JP2001502149A

JP2001502149A - 相関を計算するための方法及び装置

Info

Publication number: JP2001502149A
Application number: JP10518049A
Authority: JP
Inventors: ヨウニシールトーラ; ヘリヴェーテーイェ
Original assignee: ノキアテレコミュニカシオンスオサケユキチュア
Priority date: 1996-10-16
Filing date: 1997-10-14
Publication date: 2001-02-13
Also published as: NO991789L; WO1998017026A3; WO1998017026A2; FI964161A0; FI964161A; AU725684B2; CN1234158A; EP0935857A2; NO991789D0; US6631173B1; AU4625597A

Abstract

(57)【要約】本発明は、多数のサンプルを含み、有限長を有する第１と第２のコードシーケンス間の相関を計算するための方法及び装置に関し、その装置は、コードシーケンス間の遅延を評価するための手段（２０５）と、第１のシーケンスを循環させることによって、コードシーケンス間の遅延に基づいて、コードを互いに関して所望の位相にセットするための手段（２０６）とを備える。相関を迅速かつ簡単に計算可能にするために、装置は、シーケンスを互いにパラレルモードでサンプル単位に比較するための手段（２１０）と、サンプル−特定の比較の結果を共に加算するための手段（２１２、２１４）とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】相関を計算するための方法及び装置発明の分野電気通信システムにおいて使用される既知のコードシーケンスであり、多数のサンプルを含み、有限長を有するような第１と第２のコードシーケンス間の相関を計算するための方法であって、コードシーケンス間の遅延が計算され、コードが、第１のシーケンスを循環させることによってコードシーケンス間の遅延に基づいて互いに関して所望の位相にセットされる方法。発明の背景本発明は、有限長のシーケンス間の自己／相互相関を計算するために使用できる。開示される方法及び装置は、前記相関が計算されなければならない何らかの状況に適用できる。本方法は、異なって遅延したコード間の相関を計算することを必要とするような、ダイレクトシーケンスコード分割多元接続（ＤＳ−ＣＤＭＡ）法を使用するデータ伝送システムに適用できるのが特に好ましい。ＤＣ−ＣＤＭＡでは、ユーザーの狭帯域データ信号は、データ信号よりも広い帯域を有する拡散コードで比較的広い帯域に変調される。使用されるシステムでは、１．２５ＭＨｚから５０ＭＨｚまでの帯域幅が使用されてきた。一般的に、拡散コードは長い擬似ランダムビットシーケンスから成る。拡散コードのビットレートはデータ信号のビットレートよりもずっと速く、拡散コードのビットをデータビット及びデータシンボルから識別するために、拡散コードのビットはチップと呼ばれる。各々のユーザーのデータシンボルは拡散コードの全てのチップで乗算される。従って、狭帯域データ信号は、拡散コードによって使用される周波数帯域まで拡散する。各々のユーザーはユーザー自身の拡散コードを有する。何人かのユーザーは同一の周波数帯域上で同時に伝送し、データ信号は擬似−ランダム拡散コードに基づいて受信器で互いに識別される。しかしながら、異なるユーザーの信号は受信器において互いに干渉する。何故ならば、拡散コードは、特に伝播遅延によって引き起こされる位相シフトのために完全に直交していないからである。ＣＤＭＡシステムでは、多元接続干渉は、例えば、マルチ−ユーザー検知（ＭＵＤ）もしくは干渉キャンセル方法を使用して減少される。いくつかのこのような方法があるが、それらが受信信号の出力間の相関に関する入力情報を必要とするということはそれらに共通である。従来技術によると、一般的に、有限長のシーケンス間の相関は、シフト−レジスタ−ベースの装置を使用し、また、計算と計算との間でレジスタのシーケンスを先に送ることによって、１度に１シンボルのシリアルモードで計算される。シリアルモード処理の最大の欠点は遅いことであり、それは特に電気通信用途において明らかである。発明の概要本発明の目的は、計算を簡単な装置で迅速に実施できるような相関を計算するための方法を提供することである。これは導入部に記載される方法で実現され、シーケンス間の相関が、シーケンスを互いにサンプル単位にパラレルモードで比較することによって、また、サンプル−特定の比較の結果を共に加算することによって計算されることを特徴とする。本発明は更に、電気通信システムにおいて使用される既知のコードシーケンスであり、多数のサンプルを含み、有限長を有する第１と第２のシーケンス間の相関を計算するための装置に関し、この装置は、コードシーケンス間の遅延を評価するための手段と、第１のシーケンスを循環することによって、コードシーケンス間の遅延に基づいて、互いに関して所望の位相にコードを設定するための手段とを備える。本発明の装置は、シーケンスを互いにサンプル単位にパラレルモードで比較するための手段と、サンプル−特定の比較の結果を共に加算するための手段とを備えることを特徴とする。本発明の方法及び装置にはいくつかの利点がある。本発明に従ってパラレルモードで実施される相関の計算は高速である。本方法は、相関されるシーケンスが異なる長さである場合にも適用され得る。本発明が電気通信システムに適用される場合、ユーザーの伝送速度が互いに異なっても良い。図面の簡単な説明以下では、添付図の例を参照して、本発明をより詳細に説明する。図１は、本発明の解決策を適用できるデータ伝送システムの一例を示す。図２は本発明の解決策の全体を例示する。図３は、互いに関して異なる位相のシーケンスの一例を示す。図４は本発明に従う装置の一例を示す。図５は、本発明の解決策を適用するＣＤＭＡ受信器の一例を示す。発明の詳細な説明一般的に、本発明は、２つのシーケンス間の相関を計算するために使用され得る。本発明の解決策は、特に、一般的にはセルラー方式無線システムであるＤＳ −ＣＤＭＡシステムを利用する無線システムに適用され得るのが好ましい。以下では、本発明をセルラー方式無線システムの接続の例で説明するが、本発明をそれに限定するわけではない。当業者にとっては明らかなように、本発明の開示の方法は他の接続にも容易に適用され得る。図１は例でＣＤＭＡシステムの１セルを示す。一般的に、システムの各々のセルは１つの基地局１００を備えており、この基地局は、エリア内にあって、移動機器もしくは固定の機器のどちらかである加入者端末１０２から１０６と通信している。各々の加入者端末１０２から１０６は、基地局と共に信号１０８から１１２を送受信する。各々の伝送は同一の周波数帯域上で伝送され、各々の接続について異なっており、伝送される情報を乗算するのに使用された拡散シーケンスによって、伝送は互いに識別される。端末の受信器と基地局の受信器のどちらも、所望の信号だけでなく他の信号も含む合成信号を受信する。干渉キャンセルもしくはマルチ−ユーザー検知といったような進んだ受信方法を利用する場合、異なって遅延したコード間の相関を計算する必要がある。図２は、相関を計算するための本発明の解決策を全体的に例示する。その入力は、２つのコードシーケンス２００、２０２及びそれらの間の遅延２０４から成る。ＣＤＭＡ用途では、シーケンス２０２は所望のユーザーのシーケンスであり、シーケンス２００は干渉するユーザーの拡散コードシーケンスであると仮定できる。シーケンスを、例えば、メモリ手段（図示されていない）から相関計算手段に供給することができる。シーケンスは最初に処理手段２０６、２０８に供給される。コードシーケンスはシーケンス間の遅延差異に基づいて所望の位相にセットされる。この遅延差異２０４は計算手段２０５から処理手段２０６に入力される。計算手段２０５の入力２０７は、所定の基準に関してのコード２００、２０２の遅延を含む。例えば、シーケンスを正しい位相が実現されるまでレジスターで循環させることによって、所望の位相を提供できる。実際、シーケンスをシフトレジスタなしで正しい位相に直接循環させることを可能にするマルチプレクサを備えるバレルシフターを使用して、循環を実施することもできる。その場合には、シーケンスを循環するために必要とされる時間は一定である。もし、必要ならば、例えば、波形を評価するために、処理手段においてオーバーサンプリングを実施することもまた可能である。次に、図３に示される例で、コードシーケンスのフェージングをより詳細に説明する。図は２つの短いコードシーケンス２００、２０２を示しており、簡単にするために、どちらも単に４チップの長さである。シーケンスは異なるユーザーの上記の拡散コードであり、それらの測定された遅延差異は１シンボルであると仮定する。その場合には、１方のシーケンス２００を循環させて、他方のシーケンス２０２に対するその位相が１チップ長になるようにする。すなわち、図によると、シーケンス２００の第１のチップ「０」は他方のシーケンス２０２のチップ「１」にある。循環の結果として、第１のシーケンスの最後のチップ「３」は第２のシーケンス２０２の第１のチップ「０」にある。ＣＤＭＡシステムでは、実際、上記の状況は、第１のシーケンス２００の最後のチップ「３」が先の情報シンボルを乗算するために使用されたシーケンスの最後の拡散コードチップであることを意味する。換言すると、シンボルは遅延のために部分的に重複する。図２に戻る。フェーズドシーケンスは、シーケンスをパラレルモードで互いにサンプル単位で比較することによって、すなわち、各々のシーケンスの第１のサンプルを同一の位置の別のシーケンスのサンプルと比較することによってシーケンス間の相関を計算する比較手段に供給される。比較で得られた結果は加算器に与えられる。その数は手段に応じて１から２まで変化する。図は２つの加算器２１２及び２１４を例示する。加算器からの結果はスケーリング手段２１６、２１８に供給され、そのスケーリング手段では、所望のエリアに対して相関結果を正規化することができる。シーケンスの重複部分だけに関心がある場合には、１つの加算器が使用され、一方、上記の部分的に重複するシンボルに関する情報を得たい場合には、２つの加算器が使用される。一般的に、後者の方法はＣＤＭＡ用途に適用される。代わりに、生じる遅延が問題にならないならば、ＣＤＭＡによって要求される加算を同一の加算器において次々に実施することができる。スケーリング手段２１６、２１８から得られた基準化された相関結果２２０、２２２は更なる用途に供給される。スケーリングでは、変調方法と調査されるエリアの大きさが考慮される。以下に、本発明の好ましい実施態様をより詳細に説明する。シーケンス間の相関を計算する最も簡単な方法は、シーケンスを互いにサンプル単位で乗算して、結果を共に加算することである。乗算は実施するのが複雑であるので、本発明の解決策では、ＸＯＲ関数がシーケンス間の等価を測定するために使用される。ＸＯＲ関数は、もし、演算子オペレータが同一の値を有するならば、結果は「０」であり、もし、値が異なるならば、結果は「１」であるといったような２つの演算子ＯＰ１、ＯＰ２のパラメータとして下記に例示される表に従って演算する。本発明の解決策では、２つのシーケンスの相関は、ＸＯＲ和を同一の位置のサンプルについて計算するといったように計算される。得られた等価（値０）及び非等価（値１）は共に加算される。シーケンス間の相関は、非等価の数を等価の数から減ずることによって得られる。実際には、計算を更に簡単にすることができる。ＸＯＲ和を同一の位置のチップについて計算し、得られた非等価を共に加算する。相関は、これから、２で乗算された非等価の数をチップの数（すなわち、相関エリアのサイズ）から減ずることによって得られる。次に、どちらも４ビット長である以下の２つのコードシーケンスＳ_k及びＳ_mの一例を調べる。Ｓ_k＝０１０１Ｓ_m＝１０００。従ってＳ_kＸＯＲＳ_m＝１１０１。非等価の数（値１）は３である。これは非基準化の相関値４-２＊３＝-２を生じる。以下では、本発明の方法の別の好ましい実施態様を説明する。これは、上記の部分的に重複するシンボルに関する情報を得たい場合に使用され得る。最初に、図３をもう一度調べる。図は、測定された遅延差異が１シンボルであるような２つの短いコードシーケンス２００、２０２を示す。相関の計算は、シーケンス間の遅延に基づいて２つの部分に分割される。異なる情報シンボルは遅延のために部分的に重複するので、これらのシンボルについて相関Ｒ１、Ｒ２が別個に計算される。第１部分３００は、循環されたシーケンスの第１のシンボル「０」よりも上位にあるサンプルの組を含む（図は１つのサンプルの組のみを示す）。もう一方の部分３０２は、循環されたシーケンスの第１のシンボル「０」に続く、第１のシンボル「０」を含むサンプルの組を含む。分割は、循環されたコードシーケンスの情報シンボルの境界に基づく。図には、３つのこのようなサンプルの組がある。上記の非等価の計算は、ＸＯＲ和を使用して、これらの部分について別個に実施される。次に、一例を調べる。上記に説明した同一の２つのコードシーケンスＳ_k及びＳ_mを使用する。この場合、それらのシーケンス間の遅延は１である。シーケンスは１ビットだけ循環されて、シンボルの境界は第１のビットと第２のビットとの間にある。Ｓ_k=０｜１０１Ｓ_m＝０｜１００。従ってＳ_kＸＯＲＳ_m＝０｜００１。１ビットだけから成る第１の部分では、非等価の数（値１）は０である。従って、相関の値Ｒ１は１-２＊０＝１である。第２の部分では、非等価（値１）の数は１である。従って、相関の値Ｒ２は３-２＊１＝１である。以下では、上記に説明した方法を実施する装置を説明する。この装置は図４に例示されている。入力はサンプルの組４００から４０４の値から成り、それらは多数のＸＯＲゲート４０６から４１０に供給される。ケートの出力はデマルチプレクシングゲート４１２から４１６に供給され、デマルチプレクシングゲートからカウンターの出力は、第１部分の加算器４２４か第２部分の加算器４２６のどちらかに、各々のカウンターの入力においてサンプルの組がどちらの部分に属するかに応じて供給される。カウンティング手段４２２の出力はデマルチプレクシングゲート４１２から４１６の第２の入力として機能して、デマルチプレクシングゲートを制御する。シーケンス間の遅延４２０はカウンティング手段４２２への入力であり、カウンティング手段は、その入力に基づいて各々のＸＯＲゲートの出力をどの加算器手段に送るべきかを計算する。加算器手段の出力は、対応するカウンター４２８、４３０に供給され、それらのカウンターは、加算情報に基づいて部分についての相関を計算する。遅延情報４２０はカウンターにも供給される。すなわち、遅延情報は第１の部分のカウンター４２８に直接与えられ、また、ゲート４３２を介して、２の補数として第２部分のカウンター４３０に与えられる。既知の要素を使用することによって、上記の計算要素を実施することができる。もし、異なる経路の加算を順に計算するならば、必要ならば、加算カウンターの数を１つに減らすことができる。これによって、装置を簡単にすることができるが、一方で、計算の遅延が増大する。以下に、本発明の解決策を適用するＣＤＭＡ受信器を例で説明する。図５のブロック図は受信器の構成を例示する。受信器は、様々な送信器からの加算された信号成分を含む広帯域信号を受信するアンテナ５００を備える。受信された信号は無線周波数部分５０２に供給され、無線周波数部分は信号を基本帯域に変換する。変換された信号はサンプリング手段５０４に更に供給され、サンプリング手段は信号をデジタル形式に変換する。変換された信号は遅延評価ブロック５０６に加えられ、遅延評価ブロックでは、異なる信号成分間の遅延差異が評価される。遅延評価５２０は相関手段５０８に供給され、相関手段は、本発明の方法を利用することによって遅延差異に関する情報に基づいて信号間の相関を計算する。遅延評価５２０及び変換された信号は拡散解除手段５１０にも供給され、拡散解除手段は信号を狭帯域形式に変換する。拡散解除手段５１０の出力は、従来のシンボル判定をする判定手段５１２と干渉キャンセル手段５１４の両方に供給される。干渉キャンセル手段には、相関結果５１８と判定手段５１２からの予備のシンボル判定が供給される。干渉キャンセル手段は干渉を除去し、それらの出力信号５１６は最終検知のために受信器の他の部分に更に供給される。添付図に従う例を参照して、本発明を上記に説明したけれども、本発明はそれらに限定されず、添付の請求の範囲に開示された発明の思想の範囲内でいくつかの方法で変更され得ることは明白である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１１年１月１４日（１９９９．１．１４）【補正内容】請求の範囲１．電気通信システムにおいて使用される既知のコードシーケンスであり、多数のサンプルを含み、有限長を有する第１（２００）と第２（２０２）のコードシーケンス間の相関を計算するための方法であって、コードシーケンス間の遅延が計算され、コードが、第１のシーケンスを循環させることによってコードシーケンス間の遅延に基づいて互いに関して所望の位相にセットされる方法において、シーケンス間の相関は、シーケンスを互いにパラレルモードでサンプル単位に比較することによって、また、サンプル−特定の比較の結果を共に加算することによって計算されることを特徴とする方法。２．シーケンスのサンプルはバイナリーシンボルであり、シーケンスは、同一の位置のサンプルの非等価の数を計算することによって、また、２で乗算された非等価の数を相関エリアの大きさから減算することによって互いに比較される請求項１に記載の方法。３．サンプルの等価を計算する際に、第２のシーケンスの開始から第１の循環されていないシーケンスの開始までのサンプル（３００）、及び、第１の循環されていないシーケンスの開始から第２のシーケンスの終わりまでのサンプル（３０２）が別個に計算されて加算される請求項２に記載の方法。４．パラレルモードで別個に実行される比較は順にシリアルモードで実施される請求項３に記載の方法。５．オーバーサンプリングが比較の前にシーケンスについて実施される請求項１に記載の方法。６．比較されるシーケンスは異なる長さのシーケンスである請求項１に記載の方法。７．コードシーケンスは、ＣＤＭＡデータ伝送システムにおいて異なるユーザーの拡散コードとして使用される請求項１に記載の方法。８．電気通信システムにおいて使用される既知のコードシーケンスであり、多数のサンプルを含み、有限長を有する第１と第２のコードシーケンスとの間の相関を計算するための装置であって、コードシーケンス間の遅延を評価するための手段（２０５）と、第１のシーケンスを循環させることによって、コードシーケンス間の遅延に基づいて互いに関して所望の位相にコードをセットするための手段（２０６）とを備える装置において、シーケンスを互いにパラレルモードでサンプル単位に比較するための手段（２１０）と、サンプル−特定の比較の結果を共に加算するための手段（２１２、２１４）とを備えることを特徴とする装置。９．手段（２１０）は、同一の位置のサンプルの非等価を検知するための手段（４０６から４１０）を備える請求項８に記載の装置。 10．第２のシーケンスの開始から循環されていない第１のシーケンスの開始までのサンプルの非等価を計算するための手段（４２２、４１２から４１６、４２４）と、循環されていない第１のシーケンスの開始から第２のシーケンスの終わりまでのサンプルの非等価を計算するための手段（４２２、４１２から４１６、４２６）と、対応する相関を計算するための手段（４２８、４３０）とを備える請求項９に記載の装置。 11．比較の前にシーケンスについてオーバーサンプリングを実施するための手段（２０６、２０８）を備える請求項８に記載の装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】１．電気通信システムにおいて使用される既知のコードシーケンスであり、多数のサンプルを含み、有限長を有する第１（２００）と第２（２０２）のコードシーケンス間の相関を計算するための方法であって、コードシーケンス間の遅延が計算され、コードが、第１のシーケンスを循環させることによってコードシーケンス間の遅延に基づいて互いに関して所望の位相にセットされる方法において、シーケンス間の相関は、シーケンスを互いにシリアルモードでサンプル単位に比較することによって、また、サンプル−特定の比較の結果を共に加算することによって計算されることを特徴とする方法。２．シーケンスのサンプルはバイナリーシンボルであり、シーケンスは、同一の位置のサンプルの非等価の数を計算することによって、また、２で乗算された非等価の数を相関エリアの大きさから減算することによって互いに比較される請求項１に記載の方法。３．サンプルの等価を計算する際に、第２のシーケンスの開始から第１の循環されていないシーケンスの開始までのサンプル（３００）、及び、第１の循環されていないシーケンスの開始から第２のシーケンスの終わりまでのサンプル（３０２）が別個に計算されて加算される請求項２に記載の方法。４．パラレルモードで別個に実行される比較は順にシリアルモードで実施される請求項３に記載の方法。５．オーバーサンプリングが比較の前にシーケンスについて実施される請求項１に記載の方法。６．比較されるシーケンスは異なる長さのシーケンスである請求項１に記載の方法。７．コードシーケンスは、ＣＤＭＡデータ伝送システムにおいて異なるユーザーの拡散コードとして使用される請求項１に記載の方法。８．電気通信システムにおいて使用される既知のコードシーケンスであり、多数のサンプルを含み、有限長を有する第１と第２のコードシーケンスとの間の相関を計算するための装置であって、コードシーケンス間の遅延を評価するための手段（２０５）と、第１のシーケンスを循環させることによって、コードシーケンス間の遅延に基づいて互いに関して所望の位相にコードをセットするための手段（２０６）とを備える装置において、シーケンスを互いにパラレルモードでサンプル単位に比較するための手段（２１０）と、サンプル−特定の比較の結果を共に加算するための手段（２１２、２１４）とを備えることを特徴とする装置。９．手段（２１０）は、同一の位置のサンプルの非等価を検知するための手段（４０６から４１０）を備える請求項８に記載の装置。 10．第２のシーケンスの開始から循環されていない第１のシーケンスの開始までのサンプルの非等価を計算するための手段（４２２、４１２から４１６、４２４）と、循環されていない第１のシーケンスの開始から第２のシーケンスの終わりまでのサンプルの非等価を計算するための手段（４２２、４１２から４１６、４２６）と、対応する相関を計算するための手段（４２８、４３０）とを備える請求項９に記載の装置。 11．比較の前にシーケンスについてオーバーサンプリングを実施するための手段（２０６、２０８）を備える請求項８に記載の装置。