JP2003523661A - 拡散スペクトル通信システム用のpn発生器 - Google Patents
拡散スペクトル通信システム用のpn発生器Info
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Abstract
Description
用の擬似ランダム数(PN)発生器に関する。
ザが加入している通信を容易にするいくつかの技術の1つである。時分割多元接
続(TDMAおよびGSM)、周波数分割多元接続(FDMA)のような別の多
元接続通信システム技術、ならびに振幅圧伸シングルサイドバンド(ACSSB
)のようなAM変調方式が技術的に知られているが、CDMAの拡散スペクトル
変調技術には、多元接続通信システムに対してこれらの他の変調技術より優れた
利点がある。多元接続通信システムにおけるCDMA技術の使用は、それらの権
利が本出願人に譲渡され、この明細書において共に参考文献とされている米国特
許第 4,901,307号明細書(1990年 2月13日出願“SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACC
ESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS ”)お
よび第 5,103,459号明細書(1992年 4月 7日出願“SYSTEM AND METHOD FOR GENE
RATING SIGNAL WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM ”)に開示さ
れている。
れている。このようなCDMA標準規格の例には、“2重モード広帯域拡散スペ
クトルセルラーシステムに対するTIA/EIA/IS−95−A移動局−基地
局適合性標準規格”(以降、IS−95−A)、および“Recommended Minimum
Performance Standard for Dual-Mode Spread Spectrum Cellular and PCS Mobi
le Stations ”と題されたTIA/EIA/IS−98−A,−Bおよび−C標
準規格が含まれている。
データを1組の同位相および直交位相擬似ランダム雑音(PN)シーケンスでス
ペクトル的に拡散する直接シーケンス拡散スペクトルシステムである。PNシー
ケンスが選択されたのは、優れた性能を提供するある重要な“ランダム”特性の
ためである。各CDMA標準規格は、データを拡散するために使用されるべき特
定のPNシーケンスを規定している。
されることができ、各セルは多数のセクタにさらに分割されることができる。各
セルまたはセクタは、そのセルまたはセクタカバレージ領域内またはその付近に
位置する多数の移動局と通信している基地局によりサービスされる。順方向リン
クとは基地局から移動局に対する送信を指し、逆方向リンクは移動局から基地局
に対する送信を指している。順方向リンクおよび逆方向リンクは、別々の周波数
を割当てられている。
ている各基地局はPNシーケンスの特定のオフセットを割当てられる。とくに、
IS−95−A標準規格によると、基地局はそれぞれ、512の可能なオフセッ
トの1つを割当てられる。割当てられたオフセットにより、移動局は、それが通
信している各基地局を識別することが可能となる。
移動局によって捕捉のために使用される。IS−95−Aに従ったシステムにつ
いては、パイロット信号は、割当てられたオフセットでPNシーケンスが伝送さ
れたものに過ぎない。パイロット信号は、移動局がローカル基地局を適切に捕捉
することを可能にする。移動局はまた、同期情報および相対信号パワー情報をそ
の受信されたパイロット信号から導き出す。
ルシステムを含んでいる可能性がある。たとえば、その地理的領域は、セルラー
周波数帯域で動作されているあるCDMAシステムと、PCS(または別のもの
)周波数帯域で動作されている別のCDMAシステムとによって同時にサービス
される可能性がある。移動局は1以上のCDMAシステムを捕捉し、これと通信
する能力を備えたものとして設計されることができる。捕捉プロセス中、これら
の種々のCDMAシステムの基地局が類似したPNシーケンスを使用して送信を
行った場合、移動局はこれらのシステムからのパイロット信号を容易に区別する
ことができない可能性がある。その結果、所望のシステムを捕捉して識別する付
加的な信号処理が必要になる可能性があり、それは捕捉プロセス時間を長くする
可能性が高い。
ることを助ける技術が強く要望されている。
ムから受信する、あるいは移動局が受信された信号の発信元のアプリオリ知識を
有しない拡散スペクトル環境における捕捉プロセスを改善する技術を提供する。
本発明によると、種々のCDMAシステムからの拡散スペクトル信号はPNシー
ケンスの種々のセットにより拡散され、各セットからのPNシーケンスは別のセ
ット中のPNシーケンスとは相関されていない。相関されていないPNシーケン
スを使用することにより、所望しないシステムからパイロット信号を検出する可
能性が減少され、あるいは最小にされ、所望のシステムからパイロット信号を捕
捉する平均時間が改善される。
のセットにより拡散される、多数の拡散スペクトル信号の特定の1つを捕捉する
方法を提供する。この方法によると、PNシーケンスの第1のセットが識別され
、それは捕捉されている特定の拡散スペクトル信号の第1の仮説に対応している
。その後、受信された信号はパイロット信号を抽出するために識別されたPNシ
ーケンスのセットにより処理される。抽出されたパイロット信号に対する計量が
計算されて、そのパイロット信号が捕捉されたかどうかを決定するために使用さ
れる。パイロット信号が捕捉されていないと決定された場合には、特定の拡散ス
ペクトル信号の第2の仮説に対応したPNシーケンスの第2のセットが選択され
、受信された信号を処理するために使用される。第2のセット中のPNシーケン
スは第1のセットの中のPNシーケンスに対して相関していない。
PNシーケンスの逆数である。第1のセット中のPNシーケンスはIS−95−
A標準規格によって規定された特性多項式に基づいて発生されることができる。
るように構成可能な受信装置に対する方法を提供する。受信装置は受信機と、復
調器と、デスプレッダと、PN発生器と、処理装置と、および制御装置とを備え
ている。受信機は、特定の拡散スペクトル信号を含んでいる受信された信号を受
取って調整し、調整された信号を出力する。復調器は調整された信号を復調して
ベースバンド信号を供給し、デスプレッダは第1のセットのPNシーケンスによ
りベースバンド信号をデスプレッドし、デスプレッドされた信号を出力する。P
N発生器は第1のセットのPNシーケンスを供給し、その第1のセットのPNシ
ーケンスは複数のセットのPNシーケンス中から選択され、捕捉されている特定
の拡散スペクトル信号の第1の仮説に対応している。処理装置はデスプレッドさ
れた信号を処理して、パイロット信号を抽出し、その抽出されたパイロット信号
に対する計量値を計算する。制御装置は、計算された計量値に部分的に基づいて
パイロット信号が捕捉されたかどうかを決定する。パイロット信号が捕捉されて
いないと決定された場合、制御装置は、捕捉されている特定の拡散スペクトル信
号の第2の仮説に対応したPNシーケンスの第2のセットを供給するようにPN
発生器に命じる。第2のセットの中のPNシーケンスは第1のセットの中のPN
シーケンスと相関していない。
ト中のPNシーケンスの逆数である。第1のセットに対するPNシーケンスはま
たIS−95−A標準規格によって規定された特性多項式に基づいて発生される
ことができる。
よび送信機とを備えた送信装置を提供する。スプレッダはパイロットデータを受
取って、1組のPNシーケンスにより拡散し、拡散されたパイロットデータを提
供する。PN発生器はPNシーケンスのセットを供給し、このPNシーケンスの
セットは以下の特性方程式: PI,2 =x15+x10+x8 +x7 +x6 +x2 +1, PQ,2 =x15+x12+x11+x10+x9 +x5 +x4 +x3 +1 に基づいて発生される。変調器は、拡散されたパイロットデータを変調して変調
された信号を供給し、送信機は変調された信号を受取って調整し、拡散スペクト
ル信号を供給する。パイロットデータはゲート制御されることができる。
に明らかになる。なお、図面において同じ参照符号は一貫して対応的に使用され
ている。 図1はCDMA通信システムで拡散スペクトル信号を発生する送信装置100 の
特定の実施形態のブロック図である。送信装置100 内ではデータソース112 から
のデータはデータフレームに区画され、エンコーダ114 へ与えられる。制御装置
116 は区画と、データソース112 からのデータの転送を指令でき、また付加的な
データおよびメッセージをエンコーダ114 へ与えることができる。エンコーダ11
4 は特定のエンコードフォーマットにしたがって受信されたデータおよびメッセ
ージをエンコードし、エンコードされたデータをスプレッダ118 へ与える。スプ
レッダ118 はまた1セットの疑似ランダム雑音(PN)シーケンスをPN発生器
120 から受信し、エンコードされたデータおよびメッセージをPNシーケンスに
よりスペクトル的に拡散して拡散データを生成する。拡散データは変調器(MO
D)122 へ与えられ、この変調器122 はIF変調された信号を発生するために特
定の変調フォーマット(例えばQPSKまたはOQPSK)にしたがって中間周
波数搬送波信号(IF LO)によりデータを変調する。
号をバッファし増幅し、信号を無線周波数(RF)に上方変換し、RF信号を濾
波し増幅してRF変調された信号を発生する。RF変調された信号はその後、ア
イソレータとデュプレクサを通じて伝送され、アンテナ132 により拡散スペクト
ル信号として送信される。図1の幾つかの素子をさらに詳細に以下説明する。
るように設計されることができる。例えば、送信装置100 は(1)“TIE/EIA/IS
-95-A Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode W
ideband Spread Spectrum Cellular System ”、(2)“TIE/EIA/IS-98-A,-b,-
C の“Recommended Minimum Performance Standard for Dual-Mode Spread Spec
trum Cellular and PCS Mobile Stations ”、(3)“The cdma2000 ITU-R RTT
Candidate Submission ”、および(4)ここではIS-95-A 標準規格と、IS-98
標準規格と、IS-2000 標準規格または提案、WCDMA 標準規格または提案とそれぞ
れ呼ばれている“The ETSI UMTS Terrestrial Radio Access(UTRA)ITU-R RTT Ca
ndidate Submission”に準じるように設計されることができる。これらの標準規
格はここでは参考文献とされている。
特許第08/963,386号明細書(発明の名称“METHOD AND APPARATUS FOR HIGH RATE
PACKET DATA TRANSMISSION ”)に記載されているCDMAシステムのような標
準規格ではまだ規定されていない特定のCDMAアーキテクチャを構成するよう
に設計されることもできる。
ッダ118 の1実施形態のさらに詳細なブロック図を示している。パイロットチャ
ンネルデータはデータをウォルシュコード0(即ち64ビットの全てゼロのシー
ケンス)でカバーするチャンネルカバー素子220Aに与えられる。IS-95-A 標準規
格にしたがって、パイロットチャンネルデータは全てゼロのシーケンスであり、
カバーされたパイロットデータもまた全てゼロのシーケンスである。カバーされ
たパイロットデータはその後、同位相PNシーケンス(PNI)と直角位相PN
シーケンス(PNQ)をそれぞれ受信するスプレッダ222Aと222Bに与えられる。
各スプレッダ222 はそれぞれのPNシーケンスで受信されたデータを拡散し、拡
散データをスケーラおよび加算器226 へ与える。
でエンコードするエンコーダ210Aに与えられる。IS-95-A 標準方式にしたがって
、エンコーダ210Aは1セットの巡回冗長検査(CRC)ビットを発生して、添付
し、1セットのコードテールビットを添付し、データを畳み込みエンコードし、
コードシンボルを発生するためにビットを添付し、特定のシンボルレートを有す
るエンコードされたデータを与えるようにシンボルを反復する。エンコードされ
たデータは特定の順序付けフォーマットを用いてシンボルを再度順序付けするブ
ロックインターリーバ212Aに与えられる。インターリーブされたデータはデータ
をウォルシュコード32(即ち32のゼロとそれに後続する32の1からなる64
ビットシーケンス)でカバーするチャンネルカバー素子220Bに与えられる。カバ
ーされた同期データは同期データを同位相および直角位相PNシーケンスでそれ
ぞれ拡散するスプレッダ222Cと222Dへ与えられ、拡散データをスケーラおよび加
算器226 へ与える。
ド化フォーマットでエンコードするエンコーダ210Bに与えられる。エンコーダ21
0Bは1セットのCRCビットを発生して添付し、1セットのコードテールビット
を添付し、データおよび添付されたビットをデータレートに基づいて選択される
ことのできる特定の畳み込みコードでエンコードし、特定のシンボルレートを有
するエンコードされたデータを与えるためコードシンボルを反復する。エンコー
ドされたデータは特定の順序付けフォーマットを使用してシンボルを順序付ける
ブロックインターリーバ212Bへ与えられ、インターリーブされたデータをスクラ
ンブラ214 へ与える。スクランブラ214 はまた長いPN発生器216 から長いPN
シーケンスを受信し、スクランブルされたデータを発生するため長いPNシーケ
ンスでデータをスクランブルする。マルチプレクサ(MUX)218 はスクランブ
ルされたデータとパワー制御データを受信し、デシメータ217 からの制御信号に
応じてスクランブルされたデータまたはパワー制御データを選択し、選択された
データをチャンネルカバー素子220Cへ与える。
ォルシュコードWi でデータをカバーする。カバーされたトラフィックデータは
受信されたデータをそれぞれ同位相および直角PNシーケンスで拡散するスプレ
ッダ222Eと222Fへ与えられ、拡散データをスケーラおよび加算器226 へ与える。
スケーラおよび加算器226 はまた他のトラフィックチャンネルの拡散データを受
信し、各トラフィックチャンネルデータをパワー制御機構にしたがってスケール
し、パイロット、同期、スケールされたトラフィックデータを結合して、結果的
な拡散データを与える。
ットの解像度を有するので、チャンネルカバー素子220 、スプレッダ222 、スク
ランブラ214 はそれぞれモジュロ−2加算器(例えば排他的ORゲート)で構成
されることができる。
のブロック図を示している。信号はアンテナ310 により受信され、信号を増幅し
、濾波し、下方変換する受信機(RCVR)312 へ与えられる。結果的な中間周
波数(IF)の変調された信号は、送信ソースで使用される変調フォーマットに
相補的な復調フォーマット(例えばQPSKとOQPSK)を使用して信号を復
調する復調器(DEMOD)314 に与えられる。復調された同位相(I)および
直角位相(Q)データはPN発生器318 からの同位相および直角PNシーケンス
によってデータをデスプレッドするデスプレッダ316 へ与えられる。デスプレッ
ドされたデータは送信ソースで行われるエンコード規格に対して相補的なデコー
ド規格でデータをデコードするデコーダ320 へ与えられる。デコードされたデー
タはデータシンク322 へ与えられる。制御装置330 はデコードされたデータと他
の情報をデコーダ320 から受信し、PN発生器318 の動作を指令する。
ータを再生するため、デスプレッダ316 からのデスプレッドされたデータはチャ
ンネルのコヒーレンスと一貫した特定の時間期間にわたって各復調されたIおよ
びQデータを累算するフィルタ410 に与えられる。濾波されたIおよびQデータ
はその後、各IおよびQデータを二乗し、二乗されたデータを合計する素子412
へ与えられる。素子412 からの出力はパイロット強度(E0 /I0 )の評価値で
あり、制御装置330 へ与えられる。
装置330 は特定の時間間隔にわたって二乗されたデータを合計することによりパ
イロット信号のエネルギを計算する(例えば64データ値)。パイロットエネル
ギの計算は米国特許第5,805,648 号明細書(発明の名称“METHOD AND APPARATUS
FOR PERFORMING SEARCH AQUISITION IN A CDMA COMMUNICATION SYSTEM”、1998
年9月8日)と、米国特許第5,903,554 号明細書(発明の名称“METHOD AND APP
ARATUS FOR MEASURING LINK QUALITY IN A SPREAD SPECTRUM COMMUNICATION SYS
TEM ”、1999年5月11日)に記載されており、この両特許は本出願人に譲渡され
、ここで参考文献とされる。計算された計量(例えば計算されたパイロットエネ
ルギ測定)を行うためにデスプレッドされたデータを処理する素子(例えばフィ
ルタ410 、素子412 、制御装置部分330 )は総称して処理装置と呼ばれる。
れは処理されている同期またはトラフィックチャンネルに対応する特定のウォル
シュコードでデータをデカバーする。デカバーされたデータはデータ復調器422
へ与えられ、このデータ復調器422 はフィルタ410 から濾波されたIおよびQデ
ータも受信する。濾波されたIおよびQデータはデータ復調で位相および振幅の
基準として使用される。データ復調器422 の出力はその後、送信ソースで実行さ
れるエンコードに相補的な方法でデータをデコードするデコーダ424 に与えられ
る。特にデコーダ424 はデカバーされたデータを再度順序付けし、(例えばビタ
ビデコーダを使用して)再度順序付けされたデータを畳み込みデコードし、デコ
ードされたデータをCRCビットでチェックする。デコードされたデータは制御
装置330 に与えられる。
定するために移動局により処理され使用される。パワーアップのとき、または別
の通信システム(例えばアナログシステムまたは別のCDMAシステム)から転
送されるとき、移動局は初期状態に転移し、それによって1以上の基地局からの
送信をサーチする。初期化された移動局はその後、捕捉された基地局との通信を
受信または初期化する準備をする。
は移動局が初期状態にあるときに実行される。パワーアップのとき、または別の
動作状態から、移動局はシステム決定状態510 に入る。状態510 では移動局はチ
ャンネルフィールドCDMACHg を使用しこれを1次または2次CDMAチャ
ンネル番号に設定するために特定のCDMAシステムを選択する。その代わりに
、移動局は別のタイプのシステム(例えばアナログシステム)で動作するように
選択でき、状態511 に転移する。CDMAシステムが選択されるならば、移動局
はパイロットチャンネル捕捉状態512 に入る。
ルを捕捉しようとする。移動局はチャンネルフィールドCDMACHg 中で識別
されたCDMAチャンネル番号に同調し、パイロットチャンネルのそのチャンネ
ルコードを設定し、パイロット信号をサーチする。移動局が第1の特定の時間期
間T1内でパイロットチャンネルを適切に捕捉したならば、同期チャンネル捕捉
状態514 に入る。そうでなければ、移動局が時間期間T1内にパイロットチャン
ネルを捕捉することに失敗したならば、システム決定状態510 に戻る。
ャンネルで同期チャンネルメッセージを受信し処理する。移動局が有効な同期チ
ャンネルメッセージを第2の時間期間T2内に受信し、移動局によりサポートさ
れるプロトコル改訂レベルが基地局によりサポートされる最小のプロトコル改訂
レベル以上であるならば、移動局は同期チャンネルメッセージから情報のセット
を抽出して記憶する。移動局はその後、タイミング変更状態516 に入る。
ミングを捕捉されたCDMAシステムのものに同期する。このタイミングの同期
は受信された同期チャンネルメッセージから抽出された情報を使用して行われる
。移動局はまた他の内部レジスタを初期化し、移動局アイドル状態(図5では示
されていない)に入る。移動局はその後、捕捉された基地局との通信を待機する
。
ージを受信しないならば、移動局はシステム決定状態510 に戻る。また移動局が
有効な同期チャンネルを時間期間T2内で受信するが移動局によりサポートされ
るプロトコル改訂レベルが基地局によりサポートされる最小のプロトコル改訂レ
ベルよりも下であるならば、移動局はまたシステム決定状態510 に戻る。
移動局が状態510 に戻るならば、移動局はチャンネルフィールドCDMACHg を別のチャンネル番号(例えば1次または2次)へ設定し、その別のCDMAチ
ャンネルで捕捉しようとする。移動局はシステム選択プロセスを実行する前に、
1次または2次チャンネルを捕捉する試みをいくらか実行してもよい。捕捉プロ
セスはさらにIS-95-A 標準規格に記載されている。
させるために使用される。パイロット信号の捕捉は位相および周波数との両者を
追跡するためのハードウェアを含んでいる“サーチャ”により実行され、受信装
置内に位置されている。最初に、移動局はその周波数をパイロット信号の周波数
に近い周波数に設定する。サーチャは受信された信号の位相を捕捉し、その後、
信号の周波数を捕捉する。
は全ての可能な位相オフセットから選択され試験される。選択された位相オフセ
ットのサブセットはウィンドウと呼ばれる。移動局はウィンドウ内の任意の位相
オフセットが受信された信号の位相オフセットと同期されるか否かを決定する。
米国特許第5,805,648 号明細書に記載されている。説明された方法にしたがって
、ウィンドウからの特定のPNオフセットが選択されPN発生器はこのオフセッ
トに設定される。受信された信号は選択されたオフセットを有するPNシーケン
スでデスプレッドされ、パイロットのエネルギは特定の時間間隔(即ち特定の数
のPNチップ)にわたって計算される。計算されたエネルギが検出しきい値を超
えるならば、PNオフセットは特定の回数走査され、パイロットエネルギは各走
査に対して計算される。全ての走査に対する計算されたエネルギが確認しきい値
を超えたならば、パイロットチャンネルは適切に捕捉されたとして識別される。
の走査中に検出しきい値よりも下であるか、計算されたエネルギが再走査中に確
認しきい値よりも下であるならば、ウィンドウの別のPNオフセットが選択され
試験される。ウィンドウに対する全てのPNオフセットが失敗したならば、可能
なPNオフセットの別のウィンドウが選択され走査される。全てのウィンドウが
走査されパイロットチャンネルが依然として捕捉されないならば、サーチ基準が
変更され、捕捉プロセスが反復されてもよい。例えば、ウィンドウサイズ、コヒ
ーレントでなく累算するためのチップ数、コヒーレントに累算する回数は変更さ
れることができる。
性の”特性を有するように慎重に選択される。幾つかのこれらの特性は以下のよ
うに分類される。 R−1:ゼロ(“0”)および1(“1”)の相対的頻度はそれぞれ50%で
ある。 R−2:(0と1の)ランレングスはコインフリッピング実験において予測さ
れる。全てのランレングスの半分は1(即ち単一の1または単一の0)であり、
4分の1はレングス2であり、8分の1はレングス3であり、以下同様である。
全てのランの分数1/2n の割合は全ての有限数nに対してレングスnである。 R−3:ランダムシーケンスが任意のゼロではない素子数によりシフトされる
ならば、結果的なシーケンスはオリジナルシーケンスとのアグリーメントおよび
ディスアグリーメントと同数を有する。
スセットを規定している。同位相および直角位相PNシーケンスはそれぞれ215 (即ち32,768PNチップ長)を有し、以下の特性多項式に基づいて生成さ
れる。 PI.1 =x15+x13+x9 +x8 +x7 +x5 +1 (1) PQ.1 =x15+x12+x11+x10+x6 +x5 +x4 +x3 +1 (2) 図6Aは式(1)で示されている特性多項式にしたがって同位相PNシーケン
スを生成するためのPN発生器600Aの1実施形態のブロック図を示している。こ
のPN発生器600Aは縦続で結合された多数の遅延素子610A乃至610Oを含んでいる
。遅延素子610 は所望のPNオフセットに基づいて1セットの値で初期化される
。遅延素子610B、610F、610G、610H、610Jからの出力はモジュロ−2加算器612A
乃至612Eへそれぞれ与えられる。加算器612A乃至612Eはまた加算器612B乃至612E
と遅延素子610Oからそれぞれ出力を受信する。各加算器612 は2つの入力のモジ
ュロ−2加算を実行し、結果をその出力に与える。加算器612Aからの出力は遅延
素子610Aに与えられる。
)の長さを有し、ほぼ前述の“ランダム性”特性を与える。14の連続的なゼロ
が検出されるときにはいつでも、付加的なゼロ(0)はPNI 1シーケンスに
挿入される。付加的なゼロにより、出力PNシーケンスはn≦15に対して前述
の特性を与える。類似のPN発生器は式(2)で示されている特性多項式にした
がって直角PNシーケンスを発生するために使用されることができる。
ム性”特性を有し、拡散スペクトルシステムにおいて優れた性能を与える。さら
に、これらのPNシーケンスは使用年間から時間を試験される。結果として、さ
らに新しいCDMAシステムおよび標準規格がIS-95-A 標準規格により規定され
るPNシーケンスと同一のPNシーケンスを採択する。
これらのシステムが拡散のために同一のセットのPNシーケンスを使用するとき
、これらのシステムに対するパイロットチャンネルの捕捉はより難しくなる。移
動局はこれらの種々のCDMAシステムの全ての送信している基地局からの拡散
スペクトル信号の組合わせである複合信号を受信する。移動局は1つのシステム
を選択し、選択されたシステムに対応するPNシーケンスを使用して受信された
信号を捕捉し処理する。捕捉プロセス中、移動局は受信された信号を選択された
PNシーケンスの種々のオフセットでデスプレッドし、これらの種々のオフセッ
トに対するパイロットエネルギを計算する。
ケンスを使用する場合には、移動局は検出されたパイロット信号が属するシステ
ムを効率よく決定することができない。結果として、移動局はしばしば誤ってパ
イロット信号を検出する(即ち、実際に捕捉されたパイロットチャンネルが不所
望のシステムからであるときに、所望のシステムのパイロットチャンネルが捕捉
されていることを示す)。特定のCDMAシステムを捕捉しようとするとき、不
所望のシステムからの検出されたパイロット信号は移動局を次の動作状態へ前進
させることができ、それによって同期チャンネルは同期チャンネルメッセージを
捕捉するように処理される。移動局は不所望の拡散スペクトル信号が捕捉されて
いることを同期チャンネルメッセージから知り、パイロット捕捉動作状態に戻る
。繰り返されたパイロット信号の誤った検出と、同期チャンネルメッセージの捕
捉は捕捉プロセスを長引かせ、それによって移動局の性能を劣化する。
シーケンスはその地理区域で動作する他の拡散スペクトルシステムのPNシーケ
ンスに対して相関がないように選択される。相関のないPNシーケンスのセット
の使用はパイロット信号の誤った検出数を減少または最少にし、捕捉プロセスの
速度を上げることができる。
例によって示されることができる。第1のシナリオでは、両者のCDMAシステ
ムは同一セットのPNシーケンス(例えばIS-95-A 標準規格により規定されるP
Nシーケンス)をパイロットおよびトラフィックデータを拡散するために使用す
る。捕捉プロセス中、移動局は同じPNシーケンスのセットを使用し、種々のP
Nオフセットでパイロットエネルギを計算し、パイロット信号が計算されたパイ
ロットエネルギに基づいて捕捉されたか否かを決定する。移動局は同期チャンネ
ルメッセージの捕捉等の付加的な信号処理を実行しない限り、どちらのCDMA
システムが捕捉されたか、または捕捉されたシステムが所望のシステムであるか
否かを決定できない。認められるように、第2のCDMAシステムのパイロット
信号を捕捉しようとするとき、第1のCDMAシステムのパイロット信号の誤っ
た検出は捕捉プロセスを延期できる。
ーケンスに対して相関されない異なるセットのPNシーケンスを使用する。捕捉
プロセス中、移動局は所望のCDMAシステムに対応するPNシーケンスのセッ
トを選択する。多数のシステムが送信中であるならば、他のシステムのパイロッ
ト信号はPNシーケンスの選択されたセットに相関されずほとんど検出されない
ので、移動局は所望のシステムからの信号だけをサーチできる。これは不所望の
システムからのパイロット信号の誤った検出を防止する。
する(例えばIS-95-A コンプライアント)のCDMAシステムのPNシーケンス
に相関されないように選択される。1実施形態では、別のCDMAシステムのP
NシーケンスはIS-95-A により規定されるPNシーケンスの逆方向(時間的)で
あるように選択される。相関されていないPNシーケンスは215(即ち32,7
68PNチップの長さ)を有し、以下の特性多項式に基づいて生成される。 PI.2 =x15+x10+x8 +x7 +x6 +x2 +1 (3) PQ.2 =x15+x12+x11+x10+x9 +x5 +x4 +x3 +1 (4) 図7は式(3)で示されている特性多項式にしたがって同位相PNシーケンス
を発生するためのPN発生器600Bの1実施形態のブロック図を示している。PN
発生器600Bは縦続接続されている複数の遅延素子620A乃至620Oを含んでいる。遅
延素子620 は所望のPNオフセットに基づいて1組の値で初期化される。遅延素
子620C、620G、620H、620I、620Kからの出力はそれぞれモジュロ−2加算器622A
乃至622Eにそれぞれ与えられている。加算器622A乃至622Eはまた遅延素子620Aと
加算器622A乃至622Dからそれぞれ出力を受信する。各加算器622 は2つの入力の
モジュロ−2加算を行い、その結果をその出力へ与える。加算器622Aからの出力
は遅延素子620Oへ与えられている。
67)を有し、ほぼ前述の“ランダム性”特性を与える。付加的なゼロ(0)は
14の連続的なゼロが検出されるときにはいつでもPNI 2シーケンス中へ挿
入される。付加的なゼロにより、出力PNシーケンスは前述のランダム性の特性
を与える。
より発生されるPNI 1シーケンスに対して(時間的に)逆であるので、PN
I 2シーケンスもまたPNI 1シーケンスの時間試験されたランダム性の特
性を有し、設計の危険性を最少にして新しい拡散スペクトルシステムでの使用に
容易に適合されることができる。
記憶される。移動局はまたメモリ装置をアドレスするためのカウンタも維持して
いる。第1のセットのPNシーケンスは第1の方向でカウンタを動作する(例え
ば上方向にカウントする)ことによりメモリ装置から検索され、第2のセットの
PNシーケンスは第2の方向でカウンタを動作する(例えば下方向にカウントす
る)ことによりメモリ装置から検索されることができる。
であるかについての優先度を知らないならば、移動局は捕捉される拡散スペクト
ルの特定の仮説に対応するPNシーケンスのセットを選択できる。例えば移動局
は受信された信号がIS-95-A コンプライアント信号であることを最初に推定する
ことができ、この推定に対応するPNシーケンスのセットを選択する。捕捉がこ
の選択されたPNシーケンスのセットで失敗したならば、移動局は別の推定に対
応するPNシーケンスの別のセット(即ち別のCDMAシステム)を選択できる
。プロセスは所望のシステムが検出されるか、システムが検出されなくなるまで
継続(または反復)し続けることができる。
できる。これらの素子は1以上の集積回路、特定用途向け集積回路(ASIC)
、デジタル信号プロセッサ(DSP)、制御装置、マイクロプロセッサ、その他
ここで説明した機能を実行するように設計された他の回路および/またはソフト
ウェア、またはそれらの組合わせで構成されることができる。幾つかの実施形態
では、PNシーケンスを記憶するためのメモリ装置はランダムアクセスメモリ(
RAM)、ダイナミックRAM(DRAM)、フラッシュメモリ、読取り専用メ
モリ(ROM)、プログラム可能なROM(PROM)、電気的にプログラム可
能なROM(EPROM)、電気的に消去可能なPROM(EEPROM)およ
びその他のメモリ技術によって構成されることができる。
。本発明は既存のCDMAシステムまたは、継続して考慮される新しいシステム
に応用可能である。特別なCDMAシステムは前述の米国第08/963,386号明細書
に記載されている。別のCDMAシステムは前述の米国第4/901,307 号および第
5,103,459 号明細書に記載されている。本発明は拡散スペクトルシステム中の移
動局による改良された捕捉性能を与えることができる。
を可能にするために行った。これらの実施形態に対する種々の変形は当業者に容
易に明白であり、ここで規定されている一般原理は発明力を使用せずに他の実施
形態に応用されることができる。したがって、本発明はここで示されている実施
形態に限定されず、ここで説明した原理および優秀な特性と一貫している最も広
い技術的範囲に従うことを意図している。
の実施形態のブロック図。
レッダの1実施形態のさらに詳細なブロック図。
図。
シーケンスを発生するPN発生器の1実施形態のブロック図。
するPN発生器の1実施形態のブロック図。
Claims (20)
- 【請求項1】 特定の拡散スペクトル信号が擬似ランダム雑音(PN)シー
ケンスの特定のセットにより拡散される、複数の拡散スペクトル信号の特定の1
つを捕捉する方法において、 捕捉されている特定の拡散スペクトル信号の第1の仮説に対応したPNシーケ
ンスの第1のセットを識別し、 パイロット信号を抽出するために受信された信号を識別されたPNシーケンス
のセットにより処理し、 抽出されたパイロット信号に対する計量値を計算し、 そのパイロット信号が、計算された計量値に部分的に基づいて捕捉されたかど
うかを決定し、 パイロット信号が捕捉されていないと決定された場合には、 捕捉されている特定の拡散スペクトル信号の第2の仮説に対応したPNシー
ケンスの第2のセットを選択し、その第2のセット中のPNシーケンスは第1の
セットの中のPNシーケンスに相関しておらず、 前記のような処理、計算および決定ステップを繰返すステップを含んでいる
方法。 - 【請求項2】 第2のセットに対するPNシーケンスは、第1のセットに対
するPNシーケンスの逆数である請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 第1のセットに対するPNシーケンスはメモリ装置中に記憶
され、 第1のセットに対するPNシーケンスを検索するためにそのメモリ装置に対し
て第1の方向にアクセスし、 第2のセットに対するPNシーケンスを検索するためにそのメモリ装置に対し
て第2の方向にアクセスするステップをさらに含んでいる請求項2記載の方法。 - 【請求項4】 第1のセットに対するPNシーケンスは以下の特性多項式: PI,1 =x15+x13+x9 +x8 +x7 +x5 +1, PQ,1 =x15+x12+x11+x10+x6 +x5 +x4 +x3 +1 に基づいて発生される請求項1記載の方法。
- 【請求項5】 第2のセットに対するPNシーケンスは以下の特性多項式: PI,2 =x15+x10+x8 +x7 +x6 +x2 +1, PQ,2 =x15+x12+x11+x10+x9 +x5 +x4 +x3 +1 に基づいて発生される請求項4記載の方法。
- 【請求項6】 第1および第2のセットに対するPNシーケンスはそれぞれ
215の長さを有している請求項1記載の方法。 - 【請求項7】 抽出されたパイロット信号に対する計量値は、特定の時間イ
ンターバルにわたって計算されたエネルギ測定値である請求項1記載の方法。 - 【請求項8】 特定の拡散スペクトル信号は、IS−95−A標準規格にし
たがって発生される請求項1記載の方法。 - 【請求項9】 特定の拡散スペクトル信号は、時間的にゲートされたパイロ
ット信号を含んでいる請求項1記載の方法。 - 【請求項10】 複数の拡散スペクトル信号の特定の1つを捕捉するように
構成可能な受信装置において、 特定の拡散スペクトル信号を含んでいる受信された信号を受取って調整し、調
整された信号を供給するように構成された受信機と、 受信機に結合され、調整された信号を復調してベースバンド信号を出力するよ
うに構成された復調器と、 復調器に結合され、第1のセットのPNシーケンスによりベースバンド信号を
デスプレッドし、デスプレッドされた信号を出力するように構成されたデスプレ
ッダと、 デスプレッダに結合され、第1のセットのPNシーケンスを出力するように構
成されたPN発生器とを備えており、 その第1のセットのPNシーケンスは複数のセットのPNシーケンス中から選
択され、捕捉されている特定の拡散スペクトル信号の第1の仮説に対応しており
、 デスプレッダに結合され、デスプレッドされた信号を処理して、パイロット信
号を抽出し、その抽出されたパイロット信号に対する計量値を計算するように構
成された処理装置と、 PN発生器および処理装置に結合され、計算された計量値に部分的に基づいて
パイロット信号が捕捉されたかどうかを決定し、パイロット信号が捕捉されてい
ないと決定された場合には、捕捉されている特定の拡散スペクトル信号の第2の
仮説に対応したPNシーケンスの第2のセットを供給するようにPN発生器に命
じるように構成された制御装置とをさらに備えており、 第2のセットの中のPNシーケンスは第1のセットの中のPNシーケンスと相
関していない受信装置。 - 【請求項11】 第2のセットに対するPNシーケンスは、第1のセットに
対するPNシーケンスの逆数である請求項10記載の受信装置。 - 【請求項12】 第1のセットに対するPNシーケンスは以下の特性多項式
: PI,1 =x15+x13+x9 +x8 +x7 +x5 +1, PQ,1 =x15+x12+x11+x10+x6 +x5 +x4 +x3 +1 に基づいて発生される請求項10記載の受信装置。 - 【請求項13】 第2のセットに対するPNシーケンスは以下の特性多項式
: PI,2 =x15+x10+x8 +x7 +x6 +x2 +1, PQ,2 =x15+x12+x11+x10+x9 +x5 +x4 +x3 +1 に基づいて発生される請求項12記載の受信装置。 - 【請求項14】 PN発生器は、第1のセットのPNシーケンスを記憶する
ように構成されたメモリ装置を備えている請求項10記載の受信装置。 - 【請求項15】 メモリ装置は、第1のセットのPNシーケンスを検索する
ために第1の方向にアクセスされ、第2のセットのPNシーケンスを検索するた
めに第2の方向にアクセスされる請求項14記載の受信装置。 - 【請求項16】 PN発生器は、第1および第2のセット中のPNシーケン
スを規定する1組の特性多項式を構成するように構成された1組の線形フィード
バックシフトレジスタを備えている請求項10記載の受信装置。 - 【請求項17】 特定の拡散スペクトル信号はIS−95−A標準規格に従
っている請求項10記載の受信装置。 - 【請求項18】 パイロットデータを受取って、1組のPNシーケンスによ
り拡散し、拡散されたパイロットデータを出力するように構成されたスプレッダ
と、 スプレッダに結合され、以下の特性方程式: PI,2 =x15+x10+x8 +x7 +x6 +x2 +1, PQ,2 =x15+x12+x11+x10+x9 +x5 +x4 +x3 +1 に基づいて発生されたPNシーケンスのセットを出力するように構成されたPN
発生器と、 スプレッダに結合され、拡散されたパイロットデータを変調して変調された信
号を出力するように構成された変調器と、 変調器に結合され、変調された信号を受取って調整し、拡散スペクトル信号を
出力するように構成された送信機とを備えている送信装置。 - 【請求項19】 拡散パイロットデータは時間的にゲートされる請求項18
記載の送信機。 - 【請求項20】 パイロットデータは、全てゼロのシーケンスを含んでいる
請求項18記載の送信機。
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