JP2004521582A

JP2004521582A - ビットストリーム内の定義済みコードの検索

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Publication number: JP2004521582A
Application number: JP2003513144A
Authority: JP
Inventors: ロナルド、ゲルハーズ; グス、ボス; ウイリアム、バーチル
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2001-07-13
Filing date: 2002-07-08
Publication date: 2004-07-15
Also published as: US20030012312A1; CN1526206A; KR20040015348A; US6959053B2; CN100367680C; EP1410523A1; WO2003007498A1

Abstract

ビットストリーム内の定義済みコードを検索する方法であって、本方法は、相関値とそれらの関連時刻との第１のセットを生成するために、第１の解像度にしたがって互いに異なる第１の複数の時刻においてビットストリームに適用される参照コードと該ビットストリームとの相関を得るための第１の検索を開始するステップを含む。次に、相関値とそれらの関連時刻との第２のセットを生成するために、互いに異なる第２の複数の時刻においてビットストリームに適用される参照コードと該ビットストリームとの相関を得るための第２の検索が開始され、第１の複数の時刻とは異なる時刻においてこの参照コードがビットストリームに適用されるように、この参照コードは第１のセットの最大相関値から時間的にオフセットされている。その後、ビットストリーム内の定義済みコードの強度を計算する際に使用するための最大相関値が、第１および第２のセットの中から選択される。

Description

【０００１】
（発明の背景）
本発明は、一般に多元接続（多重アクセス）ディジタル通信の分野に関し、より詳細にはビットストリーム内の定義済みコードを検索するための方法、装置、媒体および信号、並びに、これらを組み入れたシステムに関する。
【０００２】
通信の分野では、共用された伝送媒体へ同時に送信するために多数の送信器が必要とされることが多い。一つの媒体へのこのような共用アクセスを容易にするためには、別ユーザの伝送間での干渉を回避する方法を提供することが必要である。時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）といった多元接続を容易にするための多数の方法が当業界において公知である。しかしながら、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）といったダイレクトシーケンス・スペクトラム拡散（ＤＳ−ＳＳ）技術は、ＴＤＭＡやＦＤＭＡに対して重要な幾つもの利点を持っている。
【０００３】
ダイレクトシーケンス符号化拡散スペクトラム通信技術は、本質的に、非常に高いビットレートのディジタル擬似ランダムシーケンス（以下、「定義済みコード」）を用いてディジタルデータ信号を符号化して第３の信号を生成する（時々「拡散」と呼ばれるプロセスである）。この定義済みコードの個々のビットはチップと呼ばれる。
【０００４】
この第３の信号は、無線周波数キャリアに変調されてアンテナから送信され得る。受信器において、この無線周波数キャリアは、復調されて第３の信号を再生する。受信器は、受信信号と同じ形式のディジタル擬似ランダムシーケンス（以下、「参照コード」）を生成し、そのデータを再生するためにその位相を受信信号の位相と同期させようとする。ＤＳ−ＳＳ通信システムは典型的には、パイロット信号とも呼ばれるこのような定義済みコードを送信して、ユーザが送信器を同期させ、その送信器から情報を受信することを可能にする。しかしながら、大気状態と環境条件による様々な振幅および位相で、受信された定義済みコードの別個のインスタンスであるマルチパス、すなわち定義済みコードの「エコー」も受信され得る。
【０００５】
受信信号を参照コードと相関させようとする試みによって受信信号を表すビットストリーム内の定義済みコードを検索することは、しばしば「同期捕捉（ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）」と呼ばれる。一般に、同期捕捉は、一般的に各々が定義済みコードの形式に類似しているが定義済みコードとは異なる位置（例えば、位相）にある複数の参照コードと受信されたビットストリーム内の定義済みコードとを相関させる試みによって、受信されたビットストリーム内の定義済みコードの位置（例えば、位相）を検索することを必要とする。それを実行するときには、同期捕捉は、所与の検索パラメータに関して最も可能性の高い前記位置の推測を見出すために、可能性のある定義済みコード位置（例えば、位相）の多数の推測を効果的にテストする。
【０００６】
検索ウィンドウ全体は非常に大きいが、定義済みコードの位置は、定義済みコードのマルチパスからのエネルギーの大部分が存在する狭い領域（「関心領域」）に亘っていることが認められる。例えば、定義済みコードに関する検索空間全体は何千チップにも亘るかもしれないが、定義済みコードのマルチパスのエネルギーの大部分は、例えば、１３マイクロ秒あるいは１６チップに亘る狭い関心領域内に限定できる。理想的には検索を関心領域内に集中したいが、何が関心領域であり得るかについての予備知識なしではこのような検索は実行不可能である。
【０００７】
より大きな有効検索時間（ドエルタイムとして知られる）において第２の検索を実行することによって定義済みコードの位相の検索の精度が向上され得る、ということは当業界において公知である。このような手法は、二つの検索を実行する二重ドエルシステムによって実行される。典型的には二重ドエルシステムは、第１の解像度での第１の粗い検索によって関心領域の位置の特定を試み、それから一旦十分な相関が見出されると、システムは、関心領域に亘る小さなウィンドウ上でのドエルタイムを増加させることによって同じ解像度での検索をこの関心領域に集中し、これがその領域におけるパイロット信号の存在についてのより良好な予測を生み出す（すなわち、より長い第２のドエルは、エネルギー予測の統計的変動の減少をもたらす）。この手法の代償は、検索精度を向上させるために第２のドエルがより長時間を必要とすることである。第２のドエルの時間を短縮する手法が必要とされている。
【０００８】
受信信号がアナログであって、その性質上帯域幅が限定されることが更に認められる。したがって、受信したアナログ信号がディジタルのビットストリームに変換されるとき、結果として得られた信号は、送信前の送信器内におけるもとのディジタル・ビットストリームの単なる近似である擬似ディジタルパルスを含むであろう。パイロット信号自体のマルチパスを含む様々な他の無線周波数信号は、更に受信信号と干渉する。したがって、同期捕捉の方法、手段、コード、装置またはシステムは、参照コードの特定の位置あるいは位相で相関を見出すかもしれないが、この位置あるいは位相は、到来したビットストリーム内の定義済みコードのビットのエッジで見出される可能性があるので、最適に及ばない（次善である（ｓｕｂ−ｏｐｔｉｍａｌ））可能性がある。
【０００９】
不都合なことに、受信器の参照コードの次善の配列は、その受信信号内の不拡散データの不正確さを招く。更にＩＳ−９５ＣＤＭＡシステムでは、パイロット信号の位相の正確な決定は、基地局間のセルラ電話通信チャネルのハンドオフのタイミングを改善する。このように、到来するビットストリーム内の定義済みコードの位置あるいは位相と参照コードの位置あるいは位相とが正確に整合し得ることを保証するためには、パルス目標設定の精度を向上させる必要がある。
【００１０】
（発明の概要）
本発明は、本発明の一態様にしたがってビットストリーム内の定義済みコードを検索する方法を提供することによって上記の要求に対処するものである。本方法は、相関値とそれらの関連時刻との第１のセットを生成するために、第１の解像度にしたがって定義済みコードを含む受信したビットストリームに多数の時刻あるいは位相で参照コードを適用することによってその位置に関する第１の検索を開始するステップを含む。次に、相関値とそれらの関連時刻との第２のセットを生成するために、同じ解像度ではあるがより小さなウィンドウサイズの第２の類似の検索が開始される。この第２の検索は、第１のセットの相関値の最大相関値から時間的に定義済みの間隔だけオフセットされており、また、参照コードは、第１の検索で検索された時刻とは別の時刻に適用される。最大相関値は、最も可能性のある位置あるいは位相において受信ビットストリーム内で検索された定義済みコードの強度を計算する際に用いられるデータの第１および第２のセットの中から選択される。
【００１１】
上記の方法に従うことによって、関心領域全体に亘って解像度が増加するため、検索全体の精度は向上する。
【００１２】
更に、より高解像度の検索に通常関連する検索時間要件またはメモリ要件は、第１の検索の結果が少数の最大値に限定されるので、さほど増大しない。例えば、一実施形態においては、本方法は、関心領域に亘って１／２チップから１／４チップへ検索解像度を２倍にできるが、１／２チップ解像度検索の検索コストにほぼ匹敵する検索コストを維持している。更に、１／２チップ解像度検索に関連するピーク信号強度損失は１．２ｄＢ以上（想定されるベースバンド・フィルタリングに依存する）であり得るが、１／４チップ解像度検索はこの損失を四分の一だけ削減でき、それによって検索精度を向上させることができる。
【００１３】
更に、第１の検索の位置から１／４チップだけオフセットされた位置で１／２チップ解像度で第２の検索を実施し、その結果を第１の検索の結果と組み合わせることは、所定の許容検索コストに関して同じ時間内で２倍の大きさの検索ウィンドウが効果的に検索され得るので、１／４チップ解像度で第２の検索を実行するよりも効率的である。
【００１４】
本発明の他の態様によれば、ビットストリーム内の定義済みコードを検索するようにプロセッサ回路に指示するためのコードを供給するコンピュータ読取り可能な媒体が提供される。これらのコードは、相関値とそれらの関連時刻との第１のセットを生成するために、第１の解像度にしたがって多数の時刻において定義済みコードを含む受信ビットストリームに参照コードを適用することによって、前記定義済みコードの位置を検索するための第１の検索を開始するようにプロセッサ回路に指示する。その後、このプロセッサ回路は、相関値とそれらに関連の時刻との第２のセットを生成するために、同じ解像度で第２の検索を開始するように指示されるが、この第２の検索の開始点は第１のセットの相関値の最大相関値から時間的に定義済み間隔だけオフセットされており、また、参照コードは第１の検索で検索された時刻とは別の時刻に適用される。このプロセッサ回路は、また、最も可能性のある位置における受信ビットストリーム内の検索された定義済みコードの強度を計算する際に使用する最大相関値を、第１および第２セットのデータの中から選択するように指示される。
【００１５】
本発明の他の態様によれば、ビットストリーム内の定義済みコードを検索するようにプロセッサ回路に指示するためのコンピュータ読取り可能な命令により符号化された信号が提供される。この信号は、相関値とそれらの関連時刻との第１のセットを生成するために、第１の解像度にしたがって複数の異なる時刻においてビットストリームに適用される参照コードとビットストリームとの相関のための第１の検索を開始するように前記プロセッサ回路に指示する第１のコードセグメントを有する。この信号は、また、相関値とそれらの関連時刻との第２のセットを生成するために第２の複数の異なる時刻にビットストリームに適用される前記参照コードとビットストリームとの相関のための第２の検索を開始するように前記プロセッサ回路に指示する第２のコードセグメントを有し、参照コードは、該参照コードが第１の複数の時刻とは別の時刻においてビットストリームに適用されるように、第１のセットの最大相関値から時間的にオフセットされている。これらのコードセグメントによって、ビットストリーム内の定義済みコードの強度を計算する際に用いられる第１および第２のセットから最大相関値が選択される。
【００１６】
本発明の他の態様によれば、検索器と検索器制御部とからなる装置が提供される。この検索器は、相関値とそれらの関連時刻とのセットを生成するために、第１の解像度にしたがって複数の異なる時刻においてビットストリームに参照コードを適用することによって、ビットストリームと参照コードとの相関を検索するように動作することができる。検索器制御部は、前述のような第１の検索と前述のようなオフセットされた第２の検索とを開始するように動作可能であり、それによって、第１および第２の検索からのデータが関連時刻におけるビットストリーム内の定義済みコードの強度の大きさを決定するように動作可能となる。
【００１７】
この制御部は、第１および第２のセットからの時刻を共通時刻と参照するように動作可能である。制御部は、ビットストリーム内の定義済みコードの強度を計算する際に用いられる最大相関値を第１および第２のセットのうちから選択するように動作することができる。
【００１８】
制御部は、第１のセットの最大相関値が、あるしきい値を超えたときに第２の検索を開始させることができ、また検索器は、第２の検索を選択的に開始するようにプログラムできる。
【００１９】
制御部は、相関値の第１および第２のセットを定義済み数の相関値に限定するように動作可能である。
【００２０】
制御部は、ある解像度で、尚且つ、タイミング信号に対するあるウィンドウ開始時刻オフセットにおいて、あるドエルタイムに亘って検索ウィンドウ内に相関結果を生成するように動作可能であり、この開始時間オフセットはチップ解像度のほんのわずか（ａｆｒａｃｔｉｏｎｏｆｃｈｉｐｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）である。制御部は、第１および第２の検索のパラメータを定義するために、検索器に検索ウィンドウとドエルタイムと解像度と開始時刻オフセット変数とを供給するように動作可能である。制御部は、最大相関値に関して、前記解像度の半分の倍数で開始時刻を指定する開始時刻オフセット変数を供給するように動作可能である。この開始時刻は、例えば、参照コードのビットタイムの５／４だけ第１のセットの最大相関値に関連する時刻より早くてもよい。
【００２１】
制御部は、隣接する相関値より小さく、定義済み期間より時間的に近い相関値を第１および／または第２のセットから消去するように動作可能である。
【００２２】
検索器は、例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）内に実現可能であり、制御部は、例えば、ディジタル信号プロセッサに実現可能である。
【００２３】
好都合にも本装置は、本装置が使用されるシステムのよりハイレベルな中央処理装置（ＣＰＵ）によって実行される通常の保守アルゴリズムに負担をかけずに、ローレベルのＤＳＰベース検索エンジン内で二重検索処理の全体を実行できる。このような二重検索は、ＤＳＰとＣＰＵとの間のインタフェースにトラヒックを追加することはない。更に、ＤＳＰが二重検索を実行するか否かは、ＤＳＰへの初期の検索要求にフラグを単にセットするかクリアするかによって、その検索要求全体のうちの一部としてＣＰＵを用いて決定することができる。
【００２４】
本発明の他の態様によれば、ビットストリーム内の定義済みコードを検索するための装置が提供される。本装置は、集積回路とプロセッサ回路とを含む。本集積回路は、相関値とそれらの関連時刻とのセットを生成するために、第１の解像度にしたがって複数の異なる時刻にビットストリームに適用される参照コードとビットストリームとの相関を検索するように構成される。本プロセッサ回路は、前記集積回路と通信し、並びに、第１の検索と第２の検索とを開始するように構成され、さらに、ビットストリーム内の定義済みコードの強度の大きさを決定するために用いられるように動作可能な相関値の組合せセットを生成するために、相関値とそれらの関連時刻との組合せセットを生成するように構成される。
【００２５】
本発明の他の態様によれば、上述の装置を組み入れていて、更に、ＩおよびＱビットストリームを生成するために直交符号化入力信号を復調するための復調器を含むシステムであって、前記検索器は、参照コードをＩおよびＱビットストリームに相関させるための相関器を含んでいる。本システムは、更に、ダイレクトシーケンス・スペクトラム拡散（ＤＳ−ＳＳ）システム内で直交符号化パイロット信号を受信するための受信器を含み、組合せセットの相関値を用いて受信パイロット信号の強度を計算するように動作することができる。
【００２６】
本発明の他の態様と特徴は、添付図面と共に本発明による下記の特定の実施形態の説明を参照すれば、当業者に明らかになる。添付図面は、本発明の実施形態を図示している。
【００２７】
（詳細な説明）
図１を参照すると、本発明の一態様によるダイレクトシーケンス拡散スペクトラム（ＤＳ−ＳＳ）システムに用いられる通信機器は、代表的に１０で示されている。本実施形態では、システムは、直交符号化パイロット信号とそのマルチパスとを（ＤＳ−ＳＳ）システムの基地局から受信するための受信器１４を含む。典型的には、このような信号は、擬似ランダムビットシーケンスであって、定義済みコードとみなされ得る。
【００２８】
受信器１４は、受信したパイロット信号の同相（Ｉ）成分ビットストリーム１８と直交（Ｑ）成分ビットストリーム２０とを生成するベースバンド・ダウン変換器１６に信号を供給する。本発明の他の態様による装置１２は、同相（Ｉ）および直交（Ｑ）成分内の定義済みコードを検索して、ある大きさのパイロット信号強度を生成する。
【００２９】
ＤＳ−ＳＳシステムにおいて、基地局（図示せず）または遠隔の移動局は、基地局または他の送信局から送信された情報を復号化するために、この基地局または他の送信局とそれらとの同期化を可能とする遠隔の通信機器に用いられるパイロット信号として、疑似ランダムビットシーケンスを送信することを認識されたい。一般に、パイロット信号は、複数のトランシーバから同時に送信される可能性があり、また、一般に元の信号と同じ形式ではあるが振幅と位相が変化したマルチパス・パイロット信号を発生させる大気条件あるいは環境条件による歪みを受ける可能性があることを認識されたい。これは、しばしば、通信機器が受信パイロット信号間を識別することと、移動システムがどのパイロット信号と同期すべきかを決定することとを困難にする。装置１２は、無線通信機器のマイクロプロセッサ２２が同期すべきパイロット信号を決定するのを可能にするためにこの装置が受信する様々なパイロット信号の信号強度の表示（ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ）を生成するように機能する。
【００３０】
この実施形態では定義済みコードは、パイロット信号が一定に保持される時間（すなわちパイロット信号のビット期間）として定義される「チップ」から構成される。典型的には、ＣＤＭＡシステムでは、これらのチップは、１．２２８８メガチップ／秒のチッピング・レートに対して約０．８１マイクロ秒の期間を有する。
【００３１】
（装置）
ある大きさの信号強度を生成するために、装置１２は、代表的に２４で示される検索器と代表的に２６で示される制御部とを含む。この実施形態では、検索器２４は、例えば検索器２４に加えてこのシステムの他の通信機能を含み得る特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として実現される。
【００３２】
本実施形態の制御部２６は、本実施形態において、プログラム可能なプロセッサ回路によって実現される。このプロセッサ回路は、例えば、ディジタル信号プロセッサを含んでいてもよく、例えば、ＡＳＩＣ上に実現可能である。本システムのＣＰＵもまたこのＡＳＩＣ上に組み込むことができる。
【００３３】
本実施形態の制御部２６は、本実施形態でプログラム可能なプロセッサ回路によって実現される。このプロセッサ回路は、例えばディジタル信号プロセッサを含むことができ、また例えばＡＳＩＣ上に実現可能である。このシステムのＣＰＵもこのＡＳＩＣに組み込むことができる。
【００３４】
効果的なことに、検索器２４は、Ｉ成分ビットストリーム１８およびＱ成分ビットストリーム２０によって表される定義済みコードと参照コードとの相関を検索するように動作することができる。これを行うために検索器２４は、ある時間基準からの様々なタイムオフセットにおいてＩ成分およびＱ成分ビットストリーム１８および２０に参照コードを適用し、タイムオフセットでの参照コードの相関を表す相関値をタイムオフセット毎に生成する。各タイムオフセットは、インデックスによって識別され、各検索の結果は、相関値とそれらの関連インデックスとの１セットとなる。これらのインデックスは、ここでは検索解像度と称する期間だけ時間的に順にオフセットされている。代表的には検索解像度は、例えば１／２チップであってもよい。これにより、各タイムオフセットは、チップ期間の１／２に等しくなる。
【００３５】
制御部２６は、相関値とそれらの関連インデックスとの第１のセットを生成するために、参照コードに対する受信信号の相関を検索する第１の検索を開始するように検索部２４と通信可能であり、また相関値とそれらの関連インデックスとの第２のセットを生成するために、参照コードに対する受信信号の相関を検索する第２の検索を選択的に開始するように動作可能である。第２の検索では時間基準は、第１の検索によって生成された相関値のインデックス間にあるインデックスにおいて、相関値を効果的に与えるために検索解像度のほんのわずかだけ第１の検索の時間基準からオフセットされている。これは、検索の解像度を効果的に増加させて、位相的にずれた（ｓｋｅｗｅｄ）信号エネルギーに対して相関値が生成されることを可能にする。これにより、パイロット信号強度の測定精度が向上する。
【００３６】
図２を参照すると、検索器２４は、更に詳細に示されている。検索器２４は、相関器制御部３２と複数の並列相関器（その１つが３４で示されている）とを含んでいる。本実施形態には３２個の相関器が存在する。各相関器は、同じ制御部３２によって制御される。
【００３７】
各相関器は、同じＩ成分およびＱ成分ビットストリーム１８および２０を受信し、それぞれＩＰＮ２８およびＱＰＮ３０とラベル付けされた参照ビットストリームのＩ成分およびＱ成分を更に受信する。
【００３８】
各相関器は、１対のデシメータ２９、３１と、直交デスプレッダ３３と、１対のアキュームレータ３５、３７と、二乗器（ａｑｕａｒｅｒｓ）３９、４１と、加算器４３と、積分器４５とを有する。Ｉビットストリーム１８およびＱビットストリーム２０は、約８×１．２２８８ＭＨｚ＝９．８３０４ＭＨｚのビットレートでそれぞれのデシメータ２９、３１にサンプルとして受信される。これらのデシメータは、所望の検索解像度（本実施形態では１／２チップである）にしたがってサンプル数を削減する。このようにして、１チップ期間当たり２個のＩサンプルおよびＱサンプルが直交デスプレッダ３３に供給される。しかしながら、各相関器３４におけるデシメータ２９、３１によって与えられるサンプル、あるいは参照コードのＩＰＮ成分およびＱＰＮ成分は、各相関器が異なるタイムオフセットに関連付けられるように、それぞれの相関器と関連するタイムオフセットに対応するそれぞれ異なる量だけ遅延させられる。各相関器の残りの機能は、同じであって、アキュームレータ３５、３７と積分器４５が所与のドエルタイムの間、到来するＩおよびＱ成分上で動作可能になった後に、各相関器がそれぞれの相関値を生成するという従来のものである。所与のドエルタイムは、例えば当業界で公知のとおり、コヒーレント累積期間Ｎおよび非コヒーレント累積期間Ｍの生成によって表され得る。相関値とこれらに対応するインデックスは、検索の完了時に相関バッファ６４に格納される。
【００３９】
相関器制御部３２は、参照コードの位相を示すマスタ・タイミング信号ＭＴを受信し、また、検索ごとに異なる時間基準を与えるために参照コードの位相に対してプログラム可能な量だけ検索の開始を遅らせるように動作可能である。本実施形態では、この遅延は、１／８チップの解像度を有する。
【００４０】
相関器制御部３２は、ウィンスタート・レジスタ５６と、ウィンサイズ・レジスタ５８と、ドエルタイム・レジスタ６０と、解像度レジスタ６２と、に格納されている変数に応じて相関器の不拡散機能と、アキュームレーション機能と、二乗機能と、加算機能と、積分機能とを制御する。ウィンスタート・レジスタ５６は、検索全体に適用される時間基準遅延（すなわち位相シフト）を表すオフセット値ＯＴを保持する。ウィンサイズ・レジスタ５８は、検索時に活性状態にされる相関器３４の数を示す値を保持する。ドエルタイム・レジスタ６０は、相関が計算される期間あるいはチップ数を表す値を保持する。解像度レジスタ６２は、各相関器のデシメータ２９、３１からそれらに対応する直交デスプレッダ３３に与えられるべき検索解像度、すなわち１チップ当たりのサンプル数を表す値を保持する。
【００４１】
図１を参照すると、本実施形態では検索器２４と制御部２６は、データバス５０を介し、また、開始（ｇｏ）信号５２と検索完了信号５４とを含む制御信号を介して通信する。開始信号５２は、制御部２６から検索器２４に送信され、検索を開始させるために用いられる。検索完了信号５４は、検索器２４から制御部２６に送信され、検索が完了したことを示すために用いられる。データバス５０は、検索器２４内のレジスタと制御部２６内のレジスタとの間でデータを転送するために使用される。
【００４２】
制御部２６は、検索器２４のウィンスタート・レジスタ５６とウィンサイズ・レジスタ５８とドエルタイム・レジスタ６０と解像度レジスタ６２とで使用されるために、マイクロプロセッサ２２から制御部２６に送信される変数を保持するためのバッチ・バッファ６６を含む。更に、制御部は検索器２４の相関バッファ６４から相関値とインデックス値とを受信して累積するための検索出力バッファ６８を更に含む。制御部２６は、更に、以下詳細に説明するように、検索出力バッファ６８内に格納された累積値とインデックス値とのサブセットを保持する最大データ／インデックス・バッファ７０を含む。制御部２６は、更に、第２の検索の実行が可能であるかどうかを示すために、マイクロプロセッサ２２によってロードされるように動作可能な二重ドエルフラグ・レジスタ７２を含む。
【００４３】
最後に、制御部２６は、検索器２４と相互作用して制御部２６のレジスタ内のデータを操作するように制御部２６のプロセッサ回路７６に指示するプログラムを受信して保持するためのプログラムメモリ７４を有する。
【００４４】
このプログラムメモリ７４は、前述の第１、第２の検索を開始するようにプロセッサ回路に指示するためのプロセッサ読取り可能な命令により符号化された信号を受信することができる。これらの命令は更に、ビットストリーム内の定義済みコードの強度を計算する際に用いられる最大相関値を第１、第２のセットから選択するようにプロセッサ回路７６に指示する。本実施形態ではこれらの命令は、パイロット信号の信号強度を実際に計算してこの信号強度をマイクロプロセッサ２２に供給するようにプロセッサ回路７６に指示するための命令を更に含む。
【００４５】
プロセッサ読取り可能な命令を制御部２６に供給する信号は、例えば通信インタフェース（図示せず）から受信されてもよく、あるいは、例えば、第１および第２の検索を開始するように、またビットストリーム内の定義済みコードの強度を計算する際に用いられる最大相関値を選択するようにプロセッサ回路に指示するためのコードが格納された８０で示されたコンピュータ読み取り可能な媒体を読み取る７８で示された媒体読取り器とマイクロプロセッサ２２とが通信する場合には、マイクロプロセッサ２２から受信してもよい。
【００４６】
再び図１を参照し、制御部２６は、相関値とインデックスによって表されるそれらの関連時刻との第１のセットを生成するために、第１の複数の異なる時刻に、すなわち異なるタイムオフセットで、受信信号ビットストリームに適用される参照コードとのこの受信信号ビットストリームの相関を検索するための第１の検索を効果的に開始する。
【００４７】
次に、プロセッサは、この第１のセットの相関値から最大相関値を決定し、相関値とそれらの関連時刻との第２のセットを生成するために第２の検索を開始するが、この第２の検索は、第２の検索で考慮されるビットストリーム・サンプルが効果的にも第１の検索のサンプルの間に存在するサンプルになるように、第１の検索からの最大相関値と関連するインデックスから、したがって第１の検索の時間基準から、時間的にオフセットされている。このように、効果的なことに、第２の検索で使われるオフセット・インデックスは、第２の検索が第１の検索の連続したインデックス間の１期間中に実行されるように、第１の検索の同じオフセット・インデックスに対して時間的にシフトされている。両検索は、同じサンプル解像度で実行されるが、第２の検索は、増加した解像度によってより大きなデータセットを生成するために、第１の検索のサンプル間の期間中に検索するように効果的に時間シフトしている。これは、受信したＩ、Ｑ成分内の信号エネルギーを検出する際に、より高い精度をもたらす。
【００４８】
図３を参照すると、図１で示されたプログラムメモリ７４内に格納されたコードによって実現されるパイロットルーチンを記述する流れ図が、代表的に１００で示されている。このパイロットルーチンが前述の方法ステップのある特定の実施形態であって、本発明の目的を達成するためには必ずしも必要でない追加の改良点を含むことを認識されたい。単純化された手順で十分である。それにもかかわらず本パイロットルーチンは、ここに説明する方法を実現する実際的な方法を示している。
【００４９】
図３を参照するとパイロットルーチン１００は、図１に示すマイクロプロセッサ２２から検索要求ＳＲＱを受信したときに呼び出される。
【００５０】
検索要求ＳＲＱを受信すると、ブロック１０２は、検索器２４に検索を開始させるために、バッチ・バッファ６６からハードウエア・レジスタ５６、５８、６０および６２に検索パラメータを転送し、続いて、開始信号５２をアクティブにするように制御部２６に指示する。
【００５１】
この例では最初に、第１の検索に関して検索ウィンドウは、６０チップにセットされる。相互に１／２チップだけオフセットされた３２個の相関器が存在するため、検索が開始される毎に１６チップ・ウィンドウが効果的に検索される。従って、６０チップ・ウィンドウ全体を検索するためには、４つの検索手順が必要となる。
【００５２】
ブロック１０４は、図１に示す検索完了信号５４で受信されるべき検索割込みを待機するように制御部２６に指示する。検索割り込みが受信されたときには、ブロック１０６は、検索結果を、即ち、検索器２４の相関バッファ６４からの相関値およびそれに対応するインデックス値を正規化して、制御部２６の検索出力バッファ６８へ転送するように制御部２６に指示する。次に、それぞれ内側ドエルタイムと外側ドエルタイムであるＮ^２とＭとで除算することによって正規化が完了する。次に、ブロック１０８は、検索出力バッファ６８内の最大相関値とその関連インデックスとを検索出力バッファ６８の末尾に転送するように制御部２６に指示する。言い換えれば、このブロックにおいて分類が行われる。
【００５３】
次に、ブロック１１０は、検索出力バッファ６８内の最大相関値とそれに対応するインデックスとを最大データ／インデックス・バッファ７０に転送するようにプロセッサに指示する。次に、ブロック１１２は、相関値とそれらの関連インデックスとを消去するように制御部２６に指示するが、これらの関連インデックスは隣接相関と最小しきい値（本実施形態では１チップである）より小さなインデックス値との間の時間分離を示すインデックス値を有している。次に、ブロック１１４は、最大データ／インデックス・バッファ７０内に、定義済み数（本実施形態では４である）のエントリがあるか否かを決定するように制御部２６に指示する。もし、４つのエントリが最大データ／インデックス・バッファ７０内に受信されていない場合には、制御部２６は、検索出力バッファ６８において次の最大相関値を見出して、それを最大データ／インデックス・バッファ７０に転送し、続いて、ブロック１１２によって要求されたように相関値とインデックスとを消去するために、ブロック１１０に戻るように指示される。
【００５４】
一旦、定義済み数（すなわち４つ）の最大相関値が最大データ／インデックス・バッファ７０内にロードされると、ブロック１１６は、検索ウィンドウ全体（６０チップ）が検索されたかどうかを決定するようにプロセッサ回路７６に指示する。もし、検索されていなければ、ブロック１１８は、これらの値をハードウエア・レジスタ５６、５８、６０に転送するために新しい検索パラメータをバッチ・バッファ６６に入れ、また、開始信号５２を用いて検索器２４を起動させるようにプロセッサ回路７６に指示する。効果的に、相関値とそれらの関連時刻との第１のセットを生成するために、ブロック１０４および１１８によってループが形成される。
【００５５】
相関値の第１のセットが生成された後に、プロセッサ回路７６は、ブロック１１６を終了して、二重ドエル検索が要求されているかどうかをこのプロセッサ回路に決定させるブロック１２０に進むことが許可される。これは図１に示す二重ドエルフラグ・レジスタ７２を読み取ることによって決定される。もし、二重ドエル検索が要求されていなければ、プロセッサはブロック１２２に向かい、このプロセッサは最大データ／インデックス・バッファ７０内に格納された相関値をＥｃ／Ｉｏに置き換え（ｐｕｔ）、次に、そこからパイロット強度を計算させ、続いて、この計算されたパイロット強度を、対応するインデックス値に関連付け、これらの結果を図１に示すマイクロプロセッサ２２に送る。これらの相関値は、当業界で既知のように、受信回路に関連する総ての利得を測定し（ｓｃａｌｉｎｇｏｕｔ）、チップ持続時間（ｃｈｉｐｄｕｒａｔｉｏｎ）に亘ってその結果を正規化し、バイアスを除去し、適切なＱフォーマッティングすることによって、Ｅｃ／Ｉｏに置き換えられる。このようにして、パイロット信号強度値は計算され、マイクロプロセッサ２２に供給される。
【００５６】
再び図３を参照して、もし、ブロック１２０において二重ドエル要求が行われていた場合、ブロック１２４において、第２のドエル、即ち、第２の検索が実行されているか否かを決定するように制御部２６に指示する。第２の検索が実行されている場合には、プロセッサは、ブロック１２２において、ここで説明された機能を実行する。第２の検索が実行されていない場合には、プロセッサは、ブロック１２６において、最大データ／インデックス・バッファ７０内のエントリのいずれかが第２のドエルしきい値よりも大きいか否かを決定する。最大相関値が第２のドエルしきい値よりも大きくない場合には、プロセッサ回路７６は、ブロック１２２において、ここで説明された機能を実行して信号強度値を計算する。最大相関値が第２のドエルしきい値を超えている場合には、プロセッサは、ブロック１２８において、第２のドエルが進行中であるかどうかを決定するためにブロック１２４においてプロセッサ回路７６によって用いられる第２のドエルフラグ・レジスタ７２内の第２のドエルフラグをプロセッサにセットする。プロセッサは、第２の検索を開始するために適切な値をハードウエア・レジスタ５６、５８、６０および６２にロードするように指示される。
【００５７】
本実施形態では第２の検索を開始する際に、ウィンスタート・レジスタ５６にロードされた値は、最大データ／インデックス・バッファ７０に格納された最大相関値に関連するインデックスによって示される時刻より１チップ時間の５／４倍だけ進んでいる時間を表す値である。従って、第２の検索は、最大データ／インデックス・バッファ７０内に格納されたピーク相関値のインデックスに関連した時刻に対して時間的に１／４チップの奇数倍（本実施形態では１チップの５／４倍）だけ早くから始まる領域に亘って実行される。
【００５８】
更に、第２の検索を第１の検索で見出された最大相関値の周りの領域に集中させるために、１６チップの検索ウィンドウ値がウィンサイズ・レジスタ５８にロードされる。
【００５９】
第２の検索によって生成された相関値のセットを考慮し、これを生成するためにブロック１０４から１２４によって説明された処理が繰り返されると、この処理は、第２の検索が実行される領域に亘って検索解像度を効果的に増加させる。
【００６０】
更に、「効果的な」１／４チップ解像度が第２の検索の１６チップ検索ウィンドウに亘って得られる一方、これは、１／２チップ解像度ではあるが、第１の検索に対して５／４チップだけオフセットされた状態で第２の検索を実行することによって達成される。第２のドエルを１／２チップ解像度における１６チップ・ウィンドウに限定すると、検索器２４に対して丁度１回の呼出しを必要とするという結果になる。１／２チップ解像度検索における６０チップの代表的な検索ウィンドウは、ハードウエアに対して４回の呼出しを必要とするため、このサイズのウィンドウに二重ドエルを実行することは、相関時間全体に約２５％を追加するだけである。第１の検索の最大相関値の近傍から開始され、１６チップに亘って第２の検索を実行することは、良好に機能する。それは、研究者たちが、典型的な遅延拡散プロファイルはこのようなウィンドウサイズ内に十分に入ることと、場所とより低いマルチパスは時間的にピーク・マルチパスに続く傾向があることとを示したからである。
【００６１】
更に、第２の検索は、第１の検索からの結果がそれを保証するために十分なエネルギーを示す場合にのみ行われる。近隣セットの検索といった不活性なセット・パイロットの検索の多くは、十分なエネルギーのパイロット信号を現さない。これらの場合には第２の検索は無駄であろうから実施されない。
【００６２】
本実施形態は、定義済みコードを移動体トランシーバに送信する基地局に関して説明されているが、本方法の一般性はこのような実施形態に限定すべきでない。本発明の他の実施形態では定義済みコードは、例えばＤＳ−ＳＳ基地局によって送信されることがあり、定義済みコードの位相の検索は移動体トランシーバによって実行され得るが、これは様々な位相における類似形式の参照コードを相関の検索に適用する。本発明の他の実施形態では、定義済みコードは、代替的に、例えば、移動体トランシーバによって送信され、定義済みコードの検索は前述の仕方で基地局によって実施してもよい。それに代えて、通信は上述の仕方により二つの基地局間で、あるいはそれに代え、２個の移動体トランシーバ間で行われてもよい。
【００６３】
二つの検索が１／２チップ解像度で実行され、その第２の検索は、関心領域に亘って１／４チップの解像度を効果的に達成するために１／４チップだけ第１の検索からオフセットされており、尚且つ、その第２の検索は、第１の検索で得られた最大相関値によって定義される関心領域に亘っている実施形態が説明されてきたが、本方法はこのような手法に限定されるべきではない。他の実施形態では同じ手法が他の解像度に適用することができ、例えば１チップ解像度で検索して、第１の検索の位置から１チップのほんのわずかだけオフセットされた位置（すなわち第１のセットの位置とは一致しない位置）を１チップ解像度で再検索することに適用することもできる。
【００６４】
二つの検索が実行される実施形態が説明されてきたが、本方法は、このような手法に限定されるべきではない。本発明の他の実施形態では、同じ手法は、３つ以上の相互にオフセットされた検索セットをある共通時間基準に参照するように適用することができ、例えば、各々が他のセットから１／４チップだけオフセットされた４つの検索セットを１チップ解像度で実行し、これらの４つのセットをある共通の時間基準に参照することに適用することができる。後者の方法では、検索全体は１／４チップの有効検索解像度を有するが、例えば、第１の検索が広いウィンドウに亘っており、単に定義済みコードの遅延拡散プロファイルを含んでいそうな領域を識別するだけであって、その第１の検索に続く検索は遅延拡散プロファイルが予想される領域だけに限定される場合に、この検索コストは１チップ解像度検索のコストにより近くなるであろう。
【００６５】
ここでは、無線通信システムに用いられる実施形態が説明されているが、本方法は、伝送媒体が無線であるかどうかにかかわらず、多数の送信器から伝送媒体への同時アクセスのための設備を必要とする如何なるディジタル通信システムをも包含する。
【００６６】
本発明の特定の実施形態が説明され、図示されてきたが、このような実施形態は、請求項にしたがって解釈されるように、単に本発明を例示するものと考えるべきであって本発明を限定するものと考えるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の第１の実施形態によるシステムのブロック図である。
【図２】
図１に示す検索器のブロック図である。
【図３】
図１に示すシステムのプロセッサ回路によって実行されるパイロットルーチンの流れ図である。

Claims

第１の解像度にしたがって互いに異なる第１の複数の時刻においてビットストリームに適用される参照コードと前記ビットストリームとの相関を求め、それにより相関値とそれらの関連時刻との第１のセットを生成する第１の検索を開始するステップと、
前記参照コードは前記第１の複数の時刻とは異なる時刻に前記ビットストリームに適用されるように前記第１のセットの最大相関値から時間的にオフセットされており、互いに異なる第２の複数の時刻において前記ビットストリームに適用される前記参照コードと前記ビットストリームとの相関を求め、それにより相関値とそれらの関連時刻との第２のセットを生成する第２の検索を開始するステップと、
前記ビットストリーム内の前記定義済みコードの強度を計算する際に用いられる最大相関値を前記第１および第２のセットの中から選択するステップとを具備するビットストリーム内の定義済みコードを検索する方法。
第１の解像度にしたがって互いに異なる第１の複数の時刻においてビットストリームに適用される参照コードと前記ビットストリームとの相関を求め、それにより相関値とそれらの関連時刻との第１のセットを生成する第１の検索を開始するステップと、
前記参照コードは前記第１の複数の時刻とは異なる時刻に前記ビットストリームに適用されるように前記第１のセットの最大相関値から時間的にオフセットされており、互いに異なる第２の複数の時刻において前記ビットストリームに適用される前記参照コードと前記ビットストリームとの相関を求め、それにより相関値とそれらの関連時刻との第２のセットを生成する第２の検索を開始するステップと、
前記ビットストリーム内の前記定義済みコードの強度を計算する際に用いられる最大相関値を前記第１および第２のセットの中から選択するステップとによって、前記ビットストリーム内の定義済みコードを検索するようにプロセッサ回路に指示するコードを供給するためのコンピュータ読取り可能な媒体。
ビットストリーム内の定義済みコードを検索するようにプロセッサ回路に指示するためのコンピュータ読取り可能な命令で符号化された信号であって、
第１の解像度にしたがって互いに異なる第１の複数の時刻においてビットストリームに適用される参照コードと前記ビットストリームとの相関を求め、それにより相関値とそれらの関連時刻との第１のセットを生成する第１の検索を開始するように前記プロセッサ回路に指示するための第１のコードセグメントと、
参照コードは前記第１の複数の時刻とは異なる時刻に前記ビットストリームに適用されるように前記第１のセットの最大相関値から時間的にオフセットされており、互いに異なる第２の複数の時刻において前記ビットストリームに適用される前記参照コードと前記ビットストリームとの相関を求め、それにより相関値とそれらの関連時刻との第２のセットを生成する第２の検索を開始するように前記プロセッサ回路に指示するための第２のコードセグメントとを備え、
前記ビットストリーム内の前記定義済みコードの強度を計算する際に用いられる最大相関値を前記第１および第２のセットの中から選択する信号。
第１の解像度にしたがって互いに異なる複数の時刻においてビットストリームに適用される参照コードと前記ビットストリームとの相関を求め、それにより相関値とそれらの関連時刻との第１のセットを生成する第１の検索を開始する手段と、
参照コードは前記第１の複数の時刻とは異なる時刻に前記ビットストリームに適用されるように前記第１のセットの最大相関値から時間的にオフセットされており、互いに異なる第２の複数の時刻において前記ビットストリームに適用される前記参照コードと前記ビットストリームとの相関を求め、それにより相関値とそれらの関連時刻との第２のセットを生成する第２の検索を開始する手段と、
前記ビットストリーム内の前記定義済みコードの強度を計算する際に用いられる最大相関値を前記第１および第２のセットの中から選択する手段とを備えたビットストリーム内の定義済みコードを検索する装置。
第１の解像度にしたがって互いに異なる時刻においてビットストリームに適用される参照コードと前記ビットストリームとの相関を検索し、それにより相関値とそれらの関連時刻とのセットを生成する検索器と、
相関値とそれらの関連時刻との第１のセットを生成するために前記ビットストリームの相関を求める第１の検索を開始するように動作可能であり、参照コードは前記第１の複数の時刻とは異なる時刻に前記ビットストリームに適用されるように前記第１のセットの最大相関値から時間的にオフセットされており、互いに異なる第２の複数の時刻において前記ビットストリームに適用される前記参照コードと前記ビットストリームとの相関を求め、それにより相関値とそれらの関連時刻との第２のセットを生成する第２の検索を開始するように動作可能であり、前記ビットストリーム内の前記定義済みコードの強度を決定する際に前記第１および第２の相関値のセットを用いるように動作可能である検索器制御部とを備えたビットストリーム内の定義済みコードを検索する装置。
前記制御部は、前記第１のセットおよび前記第２のセット内の相関値に関連する時刻を共通時刻と参照するように動作することを特徴とする請求項５に記載の装置。
前記制御部は、前記ビットストリーム内の前記定義済みコードの前記強度を計算する際に用いられる最大相関値を前記第１および第２のセットのうちから選択するように動作することを特徴とする請求項６に記載の装置。
前記制御部は、前記第１のセットの前記最大相関値がしきい値を超えたときに前記第２の検索を開始させることを特徴とする請求項５に記載の装置。
前記検索器は、前記第２の検索を選択的に開始するようにプログラム可能であることを特徴とする請求項８に記載の装置。
前記制御部は、相関値の前記第１および第２のセットを定義済み数の相関値に限定するように動作することを特徴とする請求項５に記載の装置。
前記検索器は、ドエルタイムに亘って、あるチップ解像度で尚且つタイミング信号に対するウィンドウ開始時刻オフセットで、検索ウィンドウ内に前記相関結果を生成するように動作し、該開始時刻オフセットは前記チップ解像度のほんのわずかであることを特徴とする請求項５に記載の装置。
前記制御部は、前記第１および第２の検索のパラメータを定義するために、前記検索器に、検索ウィンドウとドエルタイムと解像度と開始時刻オフセット変数とを与えるように動作することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
前記制御部は、前記最大相関値に対して前記解像度の半分の倍数で開始時刻を指定する開始時刻オフセット変数を与えるように動作することを特徴とする請求項１２に記載の装置。
前記開始時刻は、前記参照コードのビット時間の−５／４であることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
前記制御部は、隣接する相関値より小さくて定義済み期間より時間的に近い相関値を、相関値の前記第１および／または第２のセットから消去するように動作することを特徴とする請求項５に記載の装置。
前記制御部はディジタル信号プロセッサを含むことを特徴とする請求項５に記載の装置。
前記検索器は特定用途向け集積回路内に実施されることを特徴とする請求項５に記載の装置。
第１の解像度にしたがって互いに異なる時刻においてビットストリームに適用される参照コードと前記ビットストリームとの相関を検索し、それにより相関値とそれらの関連時刻とのセットを生成するように構成された集積回路と、
相関値とそれらの関連時刻との第１のセットを生成するために前記参照コードと前記ビットストリームとの相関を求める第１の検索を開始し、参照コードは前記第１の複数の時刻とは異なる時刻において前記ビットストリームに適用されるように前記第１のセットの最大相関値から時間的にオフセットされており、互いに異なる第２の複数の時刻において前記ビットストリームに適用される前記参照コードと前記ビットストリームとの相関を求め、それにより相関値とそれらの関連時刻との第２のセットを生成する第２の検索を開始するように動作し、前記ビットストリーム内の前記定義済みコードの強度を決定する際に用いられる組合せのセットの相関値を生成するように前記集積回路と通信し、かつ該集積回路を制御するように構成されたプロセッサ回路とを備えたビットストリーム内の定義済みコードを検索する装置。
ＩおよびＱビットストリームを生成するために直交符号化入力信号を復調するベースバンド・ダウン変換器を更に含み、
前記集積回路は前記参照コードを前記ＩおよびＱビットストリームと相関させるための相関器を含むことを特徴とする請求項１８に記載の装置を含むシステム。
ダイレクトシーケンス・スペクトラム拡散（ＤＳ−ＳＳ）システム内で直交符号化パイロット信号を受信するための受信器を更に含み、
前記プロセッサ回路は、前記組合せセットの相関値を用いて受信パイロット信号の強度を計算するように動作することを特徴とする請求項１９に記載のシステムを含むシステム。