JP2001517397A

JP2001517397A - 符号同期化装置および方法

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Publication number: JP2001517397A
Application number: JP54135998A
Authority: JP
Inventors: レイニシュ，ドラン; ベン−エリ，ドゥディ; バーシュテイン，デイヴィッド; シャマイ（シッツ），シュロモ
Original assignee: ディーエスピーシー・テクノロジーズ・リミテッド
Priority date: 1997-03-30
Filing date: 1998-02-11
Publication date: 2001-10-02
Also published as: BR9809061A; WO1998044670A2; CN1251713A; EP0968582A2; WO1998044670A3; AU5877498A; CA2285339A1; IL120555A0; KR20010005860A; EP0968582A4; US6163548A; IL120555A

Abstract

(57)【要約】高速アダマール変換（ＦＨＴ）ユニット（２０）と事前アダマール処理ユニット（２２）とを含む符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）通信システム用パイロット捕捉装置が設けられている。ＦＨＴユニットは、距離に従って、１組の有り得る疑似乱数（ＰＮ）ローディングの各々の質を決定し、そして事前アダマール処理ユニットは、１組のＰＮローディングにつき１つのベクトルｕを発生する。ベクトルｕは、受信したパイロット信号の質距離を１組の有り得るＰＮローディングでもって定義し、そして事前アダマール処理ユニットは、ベクトルｕをＦＨＴユニットに与える。

Description

【発明の詳細な説明】符号同期化装置および方法発明の分野本発明は、一般的にディジタル通信システムに関し、そしてディジタル通信信号を捕捉するための方法および装置に関する。発明の背景ディジタル通信システムは、ディジタル情報を有する信号を送信および受信する。通常、そのような信号は、送信されるべきデータに（受信機を送信機と同期させるための）同期信号のように正確な通信を確実に行うため必要な追加部分を加えたものと、（受信したデータが壊れてないことを保証し、かついずれの汚染（変造）されたデータの少なくとも一部を訂正するための）エラー訂正コードとを含む。多くの種類のディジタル通信システムがある。１つの共通のディジタル通信システムはスペクトラム拡散システムのそれである。通常の直接シークエンス・スペクトラム拡散信号は、狭帯域の情報搬送信号を無情報の広帯域（かつ一定の包絡）「拡散」信号と混合した結果と見ることができる。Ｂ_iとＢ_pが情報搬送信号と拡散信号のそれぞれを表す場合、受信機に対して利用可能な「処理利得(ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｇａｉｎ)」はＧ＝Ｂ_i／Ｂ_pである。受信機は、到来信号を拡散信号の局部で発生されたバージョンに同期させ、受信した信号を局部で発生された拡散信号と混合し、それにより拡散信号を受信した信号から除去し、その信号を「情報帯域」Ｂ_iに「折りたたむ(ｃｏｌｌａｐｓｅ)」。拡散信号は、通常疑似ランダム・コードのようなある種のコード化されたシークエンスである。米国の宇宙計画は、最初深淵スペース通信用にタイプ１・リードーミューラー（Ｔｙｐｅ１Ｒｅｅｄ−Ｍｕｌｌｅｒ）を利用した。符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）システムでは、コードはリード−ミューラー・コードの変形である。ＣＤＭＡシステムに対するＩＳ−９５標準においては、各ユーザは個々のウォルシュ・コード（Ｗａｌｓｈｃｏｄｅ）を有し、各基地局はパイロット信号を有する。基地局のパイロット信号は、単一の疑似ランダム・コード列に基づくが、各パイロット信号は独特の位相を有する。信号をユーザに送信するとき、関連の基地局のパイロット信号は、ユーザのウォルシュ・コードと組み合わされ、そのユーザのための拡散信号を生成する。疑似ランダム・コード列は疑似乱数（ＰＮ）発生器により発生され、その疑似乱数（ＰＮ）発生器の１つが参照番号１０を付されて図１に示されており、ここで図１を参照する。ＰＮ発生器１０は、加算器１４を介して共に連結された一連のｍ個のフリップ・フロップ１２（ここで、ｍは典型的には１５）を有するシフト・レジスタから形成される。フリップ・フロップに記憶されているビットの値はａ_i,tであり、簡単のためａ_iと付す。任意の時間でのａ_iの組は、時間ｔにおけるＰＮ発生器１０の「ローディング(ｌｏａｄｉｎｇ)」である。各時間ｔに対するＰＮ発生器１０の出力ｃ_tは、時間ｔでのａ₀の値、すなわち値１または０の１ビットである。各サイクルの終わりに、出力ｃ_tは、対応するスイッチ１６を介して各加算器１４に戻るように与えられることにより、ａ_iに対する新しい値とｃ_tに対する新しい値とを生成する。スイッチ１６はまたタップとして知られ、そのスイッチ１６は、所定の状態ｈ_k を有し、そして閉成（ｈ_k＝１）されているか開成（ｈ_k＝０）されているかのいずれかである。初期スイッチｈ₀は、常に閉成され、出力ｃ_tが直接（ｍ−１）番目のフリップ・フロップ１２に与えられる。疑似ランダム・コード列ｐ［ｔ］はＰＮ符号から構成され、その各々の持続時間は「チップ(ｃｈｉｐ)」と呼ばれる。疑似ランダム・コード列の各符号は次のように定義される。式１Ｐ［ｔ］＝（−１）^Cl 拡散信号の局部バージョンを元のバージョンと同期させるため、送信ユニットは、そのコード列を含むパイロット信号を追加して送信する。単純化のため、我々は、送信された信号が２相変位（ＢＰＳＫ）変調されていると仮定する。したがって、局部ユニットは、その局部コード発生器をパイロット信号に同期させ、その後その局部ユニットは、受信された情報搬送信号を拡散解除（ｄｅｓｐｒｅａｄ）することができるようになる。パイロット信号はまた、送信チャネルにおける変化を追跡するのに利用される。受信された信号は、ベースバンド信号に周波数下げ変換され、かつ整合フィルタの出力で１チップ当たり１サンプルの速度でサンプリングされた後では、Ｒ［ｔ］(ｔ＝…，−２，−１，０，１，２，…)により表される。受信された信号は、双方とも送信ユニットにより送信されるパイロット信号およびユーザ・データ信号と、熱雑音により生じた干渉項および隣接送信ユニットにより送信された信号により生じた干渉項とから成る。初期同期を獲得する目的のため、パイロット信号ｐｉｌｏｔ［ｔ］のみに関心がある。ＢＰＳＫ信号に対して、パイロット信号は次式により表し得る。得（「フィンガ(ｆｉｎｇｅｒ)」と呼ばれる）であり、Ｆはフィンガの数を表し、 ω₀はベースバンドに周波数下げ変換された後の残留周波数ドリフトを表す。ここで、最も有意のフィンガ(ｍｏｓｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｆｉｎｇｅｒ) （最も大きなα_lを有するフィンガ）のみを考え、それをαｅ^j ^φと表す。また、全ての他のフィンガ、ユーザ・データ信号および他の干渉をｎ［ｔ］と表す。すると、Ｒ［ｔ］は次式により表せる。捕捉の問題は、ある測定記録Ｒ［ｔ］(ｔ＝１，２，…，Ｎ)を仮定すると、いかに効率的にＰＮ列の位相（すなわち、ＰＮ発生器１０の現在のローディング）を得るかである。捕捉問題に対する解法は、Ａ．Ｊ．Ｖｉｔｅｒｉｂｉによる著書ＣＤＭＡ：スペクトラム拡散通信の原理（ＣＤＭＡ：ＰｒｉｎｃｉｐｌｅｓｏｆＳｐｒｅａｄＳｐｅｃｔｒｕｍＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ） (１９９５年Ａｄｄｉｉｓｏｎ−Ｗｅｓｌｅｙ発行)、特にセクション３．４．３、５８−５９頁に記載されている。その著書は本明細書に援用されている。直接的アプローチは、全ての有り得る（２^M−１）個の位相のＰＮ列を数え上げ(２^M個の有り得る初期ローディングがあるが、ゼロ・ローディングは全てゼロの列を生成するので正規ではない。)、そしてある判定基準に対して最適なものを選択することである。このアプローチは、非常に多数のＰＮローディングのため計算集約的でかつ時間集約的である。著書ＣＤＭＡ：スペクトラム拡散通信の原理に説明されているこのアプローチの可能性のある改良は、２段（デュアル−ドエル(ｄｕａｌ−ｄｗｅｌｌ)）検索手順を用いることにより位相を得る方法である。ここで、第１段は全ての有り得るＰＮ位相を数え上げ、そしてある事前に特定されたスレッショルドを超えた距離値（ｍｅｔｒｉｃｖａｌｕｅｓ）を有するそれらの位相のみを第２段に通す。第２段においては、各位相の仮説が、それが真のＰＮ位相か否かを判断するため、より完全に（すなわち、より計算集約的判断基準を用いて）検査される。デュアル−ドエル手順は、直接的アプローチより速いが、相変わらず著しい時間量がかかる。受信されたサンプルＲ［ｔ］に周波数ドリフトがない（すなわち、ω₀＝０）である場合、白色ガウス雑音の仮定の下で最適距離の絶対値が最大にされることを必要とする当該最適距離は、次のように最尤距離である。ここで、Ｒ[１]，Ｒ[２]，…，Ｒ［Ｎ］は１チップにつき１サンプルの速度でサンプリングされたデータのブロックであり、ｐ［ｔ］は１つの有り得るＰＮ列である。デュアル−ドエル手順においては、サイズＮのブロックは、第１の位相では比較的小さく、第２の位相ではより大きい。データが周波数ドリフトを有する場合、距離は周波数ドリフトに対して無感応であるべきである。以下の異なる距離は、論文「差分コヒーレントＤＳ−ＳＳ並列捕捉受信機の解折(ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆａＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙＣｏｈｅｒｅｎｔＤＳ−ＳＳＰａｒａｌｌｅｌＡｃｑｕｓｉｔｉｏｎＲｅｃｅｉｖｅｒ)」(第４５回自動車技術会議のＩＥＥＥ議事録(ＩＥＥＥＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅ４５^th ＶｅｈｉｃｕｌａｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ)、２巻２７１−２７５頁、１９９５年発行)において、Ｍ．Ｈ．ＺａｒｒａｂｉｚａｄｅｈおよびＥ．Ｓ．Ｓｏｕｚａにより提案された(本論文は本明細書に援用されている。)。ここで、Ｎ_cはコヒーレント加算のため用いられるチップ数（例えば、ＩＳ−９５ＣＤＭＡ標準において６４である符号当たりのチップ数）であり、Ｎ_sは最終距離を生成するため用いられるｚ［］の数である。例えば、Ｎ_sは、第１の位相（ドエル）に対して小さく(例えば、５)、第２の位相に対してより大きい(例えば、１０)。以下の論文および特許は、ＢＰＳＫ信号が用いられた場合ＰＮローディングおよびエラー訂正コードを一般にソフト復号する変換−ドメイン方法を説明している。それら論文等は本明細書に援用されている。Ｖ．Ｖ．ＬｏｓｅｖおよびＶ．Ｄ．Ｄｖｏｒｍｉｋｏｖ著「高速変換を用いた疑似ランダム列のセグメントからの疑似ランダム列の位相の決定(ＤｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＰｈａｓｅｏｆａＰｓｕｅｄｏｒａｎｄｏｍＳｅｑｕｅｎｃｅＦｒｏｍｉｔｓＳｅｇｍｅｎｔＵｓｉｎｇＦａｓｔＴｒａｎｆｏｒｍｓ)」、ＲａｄｉｏＥｎｇｉｎｎｅｒｉｎｇａｎｄＥｌｅｃｔｏｎｉｃｓＰｈｙｓｉｃｓ，Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．８，６１−６６頁、１９８１年８月Ｍ．ＣｏｈｎおよびＡ．Ｌｅｍｐｅｌ著「高速Ｍ列変換について(ＯｎＦａｓｔＭ−ＳｅｑｕｅｎｃｅＴｒａｎｓｆｏｒｍｓ)」、ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｏｎＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｈｅｏｒｙ、１３５−１３７頁、１９７７年Ｖ．Ｖ．ＬｏｓｅｖおよびＶ．Ｄ．Ｄｖｏｒｍｉｋｏｖ著「高速変換を用いたアドレス・シークエンスの認識(ＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｏｆＡｄｄｒｅｓｓＳｅｑｕｅｎｃｅＵｓｉｎｇＦａｓｔＴｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ)」、ＲａｄｉｏＥｎｇｉｎｎｅｒｉｎｇａｎｄＥｌｅｃｔｏｎｉｃｓＰｈｙｓｉｃｓ，Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．８，６２−６９頁、１９８３年８月Ｓ．Ｚ．Ｂｕｄｉｓｉｎ著「ＦＷＴを用いることによる高速ＰＮ列相関(ＦａｓｔＰＮＳｅｑｕｅｎｃｅＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｙＵｓｉｎｇＦＷＴ)」、ＩＥＥＥＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＭｅｄｉｔｅｒｒａｎｅａｎＥｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ(ＭＥＬＥＣＯＮ) 、ポルトガル、リスボン、１９８９年４月、５１３−５１５頁Ｙ．Ｂｅ’ｅｒｙおよびＪ．Ｓｙｎｄｅｒｓ著「高速アダマール変換に基づく最適ソフト判断ブロック復号器(ＯｐｔｉｍａｌＳｏｆｔＤｅｃｉｓｉｏｎＢｌｏｃｋＤｅｃｏｒｄｅｒｓＢａｓｅｄｏｎＦａｓｔＨａｄａｍａｒｄＴｒａｎｓｆｏｒｍ)」、ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｏｎＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｈｅｏｒｙ、ｖｏｌ．３２、１９８６年、３５５−３６４頁Ｒｉｃｅへの米国特許Ｎｏ．５，４６３，６５７本発明の概要本発明の目的は、特にＣＤＭＡシステム用でパイロット信号に対して同期するための新規で比較的高速の方法および装置を提供することにある。本発明の別の目的は、周波数ドリフトを有するパイロット信号に対して同期する方法および装置を提供することにある。本発明のさらに別の目的は、周波数ドリフトが存在するときエラー訂正コードをソフト復号する方法および装置を提供することにある。したがって、本発明の好適な実施形態に従って、高速のアダマール変換(ＦＨＴ)ユニットおよび事前アダマール処理ユニットを含む符号分割多重アクセス(ＣＤＭＡ)通信システムのためのパイロット捕捉装置が設けられる。ＦＨＴユニットは、距離（ｍｅｔｒｉｃ）に従って、１組の有り得る疑似乱数（ＰＮ）ローディングの各々の質を決定し、そして事前アダマール処理ユニットは、１組のＰＮローディングにつき１個のベクトルｕを発生する。ベクトルｕは、受信されたパイロット信号の質距離を有り得るＰＮローディングの組により定義し、事前アダマール処理ユニットはベクトルｕをＦＨＴユニットに与える。さらに、本発明に好適な実施形態に従って、上記ユニットは、各有り得る部分ＰＮローディングｓ^Eが１組の有り得るＰＮローディングを定義するその一連の有り得る部分ＰＮローディングｓ^Eを発生するための有り得る部分ＰＮローディング発生器を含む。さらに、本発明の好適な実施形態に従って、上記ユニットは、局部ＰＮローディング選択器により選択されたＰＮローディングの間から所定のスレッショルドを超えた距離値を有するＰＮローディングを選択し、各選択されたＰＮローディングに対して第２の距離を決定し、かつ選択されたＰＮローディングの間から第２の距離に対して最良の値を有するＰＮローディングを選択するデュアル・ドエル・ユニットを含む。さらに、本発明の好適な実施形態に従って、事前アダマール処理ユニットは、局部ＰＮ発生器と、以下のステップを実行するｕベクトル発生器とを備える。以下のステップとは、局部ＰＮ発生器に初期ＰＮローディングをロードするステップと、受信されたパイロット信号の各データポイント上をループするステップと、１ループにつき、１つの有り得る部分ロードｓ^Eを受信されたパイロット信号の各データポイント、および前記局部ＰＮ発生器により生成されたＰＮローディングと組合わせることによりｕベクトルを更新するステップと、局部ＰＮ発生器をステップさせて別のＰＮローディングを生成するステップと、その結果のｕベクトルを前記ＦＨＴユニットに与えるステップとである。代替として、周波数ドリフトを有する受信された信号に対しては、事前アダマール処理ユニットは、局部ＰＮ発生器と、以下のような類似の組のステップを実行するｕベクトル発生器とを備える。以下のような類似の組のステップとは、複数のドリフト・ループ値に対してループするステップであって、ａ）局部ＰＮ発生器に１ループ値につき異なる初期ＰＮローディングをロードするステップと、ｂ）受信されたパイロット信号からドリフトに無感応な入力信号を発生するステップとを含む、前記ループするステップと、入力信号の各データポイント上をループする第２のステップであって、ａ）１つの有り得る部分ローディングｓ^Eを入力信号のデータポイント、および局部ＰＮ発生器により生成されたＰＮローディングと組み合わせることによりｕベクトルを更新するステップと、ｂ）局部ＰＮ発生器をステップさせて別のＰＮローディングを生成するステップとを含む、前記ループする第２のステップとである。残りのステップは、周波数ドリフトの無いケースと同じである。さらに、本発明の好適な実施形態に従って、上記ユニットは、事前に定義されたスレッショルドを超えた距離を生成するそれらのＰＮローディングについて更に距離計算を実行するデュアル・ドエル・ユニットを含み得る。本発明は、内部に周波数ドリフトを有する全てのディジタル通信システム（まさにＣＤＭＡでなく）に対して動作可能であり、そしてまたエラー訂正コードにより符号化された信号に対して、以下および請求の範囲に記載されるように、実行することができる。後者については、局部ＰＮ発生器は、発生マトリックスと置換される。図面および付録の簡単な説明本発明は、図面および付録と関連した以下の詳細な記載からより十分に理解されかつ認められるであろう。図１は、従来技術の疑似乱数（ＰＮ）発生器の概略図である。図２は、本発明の好適な実施形態に従って構成されかつ動作するパイロット捕捉ユニットのブロック図である。図３は、図２のパイロット捕捉ユニットの一部を形成する事前アダマール・プロセッサの概略図である。図４は、周波数ドリフトを有しない信号に対する図３の事前アダマール・プロセッサの動作方法のフローチャート図である。図５は、周波数ドリフトを有する信号に対する図３の事前アダマール・プロセッサの動作方法のフローチャート図である。図６は、本発明の別の好適な実施形態に従って構成されかつ動作する、エラー訂正コードによるデータ符号化のための復号器のブロック図である。図７は、図６のユニットの一部を形成する事前アダマール・プロセッサの概略図である。図８は、図７の事前アダマール・プロセッサの動作方法のフローチャート図である。付録Ａは、周波数ドリフトを有しない１／４位相シフト・キーイング（ＱＰＳＫ）信号で動作する図２、図３および図４の事前アダマール・プロセッサについての数学的基礎を与える。付録Ｂは、未知の周波数ドリフトを有するＱＰＳＫ信号で動作する図５の事前アダマール・プロセッサについての数学的基礎を与える。付録Ｃは、周波数ドリフトを有しない２相変位（ＢＰＳＫ）で動作する図２、図３および図４の事前アダマール・プロセッサについての数学的基礎を与える。付録Ｄは、未知の周波数ドリフトを有するＢＰＳＫで動作する図５の事前アダマール・プロセッサについての数学的基礎を与える。好適な実施形態の詳細な説明本発明のパイロット捕捉ユニットは、各有り得る疑似乱数（ＰＮ）ローディングｓ（すなわち、フリップ・フロップ値ａ_iの組）を考慮し、それに対する距離（ｍｅｔｒｉｃ）ｍｅｔｒｉｃｓ［ｓ］の値を決定する。次いで、本発明は、そのｍｅｔｒｉｃｓ［ｓ］の組を検討し、「最良」(例えば、絶対値で最大)のｍｅｔｒｉｃｓ［ｓ］と関連したＰＮローディングを選択する。選択されたＰＮローディングは、それによりデータが符号化された送信ユニット上のＰＮ発生器の検出された現在のＰＮローディングである。１／４位相シフト・キーイング（ＱＰＳＫ）信号を有するＣＤＭＡシステムにとっては、送信される信号は複素数であり、したがってＰＮ列も複素数ｐ⁰［ｔ］＝ｐ⁰ _I［ｔ］＋ｊｐ⁰ _Q［ｔ］である。複素ＰＮ列は、２つのＰＮ発生器により発生され、１つのＰＮ列は同相（ｉｎ−ｐｈａｓｅ）列ｐ⁰ _I［ｔ］に対してであり、もう１つは１／４位相（ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ）列ｐ⁰ _Q［ｔ］に対してである。そのようなＣＤＭＡシステムにとっては、ｐ⁰ _I［ｔ］を得るための距離は次式のとおりである。ここで、ｃ_tは、同相ＰＮ発生器の出力であり、ｐ_I［ｔ］は、複素ＱＰＳＫＰＮ列の同相部分でありかつ同相ＰＮローディングｓの関数である。以下で説明されるように、ｐ⁰ _Q［ｔ］は推定された同相ローディングｓから得られる。上記で与えられた式６のｍｅｔｒｉｃｓ［ｓ］は、受信されたデータＲ［ｔ］の中に周波数ドリフトがない場合のみ有効であることが認められるであろう。さらに、本発明はＣＤＭＡＱＰＳＫ信号に関して記載されるが、本発明はまた他のディジタル通信システムに関して動作可能であることが認められるであろう。行ベクトルｍｅｔｒｉｃｓ［ｓ］の値（ｓの各有り得る値に対する１つの要素）は、ｍｅｔｒｉｃｓ［ｓ］を次のように書くことができることに注目することにより高速アダマール変換（ＦＨＴ）を介して発生される。式７ｍｅｔｒｉｃｓ［ｓ］＝ｕ・Ｈ_m ここで、Ｈ_mはアダマール・マトリックスであり、ｕは高速アダマール変換に対する入力ベクトルである。ｍｅｔｒｉｃｓ［ｓ］のアダマール・マトリックスとの関連、および受信されたサンプルからの入力ベクトルｕの構成は、ＣＤＭＡのＱＰＳＫ入力パイロット信号について付録Ａにおいて詳細に導かれる。高速アダマール変換は、Ｄ．Ｆ．ＥｌｌｉｏｔおよびＫ．Ｒ．Ｒａｏによる著書高速変換、アルゴリズム、解析、応用（ＦａｓｔＴｒａｎｓｆｏｒｍｓ，Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ，Ａｎａｌｙｓｉｓ，Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ） (ＡｃａｄｅｍｉｃＰｒｅｓｓ、ニューヨーク、１９８２年発行)に説明されている。その著書は本明細書に援用されている。ここで、本発明のパイロット捕捉ユニットをブロック図形式で図示する図２を、図２のパイロット捕捉ユニットに有用な事前アダマール・プロセッサを詳細に示す図３を、そして図３の事前アダマール・プロセッサの動作方法をフローチャート形式で図示する図４を参照する。パイロット捕捉ユニットは、高速アダマール変換（ＦＨＴ）ユニット２０、事前アダマール・プロセッサ２２、有り得る部分ＰＮローディングｓ^E発生器２４、局部ＰＮローディング選択器２６および大域ＰＮローディング選択器２８を備える。有り得る部分ＰＮローディングｓ^E発生器２４は、典型的には、計数値を部分ＰＮローディングｓ^Eとして与えるカウンタである。以下でより詳細に説明されるように、事前アダマール・プロセッサ２２は、受信されたデータＲ［ｔ］、および事前アダマール・プロセッサ２２の一部を形成するＰＮ発生器１９（図３）の初期ローディングｈを仮定すれば、有り得る現在の部分ローディングｓ^Eを共通に有する全部のローディングｓに対してアダマール入力ベクトルｕを生成する。（ｈ_M-1,.．ｈ₀）として定義される初期ローディングｈは、複数のタップ１６の値をそれらの対応するフリップ・フロップ１２に与えることにより生成され、そこにおいてａ₀はｈ_M-1の値を受け取る等々である。ＦＨＴユニット２０は、アダマール入力信号ｕに高速アダマール変換を実行し、そしてそれから、有り得る現在の部分ローディングｓ^Eを共通に有する全部のローディングｓに対するベクトルｍｅｔｒｉｃｓ［ｓ］を生成する。局部ＰＮローディング選択器２６は、｜ｍｅｔｒｉｃｓ［ｓ］｜の最大成分と関連したＰＮローディングｓ_lを選択する。処理は、全部の有り得る部分ローディングｓ^Eに対して反復され、そして大域ＰＮローディング選択器２８は、局部ローディング選択器により生成されたそれらのローディングｓ_lの間から｜ｍｅｔｒｉｃｓ［ｓ］｜の最大値を有する検出されたＰＮローディングｓを選択する。ＩＳ−９５ＣＤＭＡシステムは、２つのＰＮ発生器、すなわち同相ＰＮ発生器および１／４位相ＰＮ発生器（ｑｕａｔｅｒｎａｒｙＰＮｇｅｎｅｒａｔｏｒ）を有し、これら２つの発生器は互いに結合され、そして同相ＰＮ発生器は１／４位相ＰＮ発生器の列に影響を与える。その反対は真ではない。双方の局部ＰＮ発生器を送信ＰＮ発生器に同期させるため、それら局部ＰＮ発生器は、それらの初期ローディングにより初期化され、同相ＰＮ発生器が選択されたローディングｓに達するまで共にステップされる。１／４位相ＰＮ発生器は、その適切なローディングに達してしまう。図３に示されるように、事前アダマール・プロセッサ２２は、図１のＰＮ発生器１０と類似の局部疑似乱数発生器１９、アダマール・ベクトルｕレジスタ３０、加算器３２、スカラー乗算器３４およびＸＯＲ−ＡＮＤ（排他的論理和−積）ユニット３６を備える。発明の背景で説明されそして付録Ａで詳細に示されるＢｅ’ｅｒｙおよびＳｙｎｄｅｒｓによる論文に従って、ＰＮ発生器１９は、２つのセクションに分割され、ｍ−Ｑ個のフリップ・フロップ１２を組み込む長さｍ−Ｑの外部セクションＥは値ａ₀からａ_m-Q-1までを有し、Ｑ個のフリップ・フロップ１２を組み込む長さＱの内部セクションＩは値ａ_m-Qからａ_m-1までを有する。内部セクションは内部ベクトルｇ^I _tを生成し、外部セクションは外部ベクトルｇ^E _tを生成する。ここで、そのベクトルｇは次式により定義される。式８ｇ^I _t＝（ａ_m-1…ａ_m-Q）ｇ^E _t＝（ａ_m-Q-1…ａ₀）そして、ａ_iは時間ｔでのフリップ・フロップ１２の中の値である。ベクトルｇ_t＝（ｇ^I _t，ｇ^E _t）は、局部ＰＮ発生器１９の１つの有り得る状態であり、一方ローディングｓは、ＰＮローディングでもって受信したパイロット信号が発生されたそのＰＮローディングであることが認められるであろう。さらに、局部ＰＮ発生器１９の出力ｃ_tは次のようにＰＮローディングｓおよびｇ_tの関数であることが認められるであろう。式９Ｃ_t＝〈ｓ，ｇ_t〉れる。内部ベクトルg^I _tの値は、アダマール・ベクトルｕレジスタ３０内のアドレスを定義し、そこにおいてレジスタ３０は２^Q個のメモリ・セルを含む。矢印４０は、内部ベクトルｇ^I _tからそれが定義し４２が付されているアドレスを指し示す。事前アダマール・プロセッサ２２は、アドレス４２に記憶されている値を取り去り、その値を加算器３２に与える。外部ベクトルｇ^E _tは、有り得る部分ＰＮローディングｓ^Eと組み合わされて用いられて、データポイントＲ［ｔ］の符号ｓｉｇｎを決定する。ａ）部分ＰＮローディングｓ^Eは外部ベクトルｇ^E _tと同じ長さｍ−Ｑであり、ｂ）外部ベクトルｇ^E _tおよび部分ＰＮローディングｓ^Eは１および０の２値ベクトルである。特に、実行される演算は次のとおりである。スカラー乗算器３４は、データポイントＲ［ｔ］にｓｉｇｎの値を乗算し、その結果が、加算器３２において、アドレス４２から取り去られたアダマール入力の成分に加えられる。次いで、加算器３２の出力は、アドレス４２に戻すように挿入される。図４に示されるように、事前アダマール・プロセッサ２２は、Ｒ［ｔ］のＮ個の値の各々に対して前述の演算を反復する。最初（ステップ５０および５１）に、事前アダマール・プロセッサ２２は、アダマール・ベクトルｕレジスタ３０をゼロにし、局部ＰＮ発生器１９にその初期状態ベクトルｈをロードする。ステップ５２において、事前アダマール・プロセッサ２２は、Ｒ［ｔ］のＮ個の値に対してループし、そこにおいて、Ｒ［ｔ］の各値に対して、ｕの関連の成分に対する新しい値が決定され(ステップ５４)、その後局部ＰＮ発生器１９はステップされ(ステップ５６)、内部ベクトルｇ^I _tと外部ベクトルｇ^E _tとに対する新しい値を生成する。一度ループ５２が完了すると、ｕベクトルが生成され、したがって、ｍｅｔｒｉｃｓ［ｓ］の値を決定するためのＦＨＴユニット２０にそのｕベクトルを送ることができる(ステップ５８)。処理は、再びステップ５０でアダマール・ベクトルｕおよび局部ＰＮ発生器１９をそれらの初期状態にリセットすることにより始まる。ＦＨＴユニット２０は１つのＰＮローディングｓ^Eにつき１回演算し、一方事前アダマール・プロセッサ２２はその演算を１つの部分ＰＮローディングｓ^EにつきＮ回反復することが認められるであろう。部分ＰＮローディングｓ^Eの数は２^m-Qであり、そこにおいてＱは、事前アダマール・プロセッサ２２により実行される演算の数とＦＨＴユニット２０により実行される演算の数との間を均衡させるよう選択される。さらに、ＦＨＴユニット２０により実行される高速アダマール変換は一連の加算演算のみを実行することが認められるであろう。その結果、本発明のパイロット捕捉ユニットは、加算演算のみを実行する(ＸＯＲ−ＡＮＤユニット３６はＸＯＲ−ＡＮＤ演算のみを実行しかつスカラー乗算器３４は符号の変更のみを生成するので、実数乗算はない)。加算演算の数は比較的低いので、本発明のパイロット捕捉ユニットは、従来技術におけるより速くパイロット同期化演算を実行する。まさにどの位速いかはＱの選択に依存する。例えば、受信された信号Ｒ［ｔ］においてＮ＝６４０サンプルであり、ＰＮ発生器の長さｍは１５であり、分割値Ｑは１２であり得る。比較的速い捕捉は特に、セルラー電話方式のようなＣＤＭＡシステムにとって特に有効であり、そこにおいて初期同期はできるだけ迅速に獲得されることが必要である。上記式６で与えられるｍｅｔｒｉｃｓ［ｓ］のための式は、受信されたデータＲ[ｔ]に周波数ドリフトが無い場合のみ有効であることが認められるであろう。しかしながら、これはまれなケースである。付録Ｂで説明されるように、ベースバンドに周波数を下げる変換処理が理想的でなく、幾らかの残留周波数ドリフトが（典型的には送信機と受信機との間のクロック速度の不整合に起因して）常に存在する。１つの可能性のある解法は、全ての有り得る周波数ドリフトについて数え上げかつ各そのような仮定に対してドリフトを受信されたデータから排除する方法である。次いで、上記提示された方法は、変換されたデータに適用され得る。別の可能性は、周波数ドリフトに対して無感応である距離を利用する方法である。１つのそのような距離は、以下でＱＰＳＫ信号に対して式１１により与えられる多重差分距離(ｍｕｌｔｉ−ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｍｅｔｒｉｃ)である(ＢＰＳＫ信号に対する距離は付録Ｄで与えられる。)。ここで、そして、差分（ｄｉｆｆｅｒｎｔｉａｌｓ）の数Ｌは所定の小さい数である。単純化のため、Ｌはｍ以下であるが、しかし他の値も有り得る。付録Ｂにおいて導かれるように、多重差分距離は、非周波数ドリフト距離の要領と類似の要領で決定され、したがって、最良の多重差分距離と関連したＰＮローディングを決定するため、図２のパイロット捕捉ユニットを利用することができる。しかしながら、この多重差分の実施形態に対しては、図２の事前アダマール・プロセッサ２２は図５に従って動作され、その図５をここで参照する。図４と似て、図５は、１つの部分ＰＮローディングｓ^Eについての事前アダマール・プロセッサ２２の動作を図示する。最初（ステップ７０）に、事前アダマール・プロセッサ２２はアダマール・ベクトルｕレジスタ３０をゼロにする。レジスタ３０の準備に続いて、事前アダマール・プロセッサ２２は、ｌの有り得る値に対してループ７２を始める。ｌの各値に対して、事前アダマール・プロセッサ２２は、式１１によりｌ番目の入力データ・ローデイングＲ＾_l（注：以降＾は前の記号、（ここではＲ）の上にある記号を表す）を発生する(ステップ７４) 。事前アダマール・プロセッサ２２はまた、局部ＰＮ発生器１９のｌ番目のローディングｈ_lを発生し(ステップ７６)、それを局部ＰＮ発生器１９にロードする( ステップ７８)。ｌ番目のローディングｈ_lは次式により定義される。を示す。次いで、事前アダマール・プロセッサ２２は、次の例外を伴って、先の実施形態におけるようにループ８０でｕレジスタの値を決定する。ｉ）局部ＰＮ発生器１９はｈではなくｌ番目のローディングｈ_lをロードされ、そして ii）入力データ列Ｒ_l＾が先の入力データ列Ｒに取って代わる。特に、アダマール・ベクトルｕレジスタ３０は更新され(ステップ８２)、その後局部ＰＮ発生器１９がステップされる。双方のループ７２および８０が終了された後に、アダマール・ベクトルｕレジスタ３０に記憶されているベクトルｕはＦＨＴユニット２０に与えられる(ステップ８６)。パイロット捕捉ユニットの残りの動作は前のとおりである。事前アダマール・プロセッサ２２は部分ローディングｓ^Eごとにその動作を反復し、局部ＰＮローディング選択器２６は部分ローディングｓ^Eごとに最良の解を選択し、大域ＰＮローディング選択器２８は最良の全体ローディングｓを選択する。例えば、受信された信号Ｒ［ｔ］においてＮ＝２５６０サンプルであり、ＰＮ発生器の長さは１５であり、分割値Ｑは１２であり、差分Ｌの数は８であり得る。本発明のパイロット捕捉ユニットは、周波数ドリフトを有するまた有しないシステムに対して利用することができ、唯一の相違はＰＮ発生器の初期ローディングと差分または非差分入力データであることが認められるであろう。ＣＤＭＡシステム、他のスペクトラム拡散システム、および送信されるデータの形式（ＱＰＳＫ，ＢＰＳＫ等）に関係なくエラー訂正コードを送信されるデータに加えるシステムのような、発生されたＰＮコードを用いた全てのディジタル通信システムは、通常その中に幾らかの周波数ドリフトを有し、したがって、図５の第２の実施形態が通常適用可能であることに注目されたい。本発明のパイロット捕捉ユニットは、以下のようにデュアル・ドエル・スキーム内で動作することができる。第１段（ドエル）で、図２のユニットは、ある事前選択されたスレッショルドを超えた(周波数ドリフトの有するまたは有しない) 距離値を生成する全てのＰＮローディングを検出する。第２のドエルで、更なるユニット（図示せず）が、式４（周波数ドリフトが無い）または式５(周波数ドリフトが有る)のいずれかにより定義された従来技術の距離を計算し、そこでは、双方共、信号ｐ［ｔ］はＱＰＳＫ信号を扱うため信号ｐ^*［ｔ］により置換される。スレッショルドは次のように決定される。ランダム・ローディングの下での距離（データ測定値を仮定して）の帰納的分散はσ²（各距離はσ²のそれ自身の値を有する。）により表されるとする。各ドエルで、ｔ・σを超えている（すなわち、｜ｍｅｔｒｉｃｓ［ｓ］｜＞t・σ）という仮説のみが次の段に通される(仮説は第２のドエルに通されるか、または仮説が首尾良い同期として選択されるかいずれかである。)。例えば、周波数ドリフト状況において、ｔは、（式１１の距離を用いて）第１のドエルに対してｔ＝４．０に、そして（式５の距離を用いて）第２のドエルに対してｔ＝５．５にセットされてよい。種々の距離の帰納的分散は以下により与えられることに注目されたい。式４により定義された距離に対して式５により定義された距離に対して式６により定義された距離に対して式１１により定義された距離に対して前述したように、ＣＤＭＡに対するＩＳ−９５仕様は、複素ＰＮローディングｐ⁰［ｔ］＝ｐ⁰ _I［ｔ］＋ｊｐ⁰ _Q［ｔ］を定義し、その複素ＰＮローディングｐ⁰ ［ｔ］＝ｐ⁰ _I[ｔ］＋ｊｐ⁰ _Q［ｔ］は２つのＰＮ発生器により発生される。第１のＰＮ発生器はｐ⁰ _I［ｔ］を発生する。第２のＰＮ発生器はｐ⁰ _Q［ｔ］を発生する。双方のＰＮ発生器は、送信の始めに初期化される。ＰＮ列の周期を２¹⁵−１から２¹⁵まで増大するため、かつ０と１との数をこれらの列の中で均衡させるため、次の非線形機構を採用する。パターン０，０，０，０，０，０，０，０，０，０，０，０，０，０，１が第１の列において検出されるときは常に、追加の０ビットが双方の列の出力に挿入される。しかしながら、本発明は、この非線形性の存在するところで崩壊し（ｃｏｌｌａｐｓｅ）ないで、代わりに僅かに質が低下する。本発明は、前述したことに限定されず、本発明の範囲内に入る全ての多数の変更が存在することが認められるであろう。例えば、本発明はＣＤＭＡシステムに関して記載されたが、本発明は他のディジタル通信システムにおいて実行することができる。特に、本発明は、パイロット信号と関連するか否かに関係なく、周波数ドリフトが存在する場合における全てのコード同期化の実行を包含する。ここで、本発明の概念を利用するエラー訂正コードでもって符号化されたメッセージのための復号器を図示する図６、図７および図８を参照する。この実施形態にとって、ｓはメッセージであり、ｐ［ｔ］は送信されるべき列である、（長さｍの）メッセージｓの符号化されたバージョンであるとする。再度、受信されかつサンプリングされた信号はＲ［ｔ］である。メッセージｓを符号化するため、列（コラム）ｇ_tを有する発生マトリックスＧを用いる。ここで、Ｇ＝［ｇ^T ₁…ｇ^T _t…］値ｃ_tはメッセージｓと（長さｍの）ｔ番目の発生ベクトルｇ_tとの関数であり、列ｐ［ｔ］は以下のように値ｃ_tから生成される。ｃ_t＝＜ｓ，ｇ＞したがって、送信されるべき列ｐ［ｔ］は異なる要素から形成されるにも拘わらず、送信されるべき列ｐ［ｔ］は先の実施形態（式６および式９を参照）におけるのと同じ構造を有する。最大にされるべき距離は、周波数ドリフトに無感応でなければならない。ＢＰＳＫ変調に対して、距離は次のとおりである。ここで、付録Ｄにおけるように、付録Ｄにおけるように、ｌ≦ｍであると仮定し、次式を得る。ここで、η［ｔ］は雑音項の寄与を表す。ここで、ＢＰＳＫ変調に対しては、次式のとおりである。Ｒｅ｛ｐ⁰［ｔ］(ｐ⁰[ｔ−ｌ])^*｝＝ｐ⁰［ｔ］ｐ⁰［ｔ−ｌ］およびしたがって、図６は、エラー訂正コードでもって符号化されたデータのための本発明の復号器を図示する。その復号器はパイロット捕捉ユニットのそれと類似の構造を有し、したがって類似の構成要素は類似の参照番号を有する。復号器は、ＦＨＴユニット２０、９０を付された事前アダマール・プロセッサ、有り得る部分ｓ^E発生器２４、局部ＰＮローディング選択器２６と類似して動作する局部メッセージ選択器１００、および大域ＰＮローディング選択器２８と類似して動作する大域メッセージ選択器１０２を備える。先の実施形態のパイロット捕捉ユニットの事前アダマール・プロセッサと類似して、事前アダマール・プロセッサ９０は、受信されたデータＲ［ｔ］を仮定すると、現在の有り得る部分メッセージｓ^Eを共通に有する全てのメッセージｓに対してアダマール入力ベクトルｕを生成する。ＦＨＴユニット２０は、アダマール入力信号ｕについて高速アダマール変換を実行し、それらから、現在の有り得る部分メッセージｓ^Eを共通に有する全てのメッセージｓに対するベクトルｍｅｔｒｉｃｓ［ｓ］を生成する。局部メッセージ選択器１００は、｜ｍｅｔｒｉｃｓ［ｓ］｜の最大成分と関連したメッセージｓ_lを選択する。処理は、全ての有り得る部分メッセージｓ^Eに対して反復され、大域メッセージ選択器１０２は、局部メッセージ選択器により生成されたメッセージＳ_lの間から｜ｍｅｔｒｉｃｓ［ｓ］｜の最大値を有する検出されたメッセージｓを選択する。図７は、事前アダマール・プロセッサがアダマール・ベクトルｕレジスタ３０、加算器３２、スカラー乗算器３４およびＸＯＲ−ＡＮＤユニット３６を備える点で図３の事前アダマール・プロセッサ２２に類似する事前アダマール・プロセッサ９０を図示する。しかしながら、事前アダマール・プロセッサ９０は、事前アダマール・プロセッサ２２の局部ＰＮ発生器１９の代わりに発生マトリックスＧの発生ベクトルを記憶する記憶ユニット１０４およびＸＯＲユニット１０６を備える。記憶ユニット１０４およびＸＯＲユニット１０６は一緒でそれぞれｇ^I _t _,l およびｇ^E _t,lと付された内部および外部ベクトルを生成し、その内部および外部ベクトルｇ^I _t,lおよびｇ^E _t,lをアダマール・ベクトルｕレジスタ３０およびＸＯＲ−ＡＮＤユニット３６は要求する。特に、ＸＯＲユニット１０６は、記憶ユニット１０４に記憶されている２つのベクトルｇ_tおよびｇ_t-lから組合わせ発生ベクトルｇ_t-lを発生する。ベクトルｇ_t-lはベクトルｇ_tからｌ離れたベクトルであり、ｌは以下で定義されるとおりである。先の実施形態におけるように、組合わせ発生ベクトルｇ_t,lは内部ベクトルｇ^I _t,l と外部ベクトルｇ^E _t,lとに分割され、内部ベクトルｇ_t,lは組合わせベクトルｇ_t,lのＱ個の成分を含み、外部ベクトルｇ^E _t,lは組合わせベクトルｇ_t,lの（ｍ −Ｑ）個の成分を含む。ＸＯＲ−ＡＮＤユニット３６は、式１０において前述したように、外部ベクトルｇ^E _t,lを有り得る部分メッセージｓ^Eと組み合わせ、そしてスカラー乗算器３４は、上記で定義されたように、その結果を、シフトされた受信されたデータＲ_l［ｔ］と組み合わせる。先の実施形態におけるように、内部ベクトルｇ^I _t,lはアダマール・ベクトルｕレジスタ３０内のアドレスを定義するため利用される。これは、４２を付されたアドレスを指す矢印４０により示されている。事前アダマール・プロセッサ９０は、アドレス４２に記憶されている値を取り去り、その値を加算器３２に与える。図８は、事前アダマール・プロセッサ９０により実行される動作を図示する。その動作は、ＰＮ発生器についての動作が発生マトリックスＧについての動作と置換される点を除いて図５に示される動作と類似している。特に、事前アダマール・プロセッサ９０は、アダマール・ベクトルｕレジスタ３０をゼロにする（ステップ７０）ことにより始める。アダマール・ベクトルｕレジスタ３０の準備に続いて、事前アダマール・プロセッサ９０は、ｌの有り得る値に対してループ７２を始める。ｌの各値に対して、事前アダマール・プロセッサ９０は、ｌ番目の入力データ・ローディングＲ_l＾を発生し(ステップ７４)、ｌの現在の値を用いて組み合わされた発生ベクトルｇ_t,lを発生する(ステップ１１０)。組み合わされた発生ベクトルｇ_t,lが与えられたとすると、事前アダマール・プロセッサ９０は、前述したようにループ８０においてアダマール・ベクトルｕレジスタ３０の値を決定し、アダマール・ベクトルｕレジスタ３０を更新する。双方のループ７２および８０が終了された後、アダマール・ベクトルｕレジスタ３０に記憶されているベクトルｕは、ＦＨＴユニット２０に与えられる(ステップ８６)。本発明は、特に上記で示されかつ記載されたものに限定されないことが当業者には認められるであろう。むしろ、本発明の範囲は、付録の後に続く請求の範囲によってのみ規定されるものである。付録Ａ全ての送信される信号はＱＰＳＫ変調されると仮定し、ベースバンドに周波数を下げる変換を行い、整合されたフィルタリングを行いかつサンプリングした後の受信された複素ＣＤＭＡ信号は、Ｒ［ｔ］(ｔ＝…，−２，−１，０，１，２ …)により表されるとする。Ｒ［ｔ］は以下の成分から成る。１．基地局により送信されるパイロット信号２．基地局により送信されるユーザ・データ信号３．熱雑音および隣接基地局により送信される信号を含む干渉項初期同期を獲得する目的のため、我々はパイロット信号ｐｉｌｏｔ［ｔ］のみに関心があり、そのパイロット信号ｐｉｌｏｔ［ｔ］は次式により表すことができる。ここで、ｐ⁰［ｔ］は同相ＰＮ列ｐ⁰ _I［ｔ］と１／４位相（ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ）ＰＮ列ｐ⁰ _Q［ｔ］とから成る複素ＰＮ列であり(ｐ⁰［ｔ］＝ｐ⁰ _I［ｔ］ィンガの数であり、ω₀はベースバンドに周波数を下げる変換後の残留周波数ドリフトを表す。ここで、最も有意のフィンガ（最大α_lを有するもの）のみを考え、他の全てのフィンガおよびユーザ・データ信号（上記成分２）および他の干渉（上記成分３）の寄与をｎ［ｔ］により表す。したがって、Ｒ［ｔ］は次式により表される。ｎ［ｔ］は、分散σ²を有するゼロ平均の白色雑音項であると仮定する。問題は、ある測定値記録Ｒ［ｔ］(ｔ＝１，２，…，Ｎ)を仮定すれば双方のＰＮ列（すなわち、ＰＮ発生器の現在のローディング）の位相をいかに効率的に得るかである。周波数ドリフトが無い場合、同相ＰＮローディングを得るための距離は次式のとおりである。全ての有り得るＰＮローディングｐ_I［ｔ］に対して式１４を効率的に計算するため、我々は以下のように、ブロック−コード・ソフト・デコーディング方法を用いる。ｃ_tを、時間ｔでＰＮ発生器または線形フィードバック・シフト（ＬＦＳＲ）により生成された出力ビットとする。ＬＦＳＲ（フィボナッチ形式）は、ｍ個のセルと次式により与えられる遷移マトリックスとを有するとする。したがって、ａ^(t)＝ａ^(t-1)Ｍであり、そこにおいてａ^(t)＝（ａ^(t) ₀ａ^(t) ₁ …ａ^(t) _m-1)は時間ｔでのシフト・レジスタの状態である。ここで、時間ｔ＝ｌでのＬＦＳＲの状態がｓ＝（ｓ₀，ｓ₁，…ｓ_m-1）により表されるとする。データ測定値Ｒ[１]，Ｒ[２]，…，Ｒ［Ｎ］を仮定すれば、我々はｓを得る必要がある。であることに注目されたい。ここで、ｃ_t＝ｓＭ^tｈ^T＝ｓｇ^T _t≡＜ｓ，ｇ＞，ｇ_t＝ｈ（Ｍ^t）^Tおよびｈ＝（ｈ_m-1，ｈ_m-2，…，ｈ₀）(ｈ₀≡１) である。ｇ_tは、ｈにより初期化されたとき、ｔクロック後におけるガロア形式のＬＦＳＲの状態であることに注目されたい。ガロア形式のＬＦＳＲは、遷移マトリックスＭ^T、すなわちａ^(t)＝ａ^(t-1)Ｍ^Tを有する。ここで、ベクトルｙ＝（ｙ₀，ｙ₁，…，ｙ_m-1）を仮定すれば、次のとおり定義される。したがって、Ａｊ＝｛ｔ：ｂ（ｇ_t）＝ｊ｝およびとする。したがって、そのため、（ｍｅｔｒｉｃ(ｂ^-1(０))，…，ｍｅｔｒｉｃ(ｂ^-1(2^m−1))）＝ｕ・Ｈ_m ここで、Ｈ_mは、次式により定義されるアダマール・マトリックスである。アルゴリズムにおける決定的な点（ポイント）は、Ｈ_mが以下の回帰法を用いて効率的に計算できることである。したがって、次元２^mの任意のベクトルｕに対して、ｕが各々次元２^m-1の２つのサブベクトルu₁，ｕ₂、すなわち、ｕ＝（ｕ₁，ｕ₂）に分割される場合、次式を得る。式１５ｕ・Ｈ_m＝（ｕ₁Ｈ_m-1＋ｕ₂Ｈ_m-1，ｕ₁Ｈ_m-1−ｕ₂Ｈ_m-1）換言すれば、ｕのアダマール変換（ＨＴ）はｕ₁，ｕ₂のＨＴ−ｓから得ることができる。さらに、より小さい次元のＨＴ−ｓの各々に関して回帰的に式１５を呼び出して、高速アダマール変換（ＦＨＴ）アルゴリズムを生成することができる。以下のように計算時間およびメモリ要件の双方に関してシステムを改善することができる。ｇ_tおよびｓを次のように分割するとする。ｇ_t＝（ｇ^I _t ｇ^E _t）ｓ＝（ｓ^I ｓ^E）ここで、ｇ^I _tおよびｓ^Iは次元Ｑを有し、ｇ^E _tおよびｓ^Eは次元ｍ−Ｑを有する (Ｉは内部空間を意味し、Ｅは外部空間を意味する。)。したがって、次のとおりにするとする。すなわち、Ａｊ＝｛ｔ：ｂ（ｇ^I _t）＝ｊ｝ｊ=０，１，…，２^Q-1 ｉ＝ｂ（ｓ^E）およびしたがって、ｍｅｔｒｉｃｓ［ｓ］を効率的に計算するため、我々は、ｓ^Eの全ての有り得る値にわたり数え上げる。ｓ^Eの各値に対して、我々は、最初に式１６を用いてｕ⁽ⁱ⁾ _j（但し、ｊ＝０，１，…，２^Q-1）を計算し、次いで高速アダマール変換を適用する。ＰＮの評価されたローディングは、‖ｍｅｔｒｉｃｓ［ｓ］‖²を最大にするｓ＝（ｓ^I ｓ^E）のその値である。付録Ｂ多くの送信システムにおいて、受信されたサンプルは、未知の周波数ドリフトの影響を受ける(すなわち、ω₀はゼロでない。)。このケースに対して、提案された距離は次式のとおりである。ここで、単純化のため、ｌ≦ｍと仮定する。式３を再度呼ぶと、次式を得る。ここで、η［ｔ］は雑音項の寄与を意味する。近似は、周波数ドリフトが通常小さいｌに対してω₀ｌ≪１のようにある事実に起因している。ここで、Ｒｅ｛ｐ⁰［ｔ］(ｐ⁰[ｔ−ｌ])^*｝＝ｐ⁰ _I［ｔ］ｐ⁰ _I［ｔ−ｌ］＋ｐ⁰ _Q［ｔ］ｐ⁰ _Q［ｔ−ｌ］さらに、ここで、次のとおりとする。したがって、距離はに対して最大にされる。したがって、付録Ａにおいて提示されたアルゴリズムは、ＰＮの初期ローディングがｈの代わりにｈ_lである点を除いて、Ｒ＾_l［ｔ］に適用することができる。我々は、このアルゴリズムを差分アルゴリズムと呼ぶ。我々は、ここで多重差分アルゴリズムを提案し、その多重差分アルゴリズムは、差分アルゴリズムの拡張であり、図５に関する前述のテキストに記載されている。提案された距離は次式のとおりである。距離は、に対して最適化される。ｇ_t,l＝ｈ_l（Ｍ^T）^t と表す。したがって、我々はアルゴリズムを用いることにより進み、そのアルゴリズムは、我々が先のケース(周波数ドリフトが無い)において用いたアルゴリズムに類似している。ｇ_t,lおよびｓが次のとおりに分割されるとする。ｇ_t,l＝（ｇ^I _t,l ｇ^E _t,l）ｓ＝（ｓ^I ｓ^E）ここで、ｇ^I _t,lおよびｓ^Iは次元Ｑを有し、ｇ^E _t,lおよびｓ^Eは次元ｍ−Ｑを有する(Ｉは内部空間を意味し、Ｅは外部空間を意味する。)。したがって、次のとおりにするとする。すなわち、Ａｊ＝｛ｔ：ｂ（ｇ^I _t,l）＝ｊ｝ｊ＝０，１，…，２^Q−１ｉ＝ｂ（ｓ^E）およびしたがって、ｍｅｔｒｉｃｓ［ｓ］を効率的に計算するため、我々は、ｓ^Eの全ての有り得る値にわたり数え上げる。ｓ^Eの各値に対して、我々は、最初に式２０を用いてｕ⁽ⁱ⁾ _j（但し、ｊ＝０，１，…，２^Q−１）を計算し、次いで高速アダマール変換を適用する。ＰＮの評価されたローディングは、‖ｍｅｔｒｉｃｓ［ｓ］‖² を最大にするｓ＝（ｓ^I ｓ^E）のその値である。基本的には、図３は、｛ｕ⁽ⁱ⁾ _j ｝を生成するためＰＮ発生器10がＬ回(L＜m)再ロードされかつ進められることを除いて、ｌ＝１，２，…，Ｌに対してＬ列ｇ_t,l ｔ＝１，２，…，Ｎを生成するためのアルゴリズムを記載する。高速アダマール変換ルーチンは、ｓ^E の各値につき１回のみ適用されることを必要とする。（１つの差分を超えた）多重差分システムの利点は、必要とされるデータ量がより小さいことである。付録ＣＢＰＳＫ変調は、異なる距離をもたらす単一の２値列を利用する。しかしながら、微分（ｄｅｒｉｖａｔｉｏｎ）は以下で説明されるように類似している。周波数ドリフトが無い場合、パイロット信号は、（背景において式２として与えられた）形式を有する。前のように、最も有意のフィンガを考え、ｎ［ｔ］により他の全てのフィンガ、ユーザ・データ信号および他の干渉の寄与を表すとする。したがって、Ｒ［ｔ］は式３により表される(ここに繰り返す)。ＢＰＳＫ変調に対して、ｐ［ｔ］およびｐ⁰［ｔ］は、実数であって複素数ではなく、したがって、距離は式４で与えられる(ここに繰り返す)。微分の残部は、(式１４の後の)付録Ａにおいて与えられたものと同一であり、そこにおいて、この実施形態に対しては、付録ＡのＰ_l［ｔ］はｐ［ｔ］により置換される。付録Ｄ周波数ドリフトを有するＢＰＳＫ変調に対して、距離は、次のとおり式１９のそれと類似している。ここで、付録Ｂにおけるように、付録Ｂにおけるように、ｌ≦ｍを仮定し、を得る。ここで、η［ｔ］は雑音項の寄与を意味する。ここで、ＢＰＳＫ変調に対して、Ｒｅ｛ｐ⁰［ｔ］(ｐ⁰[ｔ−ｌ])^*｝＝ｐ⁰［ｔ］ｐ⁰［ｔ−ｌ］およびここで、ｚ_lは式１８により定義される。距離は、に対して最大にされる。微分の残部は、(式１８の後の)付録Ａにおいて与えられたものと同一であり、そこにおいて、この実施形態に対して、付録Ｂのｐ_l［ｔ］はｐ［ｔ］により置換される。

───────────────────────────────────────────────────── 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，ＧＭ，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，ＧＭ，ＧＷ，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，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者バーシュテイン，デイヴィッドイスラエル国62192 テル・アヴィヴ，レメズ・ストリート 23 (72)発明者シャマイ（シッツ），シュロモイスラエル国69481 テル・アヴィヴ，コツォス・ストリート 17

Claims

【特許請求の範囲】１．ａ．距離に従って、１組の有り得る疑似乱数（ＰＮ）ローディングの各々の質を決定する高速アダマール変換（ＦＨＴ）ユニットと、ｂ．１組のＰＮローディングにつき１つのベクトルｕを発生する事前アダマール処理ユニットであって、前記ベクトルｕは受信したパイロット信号の質距離を前記１組の有り得るＰＮローディングでもって定義し、前記事前アダマール処理ユニットは前記ベクトルｕを前記ＦＨＴユニットに与える、前記事前アダマール処理ユニットとを備える符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）通信システム用パイロット捕捉装置。２．前記事前アダマール処理ユニットが局部ＰＮ発生器を備える請求項１記載のパイロット捕捉装置。３．一連の有り得る部分ＰＮローディングｓ^Eを発生する有り得る部分ＰＮローディング発生器をまた備え、各有り得る部分ＰＮローディングｓ^Eは、前記組の有り得るＰＮローディングの１つを定義する請求項２記載のパイロット捕捉装置。４．ＰＮローディングのため前記ＦＨＴが最良の距離を生成する当該ＰＮローディングを選択する局部ＰＮローディング選択器をまた備える請求項１から３のいずれか一項に記載のパイロット捕捉装置。５．前記局部ＰＮローディング選択器により選択されたＰＮローディングの間から最良の距離を有するＰＮローディングを選択する大域ＰＮローディング選択器をまた備える請求項４記載のパイロット捕捉装置。６．前記局部ＰＮローディング選択器により選択されたＰＮローディングの間から所定のスレッショルドを超えた距離値を有するＰＮローディングを選択し、前記の選択されたＰＮローディングの各々に対して第２の距離を決定し、かつ前記の選択されたＰＮローディングの間から前記第２の距離に対する最良の値を有するＰＮローディングを選択するデュアル・ドエル・ユニットをまた備える請求項４記載のパイロット捕捉装置。７．前記事前アダマール処理ユニットがｕベクトル発生手段を備え、前記ｕベクトル発生手段は、ａ．前記局部ローディング発生器に初期ＰＮローディングをロードする初期化手段と、ｂ．前記受信したパイロット信号のデータポイントの各々について動作するループ手段であって、ｉ）１つの有り得る部分ローディングｓ^Eを、前記受信したパイロット信号のデータポイント、および前記局部ＰＮ発生器により生成されたＰＮローディングと組み合わせることにより前記ｕベクトルを更新する組合わせ手段と、 ii）前記局部ＰＮ発生器をステップさせるＰＮステッピング手段とを含む、前記ループ手段とを含む、請求項３記載のパイロット捕捉装置。８．前記受信したパイロット信号はその中に周波数ドリフトを有し、前記事前アダマール処理ユニットはｕベクトル発生手段を備え、前記ｕベクトル発生手段は、ａ．複数のループ値について動作して、前記局部ＰＮ発生器に１つのループ値につき１つの異なる初期ＰＮローディングをロードし、かつドリフトに無感応な入力信号を前記受信したパイロット信号から発生するドリフト・ループ手段と、ｂ．前記入力信号の各データポイントについて動作するデータポイント・ループ手段であって、ｉ）１つの有り得る部分ローディングｓ^Eを、前記受信したパイロット信号のデータポイント、および前記局部ＰＮ発生器により生成されたＰＮローディングと組み合わせることにより前記ｕベクトルを更新する組合わせ手段と、 ii）前記局部ＰＮ発生器をステップさせるＰＮステッピング手段とを含む、前記データポイント・ループ手段とを含む、請求項３記載のパイロット捕捉装置。９．その中に周波数ドリフトを有する受信された符号化された信号に対して同期する符号同期化装置において、ａ．距離に従って、１組の有り得る疑似乱数（ＰＮ）ローディングの各々の質を決定する高速アダマール変換（ＦＨＴ）ユニットと、ｂ．１組の有り得るＰＮローディングにつき１つのベクトルｕを発生する事前アダマール処理ユニットであって、前記ベクトルｕは前記受信された符号化されたパイロット信号の質距離を前記１組の有り得るＰＮローディングでもって定義し、前記事前アダマール処理ユニットは前記ベクトルｕを前記ＦＨＴユニットに与える、前記事前アダマール処理ユニットとを備える符号同期化装置。１０．前記事前アダマール処理ユニットが局部ＰＮ発生器を備える請求項９記載の符号同期化装置。１１．一連の有り得る部分ＰＮローディングｓ^Eを発生する有り得る部分ＰＮローディング発生器をまた備え、各有り得る部分ＰＮローディングｓ^Eは、前記組の有り得るＰＮローディングの１つを定義する請求項１０記載の符号同期化装置。１２．ＰＮローディングのため前記ＦＨＴが最良の距離を生成する当該ＰＮローディングを選択する局部ＰＮローディング選択器をまた備える請求項１０または１１記載の符号同期化装置。１３．前記局部ＰＮローディング選択器により選択されたＰＮローディングの間から最良の距離を有するＰＮローディングを選択する大域ＰＮローディング選択器をまた備える請求項１２記載の符号同期化装置。１４．前記局部ＰＮローディング選択器により選択されたＰＮローディングの間から所定のスレッショルドを超えた距離値を有するＰＮローディングを選択し、前記の選択されたＰＮローディングの各々に対して第２の距離を決定し、かつ前記の選択されたＰＮローディングの間から前記第２の距離に対する最良の値を有するＰＮローディングを選択するデュアル・ドエル・ユニットをまた備える請求項１２記載の符号同期化装置。１５．前記事前アダマール処理ユニットがｕベクトル発生手段を備え、前記ｕベクトル発生手段は、ａ．複数のループ値について動作して、前記局部ＰＮ発生器に１つのループ値につき１つの異なる初期ＰＮローディングをロードし、かつドリフトに無感応な入力信号を前記受信されたパイロット信号から発生するドリフト・ループ手段と、ｂ．前記入力信号の各データポイントについて動作するデータポイント・ループ手段であって、ｉ）１つの有り得る部分ローディングｓ^Eを、前記受信されたパイロット信号のデータポイント、および前記局部ＰＮ発生器により生成されたＰＮローディングと組み合わせることにより前記ｕベクトルを更新する組合わせ手段と、 ii）前記局部ＰＮ発生器をステップさせるＰＮステッピング手段とを含む、前記データポイント・ループ手段とを含む、請求項１１記載の符号同期化装置。１６．ａ．距離に従って、１組の有り得るメッセージの各々の質を決定する高速アダマール変換（ＦＨＴ）ユニットと、ｂ．１組のＰＮローディングにつき１つのベクトルｕを発生する事前アダマール処理ユニットであって、前記ベクトルｕは受信された符号化された信号の質距離を前記１組の有り得るメッセージでもって定義し、前記事前アダマール処理ユニットは前記ベクトルｕを前記ＦＨＴユニットに与える、前記事前アダマール処理ユニットとを備える、周波数ドリフトを有する信号を復号するエラー訂正コード復号器。１７．一連の有り得る部分メッセージｓ^Eを発生する有り得る部分メッセージ発生器をまた備え、各有り得る部分メッセージｓ^Eは、前記組の有り得るメッセージの１つを定義する請求項１６記載の復号器。１８．メッセージのため前記ＦＨＴが最良の距離を生成する当該メッセージを選択する局部メッセージ選択器をまた備える請求項１６または１７記載の復号器。１９．前記局部メッセージ選択器により選択されたメッセージの間から最良の距離を有するメッセージを選択する大域メッセージ選択器をまた備える請求項１８記載の復号器。２０．前記局部メッセージ選択器により選択されたメッセージの間から所定のスレッショルドを超えた距離値を有するメッセージを選択し、前記の選択されたメッセージの各々に対して第２の距離を決定し、かつ前記の選択されたメッセージの間から前記第２の距離に対して最良の値を有するメッセージを選択するデュアル・ドエル・ユニットをまた備える請求項１８記載の復号器。２１．前記事前アダマール処理ユニットがｕベクトル発生手段を備え、前記ｕベクトル発生手段は、ａ．複数のループ値ｌについて動作して、距離ｌ離れた２つの発生ベクトルから形成された組み合わされた発生ベクトルを生成するドリフト・ループ手段と、ｂ．前記入力信号の各データポイントについて動作して、１つの有り得る部分メッセージｓ^Eを、前記入力信号のデータポイント、および前記組み合わされた発生ベクトルの外部部分と組み合わせることにより前記組み合わされた発生ベクトルの内部部分により定義される前記ｕベクトルの要素を更新するデータポイント・ループ手段とを含む、請求項１６記載の復号器。２２．符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）通信システムのパイロット信号に同期する方法において、ａ．１組の有り得るＰＮローディングにつき、ｉ）局部ＰＮ発生器に初期ＰＮローディングをロードするステップと、 ii）受信されたパイロット信号の各データポイントについてループするステップであって、ａ）１つの有り得る部分ローディングｓ^Eを、前記の受信されたパイロット信号、および前記局部ＰＮ発生器により生成されたＰＮローディングと組み合わせることによりｕベクトルを更新するステップと、ｂ）前記局部ＰＮ発生器をステップさせ別のＰＮローディングを生成するステップとを含む前記ループするステップと、 iii）高速アダマール変換を前記ｕベクトルに実行し、距離に従って、前記組の有り得るＰＮローディングの各々の質を決定するステップと、 iv）ＰＮローディングの距離に対して最良の値を有するＰＮローディングを選択するステップと、ｂ．全ての組のＰＮローディングに対してステップｉからivを反復するステップと、ｃ．ステップivにおいて選択されたＰＮローディングの間から最良の距離を有するＰＮローディングを選択するステップとを備える方法。２３．周波数ドリフトを有する符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）通信システムのパイロット信号に同期する方法において、ａ．１組の有り得るＰＮローディングにつき、ｉ）複数のドリフト・ループ値に対してループするステップであって、ａ）局部ＰＮ発生器に１つのループ値につき１つの異なる初期ＰＮローディングをロードするステップと、ｂ）ドリフトに無感応である入力信号を受信されたパイロット信号から発生するステップとを含む、前記ループするステップと、 ii）前記入力信号の各データポイントについてループする第２のステップであって、ａ）１つの有り得る部分ローディングｓ^Eを、前記入力信号のデータポイント、および前記局部ＰＮ発生器により生成されたＰＮローディングと組み合わせることによりｕベクトルを更新するステップと、ｂ）前記局部ＰＮ発生器をステップさせ別のＰＮローディングを生成するステップとを含む、前記ループする第２のステップと、 iii）高速アダマール変換を前記ｕベクトルに実行し、距離に従って、前記組の有り得るＰＮローディングの各々の質を決定するステップと、 iv）ＰＮローディングの距離に対して最良の値を有するＰＮローディングを選択するステップと、ｂ．全ての組のＰＮローディングに対してステップｉからivを反復するステップと、ｃ．ステップivにおいて選択されたＰＮローディングの間から最良の距離を有するＰＮローディングを選択するステップとを備える方法。２４．周波数ドリフトを有する受信された符号化された信号に同期する方法において、ａ．１組の有り得るＰＮローディングにつき、ｉ）複数のドリフト・ループ値に対してループするステップであって、ａ）局部ＰＮ発生器に１つのループ値につき１つの異なる初期ＰＮローディングをロードするステップと、ｂ）ドリフトに無感応な入力信号を受信されたパイロット信号から発生するステップとを含む、前記ループするステップと、 ii）前記入力信号の各データポイントについてループする第２のステップであって、ａ）１つの有り得る部分ローディングｓ^Eを、前記入力信号のデータポイント、および前記局部ＰＮ発生器により生成されたＰＮローディングと組み合わせることによりｕベクトルを更新するステップと、ｂ）前記局部ＰＮ発生器をステップさせ別のＰＮローディングを生成するステップとを含む、前記ループする第２のステップと、 iii）高速アダマール変換を前記ｕベクトルに実行し、距離に従って、前記組の有り得るＰＮローディングの各々の質を決定するステップと、 iv）ＰＮローディングの距離に対して最良の値を有するＰＮローディングを選択するステップと、ｂ．全ての組のＰＮローディングに対してステップｉからivを反復するステップと、ｃ．ステップivにおいて選択されたＰＮローディングの間から最良の距離を有するＰＮローディングを選択するステップとを備える方法。２５．メッセージを有しかつエラー訂正コードでもって符号化されている信号であって周波数ドリフトを有する当該信号を復号する方法において、ａ．１組の有り得るＰＮローディングにつき、ｉ）複数のドリフト・ループ値１に対してループするステップであって、ａ）距離ｌ離れた２つの発生ベクトルから形成された組み合わされた発生ベクトルを生成するステップと、ｂ）ドリフトに無感応な入力信号を受信されたパイロット信号から発生するステップとを含む前記ループするステップと、 ii）前記入力信号の各データポイントについてループする第２のステップであって、ａ）１つの有り得る部分ローディングｓ^Eを、前記入力信号のデータポイント、および前記組み合わされたベクトルの外部部分と組み合わせることにより前記組み合わされた発生ベクトルの内部部分により定義される前記ｕベクトルの要素を更新するステップを含む、前記ループする第２のステップと、 iii）高速アダマール変換を前記ｕベクトルに実行し、距離に従って、前記組の有り得るメッセージの各々の質を決定するステップと、 iv）メッセージの距離に対して最良の値を有するメッセージを選択するステップと、ｂ．全ての組のメッセージに対してステップｉからivを反復するステップと、ｃ．ステップivにおいて選択されたメッセージの間から最良の距離を有するメッセージを選択するステップとを備える方法。