(57)【要約】【課題】従来の問題を解決する、良好な設計のSCH構造を設計する。【解決手段】同期チャネル（SCH）を提供する方法であって、前記方法は、前記SCHのプライマリSCH（P-SCH）及びセカンダリSCH（S-SCH）を含み、前記P-SCH及び前記S-SCHによって占有された全時間長がデータチャネルの１つのOFDM符号の時間長と等しく、前記S-SCHがDLフレームの前記P-SCHの前に配置される前記SCHを基地局によって、ダウンリンク（DL）フレームに割り当てるステップ、及び無線OFDM／OFDMAシステムの前記SCHチャネルを介してSCHプリアンブル伝送するステップを含む方法。【選択図】図７
2012513712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期チャネル（SCH）を提供する方法であって、前記方法は、
前記SCHのプライマリSCH（P-SCH）及びセカンダリSCH（S-SCH）を含み、前記P-SCH及び前記S-SCHによって占有された全時間長がデータチャネルの１つのOFDM符号の時間長と等しく、前記S-SCHがDLフレームの前記P-SCHの前に配置される前記SCHを基地局によって、ダウンリンク（DL）フレームに割り当てるステップ、及び
無線OFDM／OFDMAシステムの前記SCHチャネルを介してSCHプリアンブル伝送するステップを含む方法。
【請求項２】
前記P-SCHは、粗タイミング及び周波数同期を提供し、かつシステム情報を運び、前記P-SCHは、セルID情報の第１部分を選択的に運ぶ請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記システム情報は、チャネル帯域幅、キャリアタイプ、及びセグメント情報を更に含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記S-SCHは、微細タイミング同期及びセルID情報の第２部分を運ぶ請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記P-SCHは、同じ周波数スペクトルで、異なる基地局の間で共通するプリアンブルシーケンスを含み、前記S-SCHは、異なる基地局の間で独自のプリアンブルシーケンスを含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記P-SCHは、前記データチャネルの有用なOFDM符号時間長（Tu）の半分を占有し、前記S-SCHは、前記データチャネルの有用なOFDM符号時間長（Tu）の半分に１つのサイクリックプレフィクス時間長（Tg）を加えたものを占有する請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記P-SCHは、同じ周波数帯域を共有する共存のレガシーシステムの同期チャネルと異なる複数周期の時間領域構造を有する請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記P-SCHは、周波数再利用１に適用されて、複数周期の時間領域構造をセル端で保持し、前記S-SCHは、周波数再利用Nに適用されて異なるセル間の干渉を緩和し、Nは、１より大きい整数である請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記基地局は、IEEE８０２.１６m仕様と適合し、第２の基地局は、IEEE８０２.１６e仕様と適合し、第２の同期チャネル（SCH）をOFDM/OFDMA systemに送信し、前記SCH及び前記第２のSCHは、フレームオフセットの時間長によって時間領域で分けられる請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
同期チャネル（SCH）を提供する方法であって、前記方法は、
セルタイプを有するフェムト基地局によって、前記フェムト基地局の前記カバー範囲がその前記カバー範囲と重複し、それが複数の周波数サブバンドからの第１の周波数サブバンドを用いる、マクロ基地局のセグメントのインデックスを取得するステップ、及び
前記フェムト基地局によって、セカンダリアドバンストプリアンブル（SA‐プリアンブル）伝送に用いられる前記複数の周波数サブバンドから、所定のマッピング関数に基づいて選択された第２の周波数サブバンドを選択するステップを含む方法。
【請求項１１】
前記所定のマッピング関数は、少なくとも前記重複のマクロ基地局の前記セグメントのインデックス、または前記フェムト基地局のタイプ、またはその両方に一部関係する請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記重複のマクロ基地局の前記セグメントのインデックスは、バックボーンネットワークによって得られる請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記重複のマクロ基地局の前記セグメントのインデックスは、前記重複のマクロ基地局によって送信されたセカンダリ同期チャネル（S-SCH）を自動的にスキャンすることで得られる請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記セグメントのインデックスは、前記重複のマクロ基地局によって送信されたプライマリ同期チャネル（P-SCH）によって運ばれる請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
セルタイプの情報は、P-SCHの前記セグメントのインデックスと基地局のS-SCHの使用された周波数サブバンドの組み合わせによって運ばれる請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記複数の周波数サブバンドのそれぞれは、複数の重複しない連続の物理的な周波数サブキャリア、または分散した物理的な周波数サブキャリアのいずれかを含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
同期チャネル（SCH）を提供する方法であって、前記方法は、
１つ以上の基地局によって送信され、前記１つ以上の基地局のそれぞれが、複数の周波数サブバンドから対応する周波数サブバンドを用いるSCHプリアンブルをフェムト基地局によってスキャンするステップ、
前記複数の周波数サブバンドのそれぞれに対して前記１つ以上の基地局からの干渉を測定するステップ、及び
前記選択された周波数サブバンドに対して最少量の干渉を受ける前記フェムト基地局のSCH伝送に用いられる前記複数の周波数サブバンドから、周波数サブバンドを選択するステップを含む方法。
【請求項１８】
前記干渉は、前記複数の周波数サブバンドのそれぞれにある信号電力を推定することで測定される請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記フェムト基地局の前記カバー範囲は、第２の周波数サブバンドを用いて前記マクロ基地局のカバー範囲と重複し、前記フェムト基地局の前記選択された周波数サブバンドは、前記重複のマクロ基地局によって用いられた前記第２の周波数サブバンドと異なる請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記複数の周波数サブバンドからの前記選択された周波数サブバンドは、連続の物理的な周波数サブキャリアを含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記複数の周波数サブバンドからの前記選択された周波数サブバンドは、分散した物理的な周波数サブキャリアを含む請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２００８年１２月３１日付の出願の「A Novel Synchronization Channel Design for Advanced Wireless OFDM/OFDMA System」と題された米国仮出願番号６１／１４１，８４３と、２００９年２月２４日付の出願の「Downlink Synchronization Channel Design for Advanced Wireless OFDM/OFDMA System」と題された米国仮出願番号６１／１５４，７８９から合衆国法典第３５編第１１９条に従って優先権を主張し、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、無線ネットワーク通信に関し、特に、アドバンスト無線直交周波数分割多重（OFDM）及び／または直交周波数分割多重接続（OFDMA）通信システムを設計する同期チャネルに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
例えばIEEE ８０２.１６eの仕様で規定された無線通信システムにおいて、基地局及び移動局は、一連のスーパーフレームで運ばれたデータの送信と受信によって互いに通信する。移動局が基地局にアクセスすることができる前に、物理（PHY）層の同期及び媒体アクセス制御（MAC）層の同期が実行される。電源のオン後、移動局はまず、ダウンリンク（DL）の同期を確保して、サービング基地局によって送信された同期チャネル（SCH）を介してそのタイミング、周波数、及び電力を調整する。ダウンリンクの同期後、移動局は、サービング基地局と測距手順を介してアップリンク（UP）PHY層の同期及びネットワークエントリ手順を介してMAC層の同期を確保する。
【０００４】
同期チャネル（SCH）は、基地局から移動局へのプリアンブル送信に割り当てられている各DLスーパーフレーム内の無線リソース領域である。1つのプリアンブルは、DLネットワークの同期を促進するのに用いられる所定のコードシーケンス（code sequence）である。良好な設計のSCH構造は、DLネットワーク同期に対して、時間及び周波数領域の両方で信頼できる基準信号を提供して、データ及びスーパーフレームヘッダー（SFH）デコーディングのチャネル推定をサポートし、かつDLチャネル品質指標（CQI）の測定及び受信信号強度インジケータ（RSSI）の測定を支持することが望ましい。
【０００５】
図１は、現在のIEEE８０２.１６eの無線直交周波数分割多重（OFDM）及び／または直交周波数分割多重接続（OFDMA）システムに用いられるSCH構造を示している。図１の例では、同期チャネル（SCH）は、各DL無線フレームの第１のOFDM符号に割り当てられ、SCHプリアンブルを運んでDLネットワーク同期を促進する。SCH構造を表す時間領域では、SCH符号は、SCHプリアンブルのサイクリックプレフィクス(Cyclic Prefix；CP)及びNサンプル値（即ち、FFT=N）を運ぶ。Nサンプル値は、受信の移動局でSCHプリアンブル検出をよりよく促進する、ほぼ３周期の時間領域構造を有する。このような３周期の時間領域構造は、周波数再利用３（frequency reuse three）がSCH送信に適用される時に形成される。特に、図１に示されるように、SCH構造を表す周波数領域では、SCHプリアンブルコードシーケンスは、周波数再利用３が適用される時、３つにインターリーブされる。例えば、第１の基地局は、サブキャリア１、４、７、・・・などを用いてSCHプリアンブルコードシーケンスを送信し、第２の基地局は、サブキャリア２、５、８、・・・などを用いてSCHプリアンブルコードシーケンスを送信し、かつ第３の基地局は、サブキャリア３、６、８、・・・などを用いてSCHプリアンブルコードシーケンスを送信する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のIEEE８０２.１６eのSCH設計は、いくつかの問題と関わっている。第１に、３周期の時間領域構造は、完全ではないため、遅延−相関法（delay-correlation approach）によるフレーム境界の推定の正確性を低下させる。第２に、３周期の時間領域構造は、セル端で破損される可能性があるため、遅延−相関法によるSCHプリアンブル検出の難度を増加させる。第３に、IEEE８０２.１６eのSCH設計は、IEEE８０２.１６eシステムで１４４のセルIDしかサポートせず、これは、今後のフェムトセル展開（femtocell deployment）には不十分である。最後に、IEEE８０２.１６eのSCH設計は、マクロセルとフェムトセルの重複する展開により、干渉が増加することを考慮に入れていない。よって、上述の問題を解決する、良好な設計のSCH構造を設計することがいまだ課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
階層型ダウンリンク（DL）同期チャネル（SCH）が無線OFDM／OFDMAシステムに提供される。SCHは、粗タイミング及び周波数同期に用いられるPA‐プリアンブルを運ぶプライマリSCH（P-SCH）、及びセルID検出に用いられるSA‐プリアンブルを運ぶセカンダリSCH（S-SCH）を含む。階層型DL同期構想（scheme）は、IEEE ８０２.１６eの仕様で規定された従来のSCH構造に比べ、より多くのセルIDをサポートし得る。１つの実施例では、P-SCH及びS-SCHによって占有された全時間長は、規則的なデータチャネルの１つのOFDM符号の時間長と等しい。
【０００８】
P-SCH及びS-SCHは、更に、種々の有利な態様を達成するように設計される。第１に、S-SCHは、各SCH符号内の時間領域でP-SCHの前に配置され、自動利得制御（Auto Gain Controller；AGC）の収束のための時間的余裕（time margin）を持たせる。第２に、P-SCH及びS-SCHは、別々にエンコードされる。各SCHの各々は、実際には短いOFDM符号である。第３に、異なる周波数再利用率がP-SCH及びS-SCHに適用されて、種々の応用の目的を実現し得る。また、完全な複数周期の時間領域構造は、P-SCHに形成され、フレーム境界の推定の正確性を向上させる。時間領域構造は、周波数再利用１がP-SCHに適用された場合、セル端で不変のままである。
【０００９】
今後の無線システムにおけるマクロセル及びフェムトセルの重複する展開では、所定のSCH配置構想は、マクロセル及びフェムトセルに用いられる周波数サブバンドを分けるように提供されるため、S-SCHの干渉が緩和され得る。１つの実施の形態では、各マクロセルは、セグメントのインデックスと関連したセグメントに属し、SA‐プリアンブル送信に対して、対応する周波数サブバンドを用いる。フェムトセルによってSA‐プリアンブル送信用に用いられる周波数サブバンドは、所定のマッピング関数に基づく。所定のマッピング関数は、重複のマクロセルのセグメントのインデックス及び／またはフェムトセルのタイプによって決定され得る。マクロセルのセグメントのインデックスを得た後、フェムトセルは、所定のマッピング関数に基づいてそれ自身のSA‐プリアンブル送信用の周波数サブバンドを選択し得る。
【００１０】
また、自動組織化SCH配置構想（self-organized SCH configuration scheme）は、フェムトセルにより柔軟性を持たせ、他のセルからの干渉、または他のセルへの干渉を緩和する。１つの実施の形態では、フェムトセルはまず、他の重複のマクロセルまたはフェムトセルによって送信されたSCHプリアンブルをスキャンする。次に、フェムトセルは、周波数サブバンドのそれぞれに対して他のセルからの干渉を測定する。干渉の測定結果に基づいて、フェムトセルは、それ自身のSA−プリアンブル伝送に対して、最少量の干渉を有する周波数サブバンドを選択する。
【００１１】
他の実施の形態及び利点は、下記の詳細な説明で述べられる。この概要は本発明を規定するものではなく、本発明は特許請求の範囲に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本発明の実施の形態に示される、添付の図面の同様の符号は、同様の要素を示している。
【図１】（従来技術）現在のIEEE８０２.１６eの無線OFDM及び／またはOFDMAシステムに用いられるSCH構造を示している。
【図２】１つの新しい形態に基づく、階層型（hierarchical）ダウンリンク同期を有する無線OFDM／OFDMAシステムを示している。
【図３】アドバンストシステムオンリーモードの新しい２段階SCH構造の第１の実施の形態を示している。
【図４】アドバンストシステムオンリーモードの新しい２段階SCH構造の第２の実施の形態を示している。
【図５】レガシーシステムサポートモードの新しい２段階SCH構造の実施の形態を示している。
【図６】１つの新しい形態に基づく、重複したフェムトセルとマクロセルを有する無線OFDM／OFDMAシステムを示している。
【図７】図６の無線OFDM／OFDMAシステムのフェムトセルのSCH配置の方法の流れ図である。
【図８】所定のSCH配置構想（scheme）に用いられる所定のマッピング関数の１つの実施の形態を示している。
【図９】図８の所定のマッピング関数を用いた無線OFDM／OFDMAシステムの所定のSCH配置の例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明のいくつかの実施の形態を詳細に参照する。その例が添付の図面に示されている。
【００１４】
図２は、１つの新しい形態に基づく、階層型ダウンリンク（DL）同期を有する無線直交周波数分割多重（OFDM）及び／または直交周波数分割多重接続（OFDMA）システム２０を示している。無線OFDM／OFDMAシステム２０は、基地局BS２１及び移動局MS２２、MS２３、及びMS２４を含む。基地局BS２１は、記憶装置２５、プロセッサ２６、同期チャネル（SCH）割り当てモジュール２７、無線周波数（RF）送信機と受信機２８、及びRF送信機と受信機２８に接続されたアンテナ２９を含む。電源をオンにすると、複数の移動局MS１２、MS１３、及びMS１４は、基地局BS２１から送信された無線信号を受ける。移動局がBS２１にアクセスしてデータを伝えることができる前に、ダウンリンク（DL）の物理層の同期がまず必要とされる。移動局は、DL同期中、同期チャネル（SCH）を介してタイミング、周波数、及び電力の調整をモニタし、追跡する。
【００１５】
無線OFDM／OFDMAシステム２０の例では、基地局BS２１及び移動局MS２２、MS２３、及びMS２４は、スーパーフレーム構造の無線リソースブロックを介して運ばれた無線信号を送受信することで互いに通信する。各DLスーパーフレーム（例えば、SU０、SU１、またはSU２）は、４つのDL無線フレーム（例えば、D０、D１、D２、及びD３）を含む。一実施例において、各スーパーフレームは、２０ミリ秒（mille seconds; ms）の時間長を有し、各無線フレームは、５ミリ秒の時間長を有する。DL同期チャネル（SCH）は、BS２１によってプリアンブル送信するように用いられる各DLスーパーフレーム内に割り当てられ、DL同期を促進する。図２の実施例では、DL SCHは、各DL無線フレームの第１のOFDM符号（即ち、SCH符号）に割り当てられる。一般的に、SCH符号は、BS２１によって送信される、１つ以上の所定のSCHプリアンブルコードシーケンスを運ぶ。受けたプリアンブルコードシーケンスに基づいて、移動局MS２２、MS２３、及びMS２４は、DLネットワーク同期に対して、時間及び周波数領域の両方で信頼できる基準信号を得ることができる。また、MS２２、MS２３、及びMS２４は、データまたはスーパーフレームヘッダー（SFH）デコーディング用のチャネル推定を実行し得る。
【００１６】
図２に示されるように、ダウンリンク同期に、階層型２段階同期構想（scheme）が用いられる。２段階同期構想において、SCHは、２つの部分、プライマリSCH（P-SCH）及びセカンダリSCH（S-SCH）に分けられる：第１の同期の段階では、P-SCHは、粗タイミング及び例えばスーパーフレーム、無線フレーム、及びOFDM符号同期などの周波数同期を提供するのに用いられる、プライマリアドバンストプリアンブル（PA‐プリアンブル）を運ぶ。PA‐プリアンブルはまた、キャリアタイプ及びキャリアの帯域幅などのシステム情報も運ぶ。PA‐プリアンブルは、通常、同じ周波数スペクトルで、基地局の間で共通する。第２の同期の段階では、S-SCHは、微細タイミング同期及びセルID検出を提供するのに用いられる、セカンダリアドバンストプリアンブル（SA‐プリアンブル）を運ぶ。SA‐プリアンブルは、各種の基地局の間で通常異なる。また、セルID情報は、２つの部分に分割されてもよい。PA‐プリアンブルは、システム情報に加えて、セルID情報の第１部分を運び、SA‐プリアンブルは、セルID情報の第２部分を運ぶ。PA‐プリアンブル及びSA‐プリアンブルの両方は、１つのスーパーフレーム内で時分割多重化（TDM）される。
【００１７】
１つの有利な態様において、階層型２段階同期構想は、IEEE ８０２.１６eの仕様で規定された従来のSCH構造に比べ、より多くのセルIDをサポートし得る。プリアンブルコードシーケンスが基地局と移動局間の整数周波数オフセットを補正するように用いられる時、異なるコードシーケンス間の良好な自己相関及び相互相関が必要とされる。よって、コードシーケンスに課される制約により、あまり多くのコードシーケンスが利用可能でない。その結果、SCHプリアンブルが周波数同期とセルID検出に用いられるため、１４４のセルID だけがIEEE ８０２.１６eにサポートされる。一方では、SCHプリアンブルをPA‐プリアンブル及びSA‐プリアンブルに分けることで、粗タイミング及び周波数同期は、PA‐プリアンブルによって完成され、SA‐プリアンブルは、微細タイミング同期及びセルID検出だけに用いられる。整数周波数オフセットは、P-SCHによって既に補正されているため、S-SCHのコードシーケンス設計に対する制約を解放する。よって、異なるコードシーケンス間の良好な相互相関がもう必要とされないため、より多くのコードシーケンスが利用可能となる。例えば、同じ基本シーケンスに基づいた循環シフト（cyclic shifting）によって生成されたコードシーケンスは、SA‐プリアンブルとして用いられ得る。結果、より多くのセルIDは、フェムトセル展開を有する今後のアドバンストIEEE ８０２.１６mのシステム（即ち、７６８セルID）に対してサポートされ得る。
【００１８】
上述の階層型２段階同期構想に加えて、P-SCH及びS-SCHは、各DL無線フレームで共同して規則的なデータチャネルの１つのOFDM符号の時間長を占有する。P-SCH及びS-SCHは、種々の有利な形態を得られるように更に設計されている。第１に、S-SCHは、各SCH符号内の時間領域でP-SCHの前に配置され、自動利得制御（Auto Gain Controller；AGC）の収束のための時間的余裕（time margin）を持たせる。電源のオン後、移動局は、基準信号を探し、そのAGCを調整する。正確に調整されたAGCにより、より少ない量子化レベルとより少ない電力変動が達成され得る。S-SCHをP-SCHの前に配置することで、SA‐プリアンブルは、移動局の基準信号として用いられ、そのAGCを調整し得る。よって、移動局は、AGCの収束のためのいくらかの時間的余裕がある。第２に、P-SCH及びS-SCHは、別々にエンコードされる。各SCHの各々は、実際には短いOFDM符号である。例えば、データチャネルが１０２４のFFTサイズを用いる時、５１２のFFTサイズは、P-SCH及びS-SCHに用いられる。第３に、異なる周波数再利用率がP-SCH及びS-SCHに適用されて、種々の応用の目的を実現し得る。例えば、同じPA−プリアンブルは、基地局の間で共用されるため、周波数再利用１は、PA−プリアンブル送信に適用されてマクロダイバーシティ利得を利用する。また、SA−プリアンブルは、基地局の間で異なるため、周波数再利用３（または１よりも大きい任意の整数N）は、SA−プリアンブル送信に適用され、インターセル干渉を緩和する。
【００１９】
図３は、アドバンストシステムオンリーモードの新しい２段階SCH構造の第１の実施の形態を示している。アドバンストシステムオンリーモードでは、IEEE ８０２.１６mのシステムなどのアドバンストシステムのみが、占有されたチャネル幅に存在する。図３に示されるように、時間領域表現では、周波数分割複信（FDD）モードの各無線フレームは、DLフレームに続くSCH符号で開始し、アイドルタイムで終止する。また、時分割複信（TDD）モードの各無線フレームは、DLフレームに続くSCH符号で開始し、次いでアイドルタイムがULフレームに続き、最後にもう１つのアイドルタイムで終止する。FDDモード及びTDDモードの両方において、各SCH符号は、各DLフレームの第１のOFDM符号であり、S-SCH及びP-SCHは、共同して規則的なデータチャネルの１つのOFDM符号時間長を占有する。Tsが１つの規則的なOFDM符号の時間長を表す場合、Tgは、ガードインターバルの時間長を表す。即ちTs＝Tg＋Tuであり、Tuは、１つの有用なOFDM符号の時間長である。また、S-SCHの時間長は、Tuの半分にガードインターバルTgを加えたものであり、P-SCHの時間長は、Tuの残りの半分である。
【００２０】
図３に示されたように、周波数領域表現において、異なる周波数再利用率がP-SCH及びS-SCHに用いられる。SA−プリアンブル送信では、PA−プリアンブルコードシーケンスは、セルID情報を運ぶように用いられ、よって異なる基地局の間で異なるため、S-SCHは、周波数再利用３に適用されてインターセル干渉を緩和する。周波数再利用３において、隣接基地局は、PA−プリアンブル送信に異なる重複しない周波数キャリアを用いる。例えば、セル１は、サブキャリア１、４、７、・・・などを用いてSA−プリアンブルコードシーケンスを送信し、セル２は、サブキャリア２、５、８、・・・などを用いてSA−プリアンブルコードシーケンスを送信し、かつセル３は、サブキャリア３、６、８、・・・などを用いてSA−プリアンブルコードシーケンスを送信する。
【００２１】
一方、PA−プリアンブル送信では、PA−プリアンブルが粗タイミング及び周波数同期に用いられ、よって基地局間で共用され得るため、P-SCHは、周波数再利用１に適用される。周期的な時間領域構造は、より容易なプリアンブルコードシーケンス検出を可能にすることができるため、よって、２周期の時間領域構造が望ましい。他の複数周期の時間領域構造も適用され得るが、完全な複数周期の時間領域構造が形成され得るように、周期の数は、FFTのサイズの因子数（factor number）でなければならない。周波数の数がFFTのサイズの因子数でない場合、完全な複数周期の時間領域構造は、形成されることができず、オーバーサンプリングは、移動局でフレーム境界の推定の正確性を向上させるのに必要となり得る。図３の実施例では、P-SCHの２周期の時間領域構造は、P-SCHに割り当てられたOFDM符号の長さの半分を用いることで形成される。例えば、１０２４のFFTサイズが規則的なデータチャネルに用いられた場合、５１２のFFTサイズは、P-SCH及びS-SCHに用いられ、P-SCH及びS-SCHによって占有された全時間長が規則的なデータチャネルの１つのOFDM符号の時間長と等しくなる。しかしながら、P-SCHでは、２５６（即ち５１２の半分）のFFTサイズは、時間領域サンプルの第１の部分を形成するのに用いられ、次いで第１の部分が複製されて、第２の部分を形成し、完全な２周期の時間領域構造がPA−プリアンブルに形成される。完全な２周期の時間領域構造は、移動局のオーバーサンプリングを必要とすることなく、遅延−相関法によってフレーム境界の推定の正確性を向上させる。また、周波数再利用１がP-SCHに適用されるため（即ち、PA−プリアンブル送信に対して各セルは、P-SCHに割り当てられた全てのサブキャリアを用いる。）、２周期の時間領域構造は、セル端で不変のままである。
【００２２】
図４は、アドバンストシステムオンリーモードの新しい２段階SCH構造の第２の実施の形態を示している。図４は、PA−プリアンブル送信用に２周期の時間領域構造を形成する方法を除いて、図３に類似している。図４の実施例では、同じ５１２のFFTサイズがS-SCHに用いられるようにP-SCHにも用いられる。しかしながら、PA−プリアンブル送信に対して、各セルは、周波数サブキャリアに割り当てられた半分だけ用いる。例えば、セル１は、サブキャリア１、３、５、・・・などを用いてPA−プリアンブルを送信し、セル２及びセル３もサブキャリア１、３、５、・・・などを用いてそれらのPA−プリアンブルを送信する。サブキャリアをインターリーブすることで、プリアンブルコードシーケンスを伝送し、図３のような２周期の時間領域構造が形成される。
【００２３】
図５は、レガシーシステムサポートモードの新しい２段階SCH構造の実施の形態を示している。レガシーシステムサポートモードでは、レガシーIEEE ８０２.１６mのシステム及びアドバンストIEEE ８０２.１６mのシステムは、占有されたチャネル帯域幅を共有する。レガシー無線フレームに割り当てられたSCHとアドバンスト無線フレームに割り当てられたSCH間の時間領域の衝突を避けるために、レガシー無線フレーム及びアドバンスト無線フレームは、時間領域にフレームオフセットを有する。図５に示されるように、両システムにあるSCHは、フレームオフセットによって分割され、両システムのアイドルタイムは、位置合わせされたままである。
【００２４】
上述の階層型ダウンリンク（DL）同期構想（scheme）は、今後のフェムトセル展開のためにより多くのセルIDをサポートすることができるが、マクロセル及びフェムトセルの重複する展開により、干渉が増加する問題は、未解決のままである。フェムトセルは、無線ネットワークインフラストラクチャの一部として認可スペクトルを再利用することによって屋内のカバー範囲を改善するように開発された。同じ無線インタフェースを再利用し、マクロセルのように同じ認可スペクトルで動作されることで、通信事業者は、屋内のカバー範囲に用いるマクロセルの開発費の削減により利益を得て、かつ屋内無線通信からの収益を上げる。しかしながら、マクロセル及びフェムトセルの重複する展開は、マクロセルのカバー範囲がフェムトセルのカバー範囲を覆った時、干渉を増加させる。よって、マクロセル及びフェムトセルが干渉を減少し、無線OFDM／OFDMAシステムに質の高いサービスを提供する良好な設計のSCHを有することが望ましい。
【００２５】
図６は、１つの新しい形態に基づく、重複したフェムトセルとマクロセルを有する無線OFDM／OFDMAシステム６０を示している。無線OFDM／OFDMAシステム６０は、複数のセル６４、６５、及び６６をそれぞれサービングする（serving）複数のマクロ基地局MBS６１、MBS６２、及びMBS６３を含む。マクロセルは、専用接続（即ちMBS６１に対して示されているが他のマクロセルに対して示されていない）を介してバックボーンセルラーネットワーク（backbone cellular network）６８に接続される。無線OFDM／OFDMAシステム６０も複数のフェムト基地局FBS７１〜７６を含む。フェムトセルは、ブロードバンド接続（即ちMBS７１に対して示されているが他のマクロセルに対して示されていない）を介してインターネット６７によってバックボーンセルラーネットワーク６８に接続される。図６に示されるように、フェムトセルFBS７１〜７６は、マクロ基地局のセルのカバー範囲内に配置される。
【００２６】
DL同期では、マクロ基地局及びフェムト基地局の両方は、割り当てられたDL SCHを介してSCHプリアンブルを送信する。重複のセルのカバー範囲のため、マクロ基地局及びフェムト基地局によって送信されたSCHプリアンブルは、互いに干渉する。例えば、MBS６１及びFBS７１の両方のカバー範囲内に配置された移動局MS７７は、MBS６１から送信された第１SCHプリアンブル及びFBS７１から送信された第２SCHプリアンブルを受ける。また、MBS６１及びFBS７１からのSCHプリアンブルの両方が同じ周波数サブバンド（即ち、重複の周波数を有するサブキャリア）を用いて送信された場合、MS７７は、より強い電力で送信されたSCHプリアンブルだけを受けて検出することができる。１つの新しい態様において、フェムト基地局のSCHは、フェムト基地局によって送信されたSCHプリアンブル及び重複のマクロ基地局によって送信されたもう１つのSCHプリアンブルが互いに再度干渉しない（または互いに対して最小限の干渉をする）ような方法で構成される。フェムトセルの２つの異なるSCH配置の方法は、以下、より詳細に説明される。
【００２７】
図７は、図６の無線OFDM／OFDMAシステム６０のフェムトセルの異なるSCH配置の方法の流れ図である。無線OFDM／OFDMAシステム６０において、マクロセルMBS６１は、階層型２段階同期構想を用いてDL同期をする。PA‐プリアンブル送信では、MBS６１は、周波数再利用１をそのプライマリSCH（P-SCH）に適用する。フェムトセル及びその重複のマクロセル基地局の両方は、同じPA−プリアンブルコードシーケンスをプライマリSCHに送信することで、プライマリSCHのフェムトセルと重複のマクロセルとの間に深刻な干渉がなくなる。SA‐プリアンブル送信では、MBS６１は、周波数再利用３をそのセカンダリSCH（S-SCH）に適用する。周波数再利用３において、全ての占有されたチャンネル帯域幅は、３つの周波数サブバンドに分割され、各周波数サブバンドは、複数の重複しない連続の、または分散した物理的な（physical）周波数サブキャリアを含む。また、各基地局は、特定のセグメントのインデックスと関連したセグメントに属し、対応する周波数サブバンドを用いてそのSA‐プリアンブル送信をする。
【００２８】
第１の所定のSCH配置構成において、SA‐プリアンブル送信に用いられる周波数サブバンドは、所定のマッピング関数に基づいている。まず、フェムトセル基地局FBS７１は、その重複のマクロセルの基地局MBS６１のセグメントのインデックスを取得する（ステップ１０１）。１つの実施例では、MBS６１は、FBS７１からのリクエストを受けると、そのセグメントのインデックスをバックボーンネットワーク６８によってFBS７１に送信する。もう１つの実施例では、FBS７１は、MBS６１によって送信されたSA‐プリアンブルを自動的に（actively）スキャンし、次いで、そのSA‐プリアンブル送信用のMBS６１によって用いられた周波数サブバンドに基づいてMBS６１のセグメントのインデックスを取得する。またもう１つの実施例では、MBS６１のセグメントのインデックスは、プライマリSCHがセグメント情報を運ぶように構成された場合、MBS６１によって送信されたPA‐プリアンブルをスキャンすることで得られることもできる。マクロセルMBS６１のセグメントのインデックスを得た後、次いで、フェムトセルFBS７１は、所定のマッピング関数に基づいて、それ自身のSA−プリアンブル送信用の周波数サブバンドを選択する（ステップ１０２）。
【００２９】
図８は、所定のSCH配置構想に用いられる所定のマッピング関数の１つの実施の形態を示している。図８の実施例では、所定のマッピング関数は、セグメントのインデックス及び表８１に定義された各基地局のセルタイプの組み合わせに基づいている。表８１において、各基地局は、セグメントのインデックスと関連した１つのセグメントに属している。また、各基地局は、特定のセルタイプを有する。例えば、マクロセル、開放加入者グループ（Open Subscriber Group；OSG）フェムトセル、閉鎖加入者グループ（Close Subscriber Group；CSG）閉鎖フェムトセル、CSG開放フェムトセル、及びホットゾーンピコセル（hot-zone picocell）などの異なるセルタイプが全て現在のIEEE８０２.１６の仕様に定義されている。表８１の実施例では、３つのセグメントのインデックス１〜３及び３つのセルタイプA〜Cがリストされている。P-SCHでは、各基地局は、周波数再利用１を適用している。S-SCHでは、各基地局は、周波数再利用３を適用し、そのセグメントのインデックス及び表８１に定義されたそのセルタイプに基づいた３つの周波数サブバンドの１つを用いる。
【００３０】
図９は、図８の所定のマッピング関数を用いた無線OFDM／OFDMAシステム９０のSCH配置の例を示している。無線OFDM／OFDMAシステム９０では、セルタイプAは、マクロセルを表し、セルタイプBは、フェムトセルAを表し、セルタイプCは、フェムトセルBを表している。図９に示されるように、３つの隣接するマクロセル毎の各マクロセルは、３つのセグメントの１つに属し、SA‐プリアンブル送信に対して３つの周波数サブバンドの１つを用いる。所定のSCH配置構想において、その重複のマクロセルのセグメントのインデックスを得た後、各フェムトセルは、得られたセグメントのインデックス及び表８１に定義されたそれ自身のセルタイプに基づいた、それ自身のSA‐プリアンブル送信用の周波数サブバンドを単純に選択する。よって、異なる周波数再利用のパターンを種々の重複のセルに適用することによって、かつセグメントのインデックス及びセルタイプに基づいた所定のマッピングルールを用いることによって、マクロセル及びフェムトセルに用いられた周波数サブバンドは、分けられてS-SCHの干渉を緩和する。
【００３１】
図７を再度参照すると、第２の自動組織化SCH配置構想では、フェムトセルFBS７１はまず、他の重複のマクロセルまたはフェムトセルによって送信されたSCHプリアンブルをスキャンする（ステップ１０４）。次いで、FBS７１は、周波数サブバンドのそれぞれに対して他のセルからの干渉を測定する（ステップ１０５）。１つの実施例では、FBS７１は、各周波数サブバンド上の受信信号強度インジケータ（RSSI）の測定を実行する。1つの簡単な干渉の測定方法は、各周波数サブバンドの各サブキャリアの二乗値（squared value）を加えるなどして、各周波数サブバンド上の電力を推定することである。測定の結果に基づき、FBS７１は、それ自身のSA−プリアンブルコードシーケンスに対して、最小量の干渉を有する周波数サブバンドを選択する（ステップ１０６）。RSSIの測定を実行することによって、自動組織化SCH配置構想は、フェムトセルにより柔軟性を持たせ、他のセルからの干渉を防ぎ、かつ他のセルへの干渉を防ぐ。
【００３２】
本発明は、説明の目的のために特定の実施の形態と関連して述べられたが、本発明はこれを限定するものではない。例えば、周波数再利用３がSA−プリアンブル送信に適用されるが、他の周波数再利用率も適用され得る。２周期の時間領域構造がP-SCHに形成されるが、他の複数周期の時間領域構造も形成され得る。また、示されたSCH配置は、ピコセル及びフェムトセルに用いられることができ、かつ本発明に述べられた内容は、マイクロセル及びマクロセルに、直接適用されることができる。よって、種々の変更、改造、及び述べた実施の形態の種々の特徴の組み合わせは、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することが可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年6月23日(2011.6.23)
【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】
同期チャネル（SCH）を提供する方法であって、前記方法は、
前記SCHのプライマリSCH（P-SCH）及びセカンダリSCH（S-SCH）を含み、前記P-SCH及び前記S-SCHによって占有された全時間長がデータチャネルの１つのOFDM符号の時間長と等しく、前記S-SCHがDLフレームの前記P-SCHの前に配置される前記SCHを基地局によって、ダウンリンク（DL）フレームに割り当てるステップ、及び
無線OFDM／OFDMAシステムの前記SCHチャネルを介してSCHプリアンブル伝送するステップを含む方法。
【請求項２】
前記P-SCHは、粗タイミング及び周波数同期を提供し、かつシステム情報を運び、前記P-SCHは、セルID情報の第１部分を選択的に運ぶ請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記システム情報は、チャネル帯域幅、キャリアタイプ、及びセグメント情報を更に含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記S-SCHは、微細タイミング同期及びセルID情報の第２部分を運ぶ請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記P-SCHは、同じ周波数スペクトルで、異なる基地局の間で共通するプリアンブルシーケンスを含み、前記S-SCHは、異なる基地局の間で独自のプリアンブルシーケンスを含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記P-SCHは、前記データチャネルの有用なOFDM符号時間長（Tu）の半分を占有し、前記S-SCHは、前記データチャネルの有用なOFDM符号時間長（Tu）の半分に１つのサイクリックプレフィクス時間長（Tg）を加えたものを占有する請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記P-SCHは、同じ周波数帯域を共有する共存のレガシーシステムの同期チャネルと異なる複数周期の時間領域構造を有する請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記P-SCHは、周波数再利用１に適用されて、複数周期の時間領域構造をセル端で保持し、前記S-SCHは、周波数再利用Nに適用されて異なるセル間の干渉を緩和し、Nは、１より大きい整数である請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記SCH及び前記第２のSCHは、フレームオフセットの時間長によって時間領域で分けられる請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
同期チャネル（SCH）を提供する方法であって、前記方法は、
セルタイプを有するフェムト基地局によって、前記フェムト基地局の前記カバー範囲がその前記カバー範囲と重複し、それが複数の周波数サブバンドからの第１の周波数サブバンドを用いる、マクロ基地局のセグメントのインデックスを取得するステップ、及び
前記フェムト基地局によって、セカンダリアドバンストプリアンブル（SA‐プリアンブル）伝送に用いられる前記複数の周波数サブバンドから、所定のマッピング関数に基づいて選択された第２の周波数サブバンドを選択するステップを含む方法。
【請求項１１】
前記所定のマッピング関数は、少なくとも前記重複のマクロ基地局の前記セグメントのインデックス、または前記フェムト基地局のタイプ、またはその両方に一部関係する請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記重複のマクロ基地局の前記セグメントのインデックスは、前記重複のマクロ基地局によって送信されたセカンダリ同期チャネル（S-SCH）を自動的にスキャンすることで得られる請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記セグメントのインデックスは、前記重複のマクロ基地局によって送信されたプライマリ同期チャネル（P-SCH）によって運ばれる請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
セルタイプの情報は、P-SCHの前記セグメントのインデックスと基地局のS-SCHの使用された周波数サブバンドの組み合わせによって運ばれる請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数の周波数サブバンドのそれぞれは、複数の重複しない連続の物理的な周波数サブキャリア、または分散した物理的な周波数サブキャリアのいずれかを含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
同期チャネル（SCH）を提供する方法であって、前記方法は、
１つ以上の基地局によって送信され、前記１つ以上の基地局のそれぞれが、複数の周波数サブバンドから対応する周波数サブバンドを用いるSCHプリアンブルをフェムト基地局によってスキャンするステップ、
前記複数の周波数サブバンドのそれぞれに対して前記１つ以上の基地局からの干渉を測定するステップ、及び
前記選択された周波数サブバンドに対して最少量の干渉を受ける前記フェムト基地局のSCH伝送に用いられる前記複数の周波数サブバンドから、周波数サブバンドを選択するステップを含む方法。
【請求項１７】
前記干渉は、前記複数の周波数サブバンドのそれぞれにある信号電力を推定することで測定される請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記フェムト基地局の前記カバー範囲は、第２の周波数サブバンドを用いて前記マクロ基地局のカバー範囲と重複し、前記フェムト基地局の前記選択された周波数サブバンドは、前記重複のマクロ基地局によって用いられた前記第２の周波数サブバンドと異なる請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記複数の周波数サブバンドからの前記選択された周波数サブバンドは、連続の物理的な周波数サブキャリアを含む請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記複数の周波数サブバンドからの前記選択された周波数サブバンドは、分散した物理的な周波数サブキャリアを含む請求項１６に記載の方法。
【国際調査報告】
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