＲＤＹ（ｌｓ，ｍ）とＤＢＰＳＫ変調されたプリアンブルコードとの間の相互相関を計算する。ここで留意すべきことは、ＤＸｉ（ｌ）は実際には符号ビットシーケンスだということである。式（１０）の乗算は、実際には、ＲＤＹ（ｌｓ，ｍ）の符号ビットとＤＸｉ（ｌ）との間のビット和に等しい。このように、相互相関器４０９の計算は、浮動小数の和の計算と同じくらい難しいだけである。
【００６８】
ステップＳ７０６で計算した相関値は、セル及び整数キャリア周波数オフセット選択器４１０に出力される。
【００６９】
次に、ステップＳ７０７からステップＳ７１１において、（１つのフレームの相関結果だけではなく）複数のフレームの相関結果を用いて、セル及び整数キャリア周波数オフセット選択器４１０により、プリアンブルインデックスと整数キャリア周波数オフセットを検出する。
【００７０】
最初に、ステップＳ７０７において、閾値比較器６０１が、Ｃｓ，ｍ（ｉ）を、予め選択された閾値αとすべての相関値の和との間の積と比較する。
【００７１】
フレームのＣｓ，ｍ（ｉ）のすべての相関値が閾値の積よりも小さければ、ステップＳ７０１に戻り、クリア信号をイネーブル（enabled）して、Ｍエンドカウンタ（Mend  counter）をリセットし、レジスタ６０３−１から６０３−ｎに記憶されているすべての相関値をクリアする。
【００７２】
フレームについて次の式（１１）を満たす相関値があれば、ステップＳ７０８において、後で選択するために、これらの相関値と、これに対応するプリアンブルインデックスｉ、シフトインデックスｍ、及びグループインデックスｓとをレジスタ６０３−１から６０３−ｎに記憶させる。
【数１６】
2008236744.tif 000018
ここで、αは予め選択された閾値であり、ｔは現在のフレーム番号を示す。
【００７３】
ステップＳ７０９において、あるフレームについて、閾値比較器６０１からの相関値出力があれば、Ｍエンドカウンタ６０２がそのフレームをカウントする。
【００７４】
Ｍエンドカウンタ６０２のカウンタモジュラス値Ｍｅｎｄは所定値であり、ステップＳ７１０において、Ｍエンドカウンタ６０２のカウント値がそのカウンタモジュラス値Ｍｅｎｄ以上であるか判断する。
【００７５】
Ｍエンドカウンタ６０２のカウント値がカウンタモジュラス値Ｍｅｎｄより小さければ、ステップＳ７０２に戻り、次のフレームの検出を続ける。
【００７６】
Ｍエンドカウンタ６０２のカウント値がカウンタモジュラス値Ｍｅｎｄ以上であれば、すなわち、Ｍｅｎｄ個の連続したフレームの閾値αの積よりも大きいＣｓ，ｍ（ｉ）があれば、その時にだけステップＳ７１１に進む。
【００７７】
ステップＳ７１１において、Ｍエンドカウンタ６０２は相関値平均器６０４をイネーブル（enable）する。この相関値平均器６０４は、インデックスｓ、インデックスｍ、及びインデックスｉが同じ
【数１７】
2008236744.tif 000019
を、次の式（１２）
【数１８】
2008236744.tif 000020
に示したように平均する。
【００７８】
その後、最大値選択器６０５が最大相関値を選択する。この最大相関値は、プリアンブルインデックスｉｐｒｅ、シフトインデックスｍｓｈｉｆｔ、及びグループインデックスｓｇｒｏｕｐに対応している。すなわち、
【数１９】
2008236744.tif 000021
ｉｐｒｅは検出されたターゲット基地局のプリアンブルインデックスとされ、それに対応するセルＩＤ  ＩＤＣｅｌｌとセグメント番号ＳｅｇＮｕｍがＩＥＥＥ８０２．１６ｄ／ｅ標準に基づきセルＩＤ及び整数キャリア周波数オフセットマップ器６０６で求められる。
【００７９】
その後、次の式
【数２０】
2008236744.tif 000022
により、セルＩＤ及び整数キャリア周波数オフセットマップ器６０６で、整数キャリア周波数オフセット推定Ｅｓｔ＿ＩＣＦＯを求める。
【００８０】
本発明の実施形態によるプリアンブル検出及び整数キャリア周波数オフセット推定をする方法と装置を説明した。本発明により、プリアンブルコードの相互相関特性と自己相関特性をそれぞれ利用して、相異なるプリアンブルコードを識別し、整数キャリア周波数オフセットを推定するので、周波数オフセットがあってもプリアンブル検出が可能になり、プリアンブルコードと整数キャリア周波数オフセットとの同時検出が可能になる。
【００８１】
当業者は、ここに説明した本発明の実施形態に基づき、本発明の実施形態を様々に修正したり、他の実施形態を容易に考えたりすることができる。それゆえ、本発明は、ここに開示した具体的な実施形態には限定されず、添付した特許請求の範囲に含まれる実施形態の修正やその他の実施形態もすべて含むものである。
【００８２】
なお、一部の実施形態を整理すると以下の通りである。
（付記１）  プリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする装置であって、
可能性のある所定の整数キャリア周波数オフセットとプリアンブルの長さとに基づき、周波数領域に変換されたプリアンブルにおける有用なサブキャリアのウィンドウを決定するサブキャリアウィンドウ器と、
前記有用なサブキャリアからのプリアンブルと同じ長さの複数のサブキャリアシーケンスを抽出するサブキャリアシフト抽出器と、
抽出したサブキャリアシーケンス中の各サブキャリアとそれに隣接するサブキャリアの共役積を計算する共役乗算器と、
共役積の実部を取得する実部取得器と、
前記共役積の実部とＤＢＰＳＫにより変調された既知のプリアンブルとの間の相互相関を計算し、計算した相関値を出力する相互相関器と、
計算した前記相関値によりターゲット基地局のプリアンブルインデックスを検出し、ターゲットセルを選択し、前記ターゲット基地局に関する整数キャリア周波数オフセットを推定するセル及び整数キャリア周波数オフセット選択器とを有する装置。
（付記２）  さらに、
有用なサブキャリアから３トーンごとにサブキャリアを選択して、前記有用なサブキャリアを３つのグループに分割するサブキャリア分割器と、
前記サブキャリアシフト抽出器は、各グループからプリアンブルと長さが同じ複数のサブキャリアシーケンスを抽出する、付記１に記載のプリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする装置。
（付記３）  さらに、
受信プリアンブルを周波数領域に変換し、変換したプリアンブルを前記サブキャリアウィンドウ器に出力する高速フーリエ変換器を有する、付記１または２に記載のプリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする装置。
（付記４）  さらに、
所定の既知のプリアンブルを記憶するプリアンブル記憶器と、
前記プリアンブル記憶器に記憶された前記既知のプリアンブルをＤＢＰＳＫ変調し、ＤＢＰＳＫ変調した既知のプリアンブルを前記相互相関器に出力するＤＢＰＳＫ変調器とを有する、付記１または２に記載のプリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする装置。
（付記５）  前記有用なサブキャリアウィンドウの長さは、
【数２１】
2008236744.tif 000023
であり、
ＰＩＣＦＯは可能性のある所定の整数キャリア周波数オフセットであり、ＮＣｏｄｅＬｅｎはプリアンブルの長さである、付記１または２に記載のプリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする装置。
（付記６）  前記サブキャリアシフト抽出機は、シフトすることにより、前記プリアンブルと長さが等しい複数のサブキャリアシーケンスを抽出し、抽出するサブキャリアシーケンスの数は可能性のある所定の整数キャリア周波数オフセットであり、各サブキャリアシーケンスは一意的なグループインデックスとシフトインデックスとを有し、各サブキャリアシーケンスのサブキャリアは
【数２２】
2008236744.tif 000024
と記述でき、
ここで、ｌは１からＮＣｏｄｅＬｅｎまでの値であり、ｓは０から２までの値であり、ｍは−ＰＩＣＦＯ／３から＋ＰＩＣＦＯ／３までの値であり、ＰＩＣＦＯは可能性のある所定の整数キャリア周波数オフセットであり、ＮＣｏｄｅＬｅｎはプリアンブルの長さであり、
【００８３】
【数２３】
2008236744.tif 000025
であり、ＮＬＶＣは左側の仮想サブキャリアの数であり、ｎ（ｌｓ，ｍ）はサブキャリア中のガウス白色ノイズである、付記１または２に記載のプリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする装置。
（付記７）  前記セル及び整数キャリア周波数オフセット選択器は、
複数のフレームについて、前記相互相関器により出力された各相関値を、予め選択された閾値とすべての相関値の和との積と比較する閾値比較器と、
フレームにおける積より大きい相関値があるとき、前記フレームをカウントするカウンタと、
相関値が前記積より大きいとき、前記積よりも大きい相関値と、そのプリアンブルインデックス、シフトインデックス、及びグループインデックスとを記憶する１グループの遅延レジスタと、
前記カウンタのカウント値が所定値になったとき、プリアンブルインデックス、シフトインデックス、及びグループインデックスが同じである記憶された前記相関値を平均する相関値平均器と、
最大平均相関値に対応するプリアンブルインデックス、シフトインデックス、及びグループインデックスを選択する最大値選択器と、
選択したプリアンブルインデックス、シフトインデックス、及びグループインデックスに基づき、ターゲット基地局を決定し、ターゲットセルＩＤを求め、移動局と前記ターゲット基地局との間の前記整数キャリア周波数オフセットを求めるセルＩＤ及び整数キャリア周波数オフセットマップ器とを有する、付記１または２に記載のプリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする装置。
（付記８）  フレーム中のすべての相関値が前記積より小さいとき、前記閾値比較器は前記カウンタをゼロにリセットし、前記１グループの遅延レジスタに記憶された相関値をクリアする、付記７に記載のプリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする装置。
（付記９）  前記相関値平均器は、前記カウンタのカウント値が所定数のフレームに達したとき、イネーブルされる、付記７に記載のプリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする装置。
（付記１０）  選択されたプリアンブルインデックスに対応する基地局を前記ターゲット基地局として選択する、付記７に記載のプリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする装置。
（付記１１）  前記移動局と前記ターゲット基地局との間の整数キャリア周波数オフセットは
【数２４】
2008236744.tif 000026
であり、
ここで、ｍｓｈｉｆｔはシフトインデックスであり、ｓｇｒｏｕｐはグループインデックスであり、ＳｅｇＮｕｍはＩＥＥＥ８０２．１６ｄ／ｅのセグメント番号である、
付記７に記載のプリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする装置。
（付記１２）  プリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする方法であって、
可能性のある所定の整数キャリア周波数オフセットとプリアンブルの長さとに基づき、周波数領域に変換されたプリアンブルにおいて有用なサブキャリアのウィンドウを決定する段階と、
有用なサブキャリアからのプリアンブルと同じ長さの複数のサブキャリアシーケンスを抽出する段階と、
抽出したサブキャリアシーケンス中の各サブキャリアとそれに隣接するサブキャリアとの共役積を計算する段階と、
共役積の実部を取得する段階と、
共役積の実部とＤＢＰＳＫにより変調された既知のプリアンブルとの間の相互相関を計算し、計算した相関値を出力する段階と、
計算した相関値によりターゲット基地局のプリアンブルインデックスを検出してターゲットセルを選択し、前記ターゲット基地局に関する整数キャリア周波数オフセットを推定する段階とを有する方法。
（付記１３）  さらに、
有用なサブキャリアから３トーンごとにサブキャリアを選択して、前記有用なサブキャリアを３つのグループに分割する段階を有し、
前記サブキャリアシフトを抽出する段階において、各グループからプリアンブルと長さが同じ複数のサブキャリアシーケンスを抽出する段階を有する、付記１２に記載のプリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする方法。
（付記１４）  さらに、
有用なサブキャリアを選択する段階の前に、受信プリアンブルを周波数領域に変換する段階を有する、付記１２または１３に記載のプリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする方法。
（付記１５）  さらに、
前記相互相関を計算する段階の前に、事前に記憶された既知のプリアンブルをＤＢＰＳＫ変調する段階を有する、付記１２または１３に記載のプリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする方法。
（付記１６）  前記有用なサブキャリアウィンドウの長さは、
【００８４】
【数２５】
2008236744.tif 000027
であり、
ＰＩＣＦＯは可能性のある所定の整数キャリア周波数オフセットであり、ＮＣｏｄｅＬｅｎはプリアンブルの長さである、付記１２または１３に記載のプリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする方法。
（付記１７）  シフトすることにより、前記プリアンブルと長さが等しい複数のサブキャリアシーケンスを抽出し、抽出するサブキャリアシーケンスの数は可能性のある所定の整数キャリア周波数オフセットであり、各サブキャリアシーケンスは一意的なグループインデックスとシフトインデックスとを有し、各サブキャリアシーケンスのサブキャリアは
【００８５】
【数２６】
2008236744.tif 000028
と記述でき、
ここで、ｌは１からＮＣｏｄｅＬｅｎまでの値であり、ｓは０から２までの値であり、ｍは−ＰＩＣＦＯ／３から＋ＰＩＣＦＯ／３までの値であり、ＰＩＣＦＯは可能性のある所定の整数キャリア周波数オフセットであり、ＮＣｏｄｅＬｅｎはプリアンブルの長さであり、
【００８６】
【数２７】
2008236744.tif 000029
であり、ＮＬＶＣは左側の仮想サブキャリアの数であり、ｎ（ｌｓ，ｍ）はサブキャリア中のガウス白色ノイズである、付記１２または１３に記載のプリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする方法。
（付記１８）  ターゲットセルを選択し整数キャリア周波数オフセットを推定する段階は、
複数のフレームについて、前記相互相関器により出力された各相関値を、予め選択された閾値とすべての相関値の和との積と比較する段階と、
フレームにおける積より大きい相関値があるとき、前記フレームをカウントする段階と、
相関値が前記積よりも大きいとき、前記積よりも大きい相関値と、そのプリアンブルインデックス、シフトインデックス、及びグループインデックスとを記憶する段階と、
前記カウンタのカウント値が所定値になったとき、プリアンブルインデックス、シフトインデックス、及びグループインデックスが同じである記憶された前記相関値を平均する段階と、
最大平均相関値に対応するプリアンブルインデックス、シフトインデックス、及びグループインデックスを選択する段階と、
選択したプリアンブルインデックス、シフトインデックス、及びグループインデックスに基づき、ターゲット基地局を決定し、ターゲットセルＩＤを求め、移動局と前記ターゲット基地局との間の前記整数キャリア周波数オフセットを求める段階とを有する、付記１２または１３に記載のプリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする方法。
（付記１９）  フレームのすべての相関値が前記積より小さいとき、前記カウント値をゼロにリセットし、記憶された相関値をクリアする、付記１８に記載のプリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする方法。
（付記２０）  前記カウント値が所定数のフレームに達したとき、同じプリアンブルインデックスとシフトインデックスとグループインデックスを有する記憶された相関値を平均する、付記１８に記載のプリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする方法。
（付記２１）  選択されたプリアンブルインデックスに対応する基地局を前記ターゲット基地局として選択する、付記１８に記載のプリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする方法。
（付記２２）  前記移動局と前記ターゲット基地局との間の整数キャリア周波数オフセットは
【００８７】
【数２８】
2008236744.tif 000030
であり、
ここで、ｍｓｈｉｆｔはシフトインデックスであり、ｓｇｒｏｕｐはグループインデックスであり、ＳｅｇＮｕｍはＩＥＥＥ８０２．１６ｄ／ｅのセグメント番号である、付記１８に記載のプリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする方法。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
ここに添付した図面により本発明をよりよく理解することができる。図面は明細書に組み込まれ、その一部である。図面は本発明の実施形態を示し、明細書とともに本発明の実施形態を説明している。
【図１】ＩＥＥＥ８０２．１６ｅシステムにおけるＦＦＴ−５１２とＦＦＴ−１０２４のプリアンブル構成例を示す図である。
【図２】ＩＥＥＥ８０２．１６ｅにおいて規定されたＦＦＴ−１０２４のプリアンブルコード間の相互相関係数を示す図である。
【図３】ＩＥＥＥ８０２．１６ｅにおいて規定されたＦＦＴ−１０２４のプリアンブルコード間の自己相関係数を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による、セルラーＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡシステムの移動局のプリアンブル検出及び整数キャリア周波数オフセット推定をする装置を示すブロック図である。
【図５】サブキャリア除算器とサブキャリアシフト抽出器の除算及び抽出プロセスを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態によるセルラーＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡシステムにおけるプリアンブル検出と整数キャリア周波数オフセット推定をする装置のセル及び整数キャリア周波数オフセット選択器の構成を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態によるプリアンブル検出と、整数キャリア周波数オフセット推定と、セル選択とを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８９】
４０１  ＦＦＴ変換器
４０２  サブキャリア
４０３  サブキャリア分割器
４０４  サブキャリアシフト抽出機
４０５  共役乗算器
４０６  実部取得器
４０７  プリアンブルコード記憶器
４０８  ＤＢＰＳＫ変調器
４０９  相互相関器
４１０  セル及びＩＣＦＯ選択器
６０１  閾値比較器
６０２  Ｍエンドカウンタ
６０３  遅延レジスタ
６０４  相関平均器
６０５  最大値選択器
６０６  セルＩＤ及びＩＣＦＯマップ器
【図１】
2008236744.tif 000034
【図２】
2008236744.tif 000035
【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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