(57)【要約】  未知の周波数ロケーションをもつネットワーク同期信号が、周波数における関心帯域にわたって、および時間における同期信号の繰返し期間にわたって、受信された信号をサンプリングすることによって検出される。ネットワーク同期信号は周波数領域にコンバートされる。異なる可能な同期ロケーションおよび周波数オフセットに対応する、周波数領域信号のサブ帯域が、抽出され、時間領域にコンバートされ、同期信号は、時間領域マッチドフィルタ処理を使用して受信ウィンドウ長にわたって探索される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ネットワークデバイス（３０）によって実施される、無線通信ネットワークに同期する方法（１００）であって、
少なくとも同期信号繰返し期間の持続時間の間、広帯域信号を受信し、前記受信された広帯域信号を記憶すること（１０２）と、
前記受信された広帯域信号を周波数領域に変換すること（１０４）と、
同期周波数、ヌメロロジー、および周波数誤差仮定に対応する、周波数領域信号中の周波数ビンのサブセットを選択すること（１０６）と、
前記周波数領域信号の前記選択されたサブセットを時間領域にコンバートすること（１０８）と、
同期参照で時間領域信号をフィルタ処理すること（１１０）と、
前記時間領域信号中の同期信号を検出するための基準を適用すること（１１２）と
を含む、方法（１００）。
【請求項２】
前記受信された広帯域信号を前記周波数領域に変換すること（１０４）が、ＦＦＴを使用して前記受信された広帯域信号を変換することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記受信された広帯域信号が、２のべき乗の長さを有するためにゼロパディングされる、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記周波数領域信号の前記選択されたサブセットが、２のべき乗の長さを有するためにゼロパディングされる、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記同期参照が、前記時間領域信号の得られたサンプリング周波数に適するように調整される、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
同期信号は、相関演算の大きさがしきい値を超えることによって検出される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
同期信号タイミングが、フィルタ遅延を減じた、最高大きさ値を生じるフィルタ出力値として決定される、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記選択する（１０６）ステップ、前記コンバートする（１０８）ステップ、前記フィルタ処理する（１１０）ステップ、および前記適用する（１１２）ステップが、異なる周波数誤差仮定を使用して、および最大フィルタ出力大きさを生じる前記仮定を選択して繰り返される、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
可能性があるネットワーク、したがって可能性がある同期候補位置を識別するために、スペクトルを分析することをさらに含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記無線ネットワークデバイスが、支配的ネットワークを識別し、前記支配的ネットワーク識別とその受信機のダイナミックレンジとから、前記無線ネットワークデバイス受信機のダイナミックレンジを下回る可能性があるサブ帯域を識別する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
無線ネットワークデバイス（３０）であって、
１つまたは複数のアンテナ（４０）と、
トランシーバ（３８）と、
前記トランシーバに動作可能に接続された処理回路要素（３４）とを備え、前記処理回路要素（３４）が、
少なくとも同期信号繰返し期間の持続時間の間、広帯域信号を受信し、前記受信された広帯域信号を記憶すること（１０２）と、
前記受信された広帯域信号を周波数領域に変換すること（１０４）と、
同期周波数、ヌメロロジー、および周波数誤差仮定に対応する、周波数領域信号中の周波数ビンのサブセットを選択すること（１０６）と、
前記周波数領域信号の前記選択されたサブセットを時間領域にコンバートすること（１０８）と、
同期参照で時間領域信号をフィルタ処理すること（１１０）と、
前記時間領域信号中の同期信号を検出するための基準を適用すること（１１２）と
を行うように動作可能である、無線ネットワークデバイス（３０）。
【請求項１２】
前記処理回路要素（３４）が、ＦＦＴを使用して前記受信された広帯域信号を変換することによって、前記受信された広帯域信号を前記周波数領域に変換するように動作可能である、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記処理回路要素（３４）が、２のべき乗の長さを有するために前記受信された広帯域信号をゼロパディングするようにさらに動作可能である、請求項１１または１２に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記処理回路要素（３４）が、２のべき乗の長さを有するために前記周波数領域信号の前記選択されたサブセットをゼロパディングするようにさらに動作可能である、請求項１１から１３のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記処理回路要素（３４）が、前記時間領域信号の得られたサンプリング周波数に適するように前記同期参照を調整するようにさらに動作可能である、請求項１１から１４のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記処理回路要素（３４）は、相関演算の大きさがしきい値を超えることによって同期信号を検出するようにさらに動作可能である、請求項１１から１５のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記処理回路要素（３４）が、フィルタ遅延を減じた、最高大きさ値を生じるフィルタ出力値として同期信号タイミングを決定するようにさらに動作可能である、請求項１１から１６のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記処理回路要素（３４）が、異なる周波数誤差仮定を使用して、前記選択する（１０６）ステップ、前記コンバートする（１０８）ステップ、前記フィルタ処理する（１１０）ステップ、および前記適用する（１１２）ステップを繰り返し、最大フィルタ出力大きさを生じる前記仮定を選択するようにさらに動作可能である、請求項１１から１７のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記処理回路要素（３４）が、可能性があるネットワーク、したがって可能性がある同期候補位置を識別するために、スペクトルを分析するようにさらに動作可能である、請求項１１から１８のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記処理回路要素（３４）が、支配的ネットワークを識別し、前記支配的ネットワーク識別とその受信機のダイナミックレンジとから、前記無線ネットワークデバイス受信機のダイナミックレンジを下回る可能性があるサブ帯域を識別するようにさらに動作可能である、請求項１９に記載のデバイス。
【請求項２１】
前記無線ネットワークデバイスがユーザ機器である、請求項１１から２０のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項２２】
前記無線ネットワークデバイスが、マシンツーマシン（Ｍ２Ｍ）デバイス、マシン型通信（ＭＴＣ）デバイスおよび狭帯域モノのインターネット（ＮＢ  ＩｏＴ）デバイスのいずれか１つである、請求項１１から２０のいずれか一項に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に無線通信ネットワークに関し、特に、新しい無線（Ｎｅｗ  Ｒａｄｉｏ）ネットワークにおける広帯域同期信号検出のシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信ネットワークは、世界の多くの部分においてユビキタスである。通信技術における最先端の進歩、ユーザ機器（ＵＥ）、たとえば、スマートフォンなど、無線ネットワークデバイスの、増加した電力および精巧さ、ならびにユーザアプリケーションの複雑さおよびデータ交換要件の付随する増加はすべて、無線ネットワーク実装形態における絶えず増加する帯域幅およびデータレートを必要とする。第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）は、無線ネットワークのプロトコルおよび要件を規定する技術規格を開発および公表しており、地理的におよび機器メーカー間で相互運用性を保証する。３ＧＰＰは、３ＧＰＰ技術仕様リリース８〜１３において規定されている、Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）として知られる第４世代（４Ｇ）規格を規定し、オペレータが、その規格を世界的に展開した。ＬＴＥは、より広いキャリア（最高２０ＭＨｚ）、（最高１００ＭＨｚのアグリゲートされた帯域幅を可能にする）キャリアアグリゲーション、（ビームフォーミング、ＭＩＭＯなどの）多重アンテナ技法、干渉協調（ＩＣＩＣ、ＣｏＭＰ）など、高帯域幅要件に対処するための多数の用意を含む。
【０００３】
現在の３ＧＰＰ規格化作業は、新しい無線（ＮＲ）と呼ばれる、第５世代（５Ｇ）規格に関する。ＮＲは、６ＧＨｚを上回る動作を規定することによって、および一層広い帯域幅のコンポーネントキャリアを用いて、より高い帯域幅およびデータレートのＬＴＥのサポートを継続および拡大する。同時に、ＮＲは、マシンツーマシン（Ｍ２Ｍ）通信、またはモノのインターネット（ＩｏＴ）と呼ばれることがある、低コスト、狭帯域、高信頼性、低電力、高カバレッジデバイスのサポートを提供する。
【０００４】
４Ｇネットワークまたは５Ｇネットワークのいずれでも、無線通信ネットワークに接続することを望む無線ネットワークデバイスは、ネットワーク同期（「同期（ｓｙｎｃ）」）を取得しなければならない。ネットワーク同期は、無線ネットワークデバイスが、ネットワークに対する無線ネットワークデバイスの内部周波数を調整し、ネットワークから受信された信号の適切なタイミングを発見することを可能にする。ＮＲでは、ネットワーク同期は、いくつかの信号を使用して実施される。
【０００５】
１次同期信号（ＰＳＳ）が、数十パーツパーミリオン（ｐｐｍ）までの高い周波数誤差をもつネットワーク検出を可能にする。さらに、ＰＳＳは、ネットワークタイミング参照を提供する。３ＧＰＰは、ＰＳＳ信号として、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕシーケンスとして知られる数学的構造を選択した。ＺＣシーケンスの１つの興味深い性質は、２つのそのようなシーケンスの慎重な選択によって、同じ相関シーケンスが検出のために使用され、無視できる複雑さが追加され得ることである。
【０００６】
２次同期信号（ＳＳＳ）が、物理レイヤセル識別情報など、何らかの基本ネットワーク情報を提供すると同時に、より正確な周波数調整およびチャネル推定を可能にする。
【０００７】
３次同期信号（ＴＳＳ）が、セル内の、たとえば、セル中で送信されたビーム間の、タイミング情報を提供する。
【０００８】
物理ブロードキャストチャネル（ＰＢＣＨ）が、ランダムアクセスのための最小システム情報のサブセットを提供する。
【０００９】
これらの同期信号は、システム同期ブロック（ＳＳＢ）中で、一緒に周期的にブロードキャストされる。図１は、ＮＲのためのＳＳＢの１つの可能な構造を示す。所与の送信ビームでは、ＳＳＢは、２０ｍｓごとなど、周期的に送信される。図２は、ＳＳＢ送信繰返しを示す。
【００１０】
ＮＲにおけるＳＳＢは、ＬＴＥにおいてよりも大きい帯域幅をカバーする。たとえば、ＳＳＢは、６ＧＨｚを下回るキャリア周波数では４．３２ＭＨｚにわたり得、６ＧＨｚを上回るキャリア周波数では実質的により高くなり得る。
【００１１】
物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨＳＩＢ）は、無線ネットワークデバイスがネットワークと通信するために必要な最小システム情報の残りの必要とされる部分を提供するが、ＰＤＳＣＨＳＩＢはＳＳＢの一部ではない。ＰＤＳＣＨＳＩＢは、ＰＢＣＨによって指示されたリソース中で送信され得る。
【００１２】
ＬＴＥでは、同期信号は、キャリアの帯域幅の中心にある。さらに、キャリア周波数は、セル固有参照信号（ＣＲＳ）の助けをかりて推定され得、セル固有参照信号（ＣＲＳ）は、常時オンであり、無線ネットワークデバイス受信機が、異なるキャリアロケーションを識別するためにスペクトル推定を実施することを可能にする。対照的に、ＮＲでは、ＳＳＢは、ネットワーク中心周波数に関係しない、固定（場合によっては帯域依存）周波数グリッド中の絶対周波数位置上にある。したがって、ＮＲネットワークでは、無線ネットワークデバイスは、ネットワーク同期のためのグリッド探索手法を想定しなければならない。
【００１３】
この理由で、および、さらに、バッテリー電力を消費する無線エレクトロニクスの使用を最小限に抑えるために、無線ネットワークデバイスが、できるだけ大きい帯域幅を記録し、次いで、ＰＳＳおよび他の信号特徴を識別するためにデバイス内で「オフラインで」信号を処理および分析することが望ましい。
【００１４】
ＬＴＥとＮＲの両方が、ダウンリンクにおいて直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を使用し、アップリンクにおいて、シングルキャリア周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）と呼ばれるＯＦＤＭのプリコーディングされたバージョンを使用する。このアップリンク多重化方式は、ピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）を低減するために選択されており、したがって、通常ならばＯＦＤＭなどの高ＰＡＰＲ技法のために必要とされることになる、無線ネットワークデバイスにおける極めて費用がかかるおよび非効率的な電力増幅器の必要を緩和する。
【００１５】
同期信号検出および処理を実施する際に時間／周波数領域変換を利用することが知られており、有用である。よく知られている数学的領域変換は、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）および高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を含む。ＤＦＴの固有の性質は、ＤＦＴが適用される信号持続時間のサンプリング時間が、変換された信号の周波数ビン間の間隔に関係することである。この周波数ビン間隔は、サンプリングされる信号が、公称サンプルレートおよびシンボル長に従ってサンプリングされるＯＦＤＭシンボルである場合、サブキャリア間隔（ＳＣＳ）としても知られる。一般に、ＮＲ  ＯＦＤＭ同期シンボルは、３０ｋＨｚのＳＣＳを有し、これは３３．３μｓのシンボル長に相当し（Ｆ＝１／Ｔ）、ここで、サイクリックプレフィックス（ＣＰ）は除く。そのＤＦＴにおける公称サンプル期間ごとのサンプルの数Ｎが、周波数領域中の信号の帯域幅を決定し、ＢＷ＝Ｎ×ＳＣＳである。同期は、より低い頻度で、たとえば、２０ｍｓごとに送信される。上記によれば、２０ｍｓシンボルサンプリングウィンドウ長が、５０Ｈｚサブキャリア間隔に相当し、サンプリングレートは、受信されたアナログ信号に応じて、適切な帯域幅が受信されるように、選定される。したがって、より長い時間が、より詳細な周波数分解能に相当するが、また、より長いＤＦＴを必要とする。図１はこの関係を示す。
【００１６】
ＤＦＴの１つの適用例は、フィルタバンクとしてのものであり、時間信号が周波数領域に変換される。周波数領域では、不要な成分から所望のスペクトル成分を分離することは、簡単なタスクである。その後、所望の成分を時間領域に逆ＤＦＴすることが可能である。スペクトル成分のサブセットのみが選択されるので、より短い長さをもつＩＤＦＴを行うことが可能であり、これは、より少ない複雑さを暗示する。これは、時間領域変換が元の時間領域信号よりも少ないサンプルを含んでいることをも暗示する。これは、より狭帯域の信号がより低いサンプリングレートを用いて分解され得るということを反映するにすぎず、信号持続時間は不変のままである。説明されるプロセスは、帰するところ、周波数領域における通過帯域フィルタ処理になる。
【００１７】
ＤＦＴが効率的に実施されるために、一般に、２のべき乗の長さ、すなわち、２ｋが選定され、ここで、ｋは整数である。この場合、ＤＦＴにおける対称性を使用し、たとえば、基数２アルゴリズムを使用してＦＦＴでそれを実現することが可能である。基数２実装形態は、一般に、Ｎ  ｌｏｇ２  Ｎの複雑さを有し、周波数領域に交互に変換するために極めて長い信号をも可能にする。
【００１８】
事実上の標準であるＬＴＥ同期検出アルゴリズムが、３ＧＰＰ寄稿、Ｒ１−１６１１８９９、３ＧＰＰ  ＴＳＧ−ＲＡＮ  ＷＧ１会議＃８７、ネバダ州リノ、２０１５年１１月１４〜１８日において手短に説明されている。そこにおいて説明される手法は、スペクトルにおけるモバイル通信無線アクセス技術（ＲＡＴ）キャリアの存在が電力密度推定に基づいて検出可能であると想定する。しかしながら、ＮＲでは、送信すべきデータがない場合、他のシグナリングがほとんど行われない（たとえば、常時オンのセル固有参照信号またはＣＲＳなし）。したがって、単純なおよび迅速なスペクトル推定が可能でない。
【００１９】
本明細書の背景技術セクションは、当業者が本発明の実施形態の範囲および効用を理解するのを支援するために、本発明の実施形態を技術および動作のコンテキストに載せるために提供される。そのようなものとして明示的に識別されない限り、本明細書の記述は、単にその記述が背景技術セクションに含まれることよって従来技術であるとは認められない。
【発明の概要】
【００２０】
以下は、当業者に基本的理解を提供するために、本開示の簡略化された概要を提示する。この概要は、本開示の広範な概観ではなく、本発明の実施形態の主要な／重要な要素を識別することまたは本発明の範囲を定めるものではない。この概要の唯一の目的は、後で提示されるより詳細な説明の前置きとして、本明細書で開示されるいくつかの概念を簡略化された形式で提示することである。
【００２１】
本明細書で説明および主張される本発明の実施形態によれば、未知の周波数ロケーションをもつネットワーク同期信号が、周波数における関心帯域にわたっておよび時間における同期信号の繰返し期間にわたって、受信された信号をサンプリングすることによって、検出される。ネットワーク同期信号は周波数領域にコンバートされる。異なる可能な同期ロケーションおよび周波数オフセットに対応する、周波数領域信号のサブ帯域が、抽出され、時間領域にコンバートされ、同期信号は、時間領域マッチドフィルタ処理を使用して受信ウィンドウ長にわたって探索される。
【００２２】
一実施形態は、無線ネットワークデバイスによって実施される、無線通信ネットワークに同期する方法に関する。少なくとも同期信号繰返し期間の持続時間の間広帯域信号が受信され、受信された広帯域信号は記憶される。受信された広帯域信号は、周波数領域に変換される。同期周波数、ヌメロロジー、および周波数誤差仮定に対応する、周波数領域信号中の周波数ビンのサブセットが選択される。周波数領域信号の選択されたサブセットは、時間領域にコンバートされる。時間領域信号は同期参照でフィルタ処理される。時間領域信号中の同期信号を検出するための基準が適用される。
【００２３】
別の実施形態は無線ネットワークデバイスに関する。本デバイスは、１つまたは複数のアンテナと、トランシーバと、トランシーバに動作可能に接続された処理回路要素とを含む。処理回路要素は、少なくとも同期信号繰返し期間の持続時間の間広帯域信号を受信し、受信された広帯域信号を記憶することと、受信された広帯域信号を周波数領域に変換することと、同期周波数、ヌメロロジー、および周波数誤差仮定に対応する、周波数領域信号中の周波数ビンのサブセットを選択することと、周波数領域信号の選択されたサブセットを時間領域にコンバートすることと、同期参照で時間領域信号をフィルタ処理することと、時間領域信号中の同期信号を検出するための基準を適用することとを行うように動作可能である。
【００２４】
次に、本発明の実施形態が示されている添付の図面を参照しながら、本発明が以下でより十分に説明される。しかしながら、本発明は、本明細書に記載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い。むしろ、これらの実施形態は、本開示が徹底的かつ完全であり、本発明の範囲を当業者に十分に伝えるように提供される。同様の番号は、全体を通して同様の要素を指す。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】信号変換を示す時間および周波数領域図である。
【図２】無線ネットワークデバイスによって無線通信ネットワークに同期する方法の流れ図である。
【図３】周波数誤差仮定を用いた信号変換と周波数誤差仮定を用いない信号変換とを示す時間および周波数領域図である。
【図４】無線ネットワークデバイスのブロック図である。
【図５】ＵＥのブロック図である。
【図６】図４の無線ネットワークデバイスまたは図５のＵＥ中の処理回路要素中の物理ユニットの図である。
【図７】図４の無線ネットワークデバイスまたは図５のＵＥ中のメモリ中のソフトウェアモジュールの図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
簡素化および例示を目的として、本発明は、主に、本発明の例示的な実施形態を参照することによって説明される。以下の説明では、本発明の徹底的な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が記載される。しかしながら、本発明は、これらの具体的な詳細に限定されることなく実施され得ることが、当業者に容易に明らかになろう。本明細書では、本発明を不必要にあいまにしないように、よく知られている方法および構造は詳細に説明されていない。
【００２７】
図２は、無線ネットワークデバイスによって実施される、無線通信ネットワークに同期する方法１００のステップを示す。たとえば、無線ネットワークデバイスは、同期信号が、１ＭＨｚ間隔でなど、所定の同期ラスタに従う絶対周波数位置上にある、広帯域セルラー帯域（たとえば、ＬＴＥ帯域７またはＮＲ帯域）中で同期することを試み得る。しかしながら、すべての同期位置が同期信号を送信するとは限らず、無線ネットワークデバイスは、必ずしも、どの位置が同期を含んでおり、どの位置が同期を含んでいないかをアプリオリに知っているとは限らない。現代の無線ネットワークデバイスは一般に広帯域無線受信機を含んでいるので、これは、同期検出のためにも使用され得る。また、無線ネットワークデバイスは、一般に、受信されたデータをメモリに保存することを許可し、オフライン後処理を可能にする。
【００２８】
方法１００は、無線ネットワークデバイスが、広帯域信号、すなわち、同期信号よりも広い帯域幅を有する信号を受信することによって、開始する（ブロック１０２）。広帯域信号は、少なくとも同期信号繰返し期間の持続時間の間、すなわち、同期パターンが繰り返すのに要する時間の長さの間受信され得る。別の実施形態では、受信ウィンドウ長は、同期繰返し期間＋同期信号送信の長さ、たとえばＮＲにおけるＰＳＳ長、ＳＳブロック長、またはＳＳバースト長に等しくなるようにセットされ得る。これは、同期信号の少なくとも１つの連続インスタンスが受信ウィンドウ中にキャプチャされることを保証する。受信時に、広帯域信号は、記録され、後処理のためにメモリに記憶される。
【００２９】
次に、広帯域信号を受信し、記録すると、広帯域信号は、ＦＦＴを使用することなどによって、周波数領域に変換される（ブロック１０４）一実施形態では、広帯域信号は、変換より前にゼロが付加される。別の実施形態では、記録は、受信期間を超えて、２のべき乗個のサンプルが記録されるように拡張される。また別の実施形態では、これらの２つの手法の組合せが使用される。またさらなる実施形態では、サンプリングレートは、所望の観測ウィンドウ長がちょうど２ｍ個のサンプルになるように調整される。
【００３０】
無線ネットワークデバイスは、どの周波数上で、周波数領域信号における同期を探索することを試みるべきかを決める（ブロック１０６）。周波数は、あらかじめ規定された順序に従って、または連続的に選択され得る。無線ネットワークデバイスは、仮定された周波数誤差をも決定する。これらの２つのパラメータから、無線ネットワークデバイスは、（仮定された周波数誤差を含む）同期帯域幅全体が含まれ、他には何も含まれないように、周波数サンプルのサブセット、またはサブ帯域を選択する。図３を参照されたい。所望の周波数仮定精度が周波数ビン間隔よりも細かい場合、周波数サンプルは、効果的な所望の周波数サンプリング位相を生成するために補間され得る。
【００３１】
次いで、周波数領域の選択されたサブセットは、より短い信号サブセットに適したＩＤＦＴを使用することなどによって、再び時間領域に変換される（ブロック１０８）。またここで、一実施形態では、サブセットは、２の偶数乗個のサンプルに達するために、ゼロが付加される。
【００３２】
今や同期信号に対応する帯域幅を有し、記録された信号よりもはるかに狭い時間領域信号は、同期参照信号を表すマッチドフィルタでフィルタ処理される（ブロック１１０）。ここで、同期参照は、リサンプリングされた時間領域信号に同期参照が適するように作成され、リサンプリングがゼロパディングから生じる。
【００３３】
最終的に、何らかの検出基準に従って同期が検出される（ブロック１１２）。１つのそのような基準は、マッチドフィルタ出力の大きさ（または電力）に基づく。さらなる実施形態では、正常な検出のためにどの仮定された周波数誤差が使用されたかを識別することによって、周波数誤差が決定される。別の実施形態では、同期参照の群遅延を補償された最大の大きさ（電力）または同期参照の長さの半分をもつフィルタ出力サンプルとして、同期のタイミングが検出される。
【００３４】
さらなる実施形態では、同期が検出された周波数誤差を中心とする、周波数サブセットのより細かいシフトを選定することによって、より正確な周波数誤差推定が可能である。たとえば、同期信号が７．５ｋＨｚ周波数誤差で検出され得ることが知られ得る。さらに、同期期間が、５０Ｈｚ  ＳＣＳに対応する、２０ｍｓであると仮定する。７．５ｋＨｚラスタで仮定するために、２つの周波数仮定のための２つのサブセットの開始ポイント間の差分が、１５０個のサブキャリアに対応する。それらのうちの１つにおける同期を検出したので、今や、より小さい周波数誤差に対応する、より小さい差分を使用して同期を検出することが可能である。その場合、より正確な周波数誤差として、ブロック１１２の最大フィルタ出力を生じる周波数誤差が選択される。このようにして、極めて正確な周波数誤差が、ＳＣＳの精度、本例では、５０Ｈｚまで決定され得る。
【００３５】
図４は、無線ネットワークデバイス３０を示す。無線ネットワークデバイス３０は、無線信号を使用してネットワークノードおよび／またはアクセスポイントと通信することが可能な任意のタイプのデバイスである。したがって、無線ネットワークデバイス３０は、マシンツーマシン（Ｍ２Ｍ）デバイス、マシン型通信（ＭＴＣ）デバイス、狭帯域モノのインターネット（ＮＢ  ＩｏＴ）デバイスなどを指し得る。無線ネットワークデバイス３０は、セルラー電話または「スマートフォン」など、ユーザ機器（ＵＥ）でもあり得る。無線ネットワークデバイス３０は、コンテキストが別段に指示しない限り、無線デバイス、無線通信デバイス、無線ネットワークデバイス、無線端末、または単に端末と呼ばれることもあり、これらの用語のいずれかの使用は、デバイスツーデバイスＵＥまたはデバイス、マシン型デバイス、またはマシンツーマシン通信が可能なデバイス、無線ネットワークデバイスを装備したセンサー、無線対応テーブルコンピュータ、モバイル端末、スマートフォン、ラップトップ埋込み機器（ＬＥＥ）、ラップトップ搭載機器（ＬＭＥ）、ＵＳＢドングル、無線顧客構内機器（ＣＰＥ）などを含むものとする。本明細書の議論では、マシンツーマシンデバイス（Ｍ２Ｍ）、マシン型通信（ＭＴＣ）デバイス、無線センサー、およびセンサーという用語も使用され得る。これらのデバイスはＵＥであり得るが、直接の人間対話なしにデータを送信および／または受信するように設定され得ることを理解されたい。
【００３６】
いくつかの実施形態では、無線ネットワークデバイス３０は、ユーザインターフェース３２（ディスプレイ、タッチスクリーン、キーボードまたはキーパッド、マイクロフォン、スピーカーなど）を含み、多くのＭ２Ｍ、ＭＴＣ、またはＮＢ  ＩｏＴシナリオなど、他の実施形態では、無線ネットワークデバイス３０は、（図４中のブロック３２の破線によって指示されている）最小のユーザインターフェース３２のみを含むか、またはユーザインターフェース３２を含まないことがある。無線ネットワークデバイス３０は、エアインターフェースをわたって１つまたは複数の無線ネットワークノードおよび／またはアクセスポイントへの無線通信を実施するための、処理回路要素３４と、メモリ３６と、トランシーバ３８、１つまたは複数のアンテナ４０など、無線回路とをも含む。破線によって指示されているように、（１つまたは複数の）のアンテナ４０は、無線ネットワークデバイス３０から外部に突出し得るか、または（１つまたは複数の）アンテナ４０は内部にあり得る。
【００３７】
図５は、無線ネットワークデバイス３０がＵＥ３１である一実施形態を示す。概して、ＵＥ３１は、上記で説明された同じ回路および構成要素を含む。特に、ＵＥ３１は、高性能のユーザインターフェース３２を含み得、（図４に示されていない）カメラ、加速度計、衛星航法信号受信機回路要素、振動モーターなど、フィーチャをさらに含み得る。
【００３８】
処理回路要素３４は、（たとえば、ディスクリート論理、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣなどにおける）１つまたは複数のハードウェア実装状態機械など、機械可読コンピュータプログラムとしてメモリ３６に記憶された機械命令を実行するように動作可能な任意の逐次状態機械、適切なファームウェアと一緒のプログラマブル論理、マイクロプロセッサまたはデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）など、１つまたは複数のプログラム内蔵、汎用プロセッサ、あるいは上記の任意の組合せを備え得る。
【００３９】
メモリ３６は、限定はしないが、磁気媒体（たとえば、フロッピーディスク、ハードディスクドライブなど）、光媒体（たとえば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭなど）、ソリッドステート媒体（たとえば、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＤＤＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ソリッドステートディスクなど）などを含む、当技術分野で知られているか、または開発され得る任意の非一時的機械可読媒体を備え得る。
【００４０】
無線回路は、ＩＥＥＥ８０２．ｘｘ、ＣＤＭＡ、ＷＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＬＴＥ、ＵＴＲＡＮ、ＷｉＭａｘ、ＮＢ−ＩｏＴ、ＮＲなど、当技術分野で知られているか、または開発され得る１つまたは複数の通信プロトコルに従って無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）を介して１つまたは複数の他のトランシーバと通信するために使用される１つまたは複数のトランシーバ３８を備え得る。トランシーバ３８は、ＲＡＮリンク（たとえば、周波数割り当てなど）に適した送信機および受信機機能性を実装する。送信機および受信機機能は、回路構成要素および／またはソフトウェアを共有し得るか、または、代替的に、別個に実装され得る。
【００４１】
本発明の実施形態によれば、メモリ３６は、ソフトウェア４２を記憶するように動作可能であり、処理回路要素３４は、ソフトウェア４２を実行するように動作可能であり、ソフトウェア４２は、実行されたとき、無線ネットワークデバイス３０に、広帯域キャリアにおけるあらかじめ規定されたグリッド間隔の一部のみの上で同期信号を送信する無線通信ネットワークに同期させるように動作可能である。特に、ソフトウェア４２は、処理回路要素３４上で実行されたとき、本明細書で説明され、請求される方法１００を実施するように動作可能である。これは、無線ネットワークデバイス３０が、同期信号が正確にどこで送信されるかのアプリオリな知識なしに、広帯域同期信号を確実に受信し、処理することを可能にする。
【００４２】
図６は、図４の無線ネットワークデバイス３０または図５のＵＥ３１中のものなど、例示的な処理回路要素３４を例示する。処理回路要素３４は複数の物理ユニットを備える。特に、処理回路要素３４は、広帯域信号受信および記憶ユニット４６と、時間周波数領域変換ユニット４８と、周波数ビン選択ユニット５０と、周波数時間領域変換ユニット５２と、同期参照フィルタ処理ユニット５４と、同期信号検出ユニット５６とを備える。
【００４３】
広帯域信号受信および記憶ユニット４６は、少なくとも同期信号繰返し期間の持続時間の間広帯域信号を受信し、受信された広帯域信号を記憶するように設定される。時間周波数領域変換ユニット４８は、受信された広帯域信号を周波数領域に変換するように設定される。周波数ビン選択ユニット５０は、同期周波数、ヌメロロジー、および周波数誤差仮定に対応する、周波数領域信号中の周波数ビンのサブセットを選択するように設定される。周波数時間領域変換ユニット５２は、周波数領域信号の選択されたサブセットを時間領域にコンバートするように設定される。同期参照フィルタ処理ユニット５４は、同期参照で時間領域信号をフィルタ処理するように設定される。同期信号検出ユニット５６は、時間領域信号中の同期信号を検出するための基準を適用するように設定される。
【００４４】
図７は、図４の無線ネットワークデバイス３０または図５のＵＥ３１中のメモリ３６中のものなど、例示的なソフトウェア４２を例示する。ソフトウェア４２は複数のソフトウェアモジュールを備える。特に、ソフトウェア４２は、広帯域信号受信および記憶モジュール５８と、時間周波数領域変換モジュール６０と、周波数ビン選択モジュール６２と、周波数時間領域変換モジュール６４と、同期参照フィルタ処理モジュール６６と、同期信号検出モジュール６８とを備える。
【００４５】
広帯域信号受信および記憶モジュール５８は、少なくとも同期信号繰返し期間の持続時間の間広帯域信号を受信し、受信された広帯域信号を記憶するように設定される。時間周波数領域変換モジュール６０は、受信された広帯域信号を周波数領域に変換するように設定される。周波数ビン選択モジュール６２は、同期周波数、ヌメロロジー、および周波数誤差仮定に対応する、周波数領域信号中の周波数ビンのサブセットを選択するように設定される。周波数時間領域変換モジュール６４は、周波数領域信号の選択されたサブセットを時間領域にコンバートするように設定される。同期参照フィルタ処理モジュール６６は、同期参照で時間領域信号をフィルタ処理するように設定される。同期信号検出モジュール６８は、時間領域信号中の同期信号を検出するための基準を適用するように設定される。
【００４６】
本発明の実施形態は、従来技術に勝る多数の利点を提示する。本発明の実施形態は、周波数における同期ロケーションが無線ネットワークデバイスに知られていないが、スペクトルの電力スペクトル密度分析が、データの不在下でのリーン（ｌｅａｎ）送信により非効率的であるときの、効率的な同期探索を可能にする。本発明の実施形態は、改善された同期検出および／または改善されたＵＥエネルギー効率を生じる。
【００４７】
本発明は、もちろん、本発明の本質的特徴から逸脱することなく本明細書に具体的に記載されるやり方以外の他のやり方で行われ得る。本実施形態は、あらゆる点で、限定的ではなく例示的であると見なされるべきであり、添付の特許請求の範囲の意味および等価範囲内に起こるすべての変更は、本明細書中に包含されるものとする。
【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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【国際調査報告】
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