JP2005502261A - チャネルサーチ結果の補間 - Google Patents

Abstract

【解決手段】一般に、この発明は、より高い精度で、スペクトラム拡散無線通信システムにおけるエネルギーピークの探索を容易にする。特に、この発明の種々の実施の形態は、エネルギーピークとその関連するオフセットを報告するだけでなく、エネルギーピークが生じるオフセットの前後に生じる１つ以上のオフセットに対応するエネルギーレベルも報告することを含むことができる。補間技術または外挿技術を用いて、ピークの見かけの位置と、周囲のオフセットで観察されたエネルギーレベルに基づいてエネルギーピークの実際の位置を推定することができる。

Description

【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線通信に関し、特に、拡散スペクトラム技術を用いた無線通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムは、音声およびデータ通信のような種々のタイプの通信を供給するために広範囲に展開されている。これらのシステムは、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）または時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）のような、種々の変調技術に基づいていてもよい。ＣＤＭＡシステムは、システム容量の増大を含めて、他のタイプのシステムに対して、ある利点を提供する。
【０００３】
ＣＤＭＡシステムは、（１）デュアルモード広帯域スペクトラム拡散セルラシステムのためのＴＩＡ／ＥＩＡ−９５−Ｂ移動局−基地局互換性標準（ＩＳ−９５標準）、（２）「第三世代パートナーシッププロジェクト」（３ＧＰＰ）という名前の協会により提案され、文献番号３ＧＴＳ２５．２１１、３ＧＴＳ２５．２１２、３ＧＴＳ２５．２１３、および３ＧＴＳ２５．２１４を含む文献のセットに具現化される標準（Ｗ−ＣＤＭＡ標準）、（３）「第三世代パートナーシッププロジェクト２」（３ＧＰＰ２）という名前の協会により提案され、「ｃｄｍａ２０００スペクトラム拡散システムのためのＣ．Ｓ０００２−Ａ 物理層標準」、「ｃｄｍａ２０００スペクトラム拡散システムのためのＣ．Ｓ０００５−Ａ上層（レイヤ３）シグナリング標準」および「Ｃ．Ｓ００２４ｃｄｍａ２０００高速パケットデータ空中インターフェース仕様」（ｃｄｍａ２０００標準）および（４）その他の標準のような１つ以上のＣＤＭＡ標準をサポートするように設計してもよい。
【０００４】
擬似乱数雑音（ＰＮ）系列は、送信されたパイロット信号を含む、送信された信号を拡散するために一般にＣＤＭＡシステム内で使用される。ＰＮ系列の単一値を送信するのに必要な時間はチップとして知られており、チップが変化する比率はチップレートとして知られている。ＣＤＭＡ受信器は一般的にレーキ受信器を採用する。レーキ受信器は一般的に、１つ以上の基地局からのダイレクトパイロットおよびマルチパスパイロットを見つけるための１つ以上のサーチャーと、これらの基地局からの情報信号を受信し結合するための２つ以上のマルチパス復調器（指）とから構成される。
【０００５】
ダイレクトシーケンス(direct sequence)ＣＤＭＡシステムの設計に固有なことは、受信器はそのＰＮ系列を基地局のＰＮ系列に合わせなければならないという要件である。例えば、ＩＳ−９５において、各基地局と加入者装置は、正確に同じＰＮ系列を使用する。基地局は、ＰＮ系列の発生に、固有のタイムオフセットを挿入することにより、自分自身を他の基地局と区別する（すべての基地局は６４チップの整数の倍数によりオフセットされる）。加入者装置は、少なくとも１つの指を基地局に割当てることにより基地局と通信する。基地局と通信するために、割当てられた指は適当なオフセットをそのＰＮ系列に挿入しなければならない。ＩＳ−９５受信器は１つ以上のサーチャーを用いてパイロット信号のオフセットを見つけ、それゆえ、受信のために指を割当てる際にこれらのオフセットを使用する。ＩＳ−９５システムは同相（Ｉ）ＰＮ系列および直交（Ｑ）ＰＮ系列の一組を用いるので、パイロットを見つける１つの方法は、１つ以上のパイロット信号が見つかるまで、内部的に発生されたＰＮ系列を異なるオフセットの仮説と相互に関連づけることにより全体のＰＮ空間を単に探索することである。
【０００６】
サーチャーは、ＰＮ系列を各オフセット仮説と相互に関連づけるので、サーチャーは結果として生じる信号エネルギーを記録する。エネルギーピークは、信号の再生を生じるオフセット仮説に対して現われ、一方、他のオフセット仮説はほんの少ししか生じないかまたは信号エネルギーを生じない。例えば、信号がビルおよび他の物体から反射するとき、生成されるエコーから複数のエネルギーピークが生じるかもしれない。
【０００７】
ある場合には、報告されたピークはエネルギーピークの実際の位置と正確に一致しない。移動装置と基地局との間の距離に関連する信号伝搬遅延は、エネルギーピークの位置をいずれかの端数のチップオフセットに存在させるかもしれない。サーチャーは典型的には、ＰＮチップの１／２の分解能で動作する。すなわち、サーチャーはＰＮチップの１／２だけスペースが置かれたオフセット仮説を試験する。結果として、サーチハードウエアによりサーチソフトウエアに報告された位置からチップの１／２以内のいずれかのオフセットにエネルギーピークの実際の位置が存在し得る。半チップ間隔でエネルギーピークを探索することは、エネルギーピークの真の位置を適切に検出しないかもしれない。しかしながら、そうすることは、例えば、１／８チップ分解能で探索することに比べて、探索時間を低減するという利点がある。
【０００８】
Ｗ−ＣＤＭＡシステムのような他のシステムは、一次スクランブル符号として知られる、各基地局に固有ＰＮ符号を用いて基地局を異ならせる。Ｗ−ＣＤＭＡ標準はダウンリンクをスクランブルするための２つのゴールド(Gold)符号系列を定義する。一方は、同相成分（Ｉ）に対して、他方は直行（Ｑ）成分に対して定義する。ＩＰＮ系列およびＱＰＮ系列は一緒になって、データ変調なしにセル全体に渡ってブロードキャストされる。このブロードキャストは、共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）と呼ばれる。発生されたＰＮ系列は３８，４００チップの長さに切り捨てられる。３８，４００チップの期間は、無線フレームと呼ばれる。各無線フレームは、スロットと呼ばれる１５の等しいセクションに分割される。
【０００９】
上述したＩＳ−９５システムの場合に記載した方法で、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局を探索することは可能である。すなわち、５１２の一次符号の各々に対して、オフセット（チップの３８，４００）毎に全体のＰＮ空間を探索することができる。しかしながら、そのような探索が必要とするであろう過度の時間量により実用的ではない。そのかわり、Ｗ−ＣＤＭＡ標準は、効率的に探索する際に加入者装置を補助するために、２つのさらなる同期チャネル、すなわち、一次同期チャネルと２次同期チャネルを送信するように基地局に要求する。
【００１０】
初期取得の場合、３段階Ｗ−ＣＤＭＡ探索は、各スクランブル符号に対して全体のＰＮ空間を探索するという実用的でない選択肢に対して、探索時間を低減するという観点から性能を大幅に増大させる。
【００１１】
サーチ時間は、ＣＤＭＡシステムの品質を決定する際の重要な測定基準である。探索時間が減少するということは、探索をより頻繁に行なうことができるということを意味する。従って、加入者装置は、最良の利用可能なセルをより頻繁に見つけ、アクセスすることができ、基地局と加入者装置の両方によって、しばしば低減された送信電力レベルでより良い信号の送受信を行なうことができる。これは、次には、増加するユーザー数、より高い伝送速度、またはその両方を支援する観点からＣＤＭＡシステムの容量を増大させる。加入者装置がアイドルモードにあるときに、探索時間を減少することも利点がある。アイドルモードでは、加入者装置は音声またはデータを積極的に送信または受信していないが、周期的にシステムを監視している。アイドルモードでは、加入者装置は、監視していないときは、低電力状態で維持することができる。探索時間を低減することにより、加入者装置は監視に消費する時間を少なくすることが出来、低電力状態である時間を増やすことができ、従って、電力消費を低減し、スタンバイ時間を増加させる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
一般に、この発明は、サーチ時間を増加させることなく、または物質的にサーチハードウエアの量を増加させることなく、より高い精度で、スペクトラム拡散無線通信システムにおいてエネルギーピークの探索を容易にする。特に、この発明の種々の実施の形態は、エネルギーピークとその関連するオフセットのみならず、エネルギーピークが生じるオフセットの直前直後に生じる１つ以上のオフセットに対応するエネルギーレベルを報告することを含んでいても良い。補間技術および外挿技術を用いて、見かけの位置からのエネルギーピークの実際の位置および周囲のオフセットで観察されるエネルギーレベルを予測してもよい。
【００１３】
この発明の種々の実施の形態によれば、チャネルサーチハードウエアは、２つのモードのいずれかで動作することができる。一方のモードにおいて、チャネルサーチハードウエアは、検出されたエネルギーピークに関連するオフセットと信号エネルギーレベルを報告する。他方のモードにおいて、チャネルサーチハードウエアは、検出されたエネルギーピークの左および右の両脇のエネルギーレベル、すなわち、検出されたエネルギーピークに先行するオフセットおよびそれに続くオフセットで検出された信号エネルギーレベルも報告する。
【００１４】
この発明は多数の利点を提供することができる。例えば、多くのスペクトラム拡散無線通信システムは、チャネルサーチハードウエアより高い分解能で動作する復調器を採用する。従って、一般的なサーチ技術は、チャネルサーチハードウエアの分解能、例えばＰＮチップの１／２により制限された精度でエネルギーピークの位置を決定することができる。オフセットに対応するエネルギーレベルを、チャネルサーチハードウエアにより検出される見かけのピーク位置のすぐ左および右に報告し、これらのエネルギーレベルに基づいて補間および外挿を実行することにより、この発明により提供されるチャネル探索技術はより高い精度で真のピーク位置を決定することができる。結果として、時間追跡に含まれる時間を低減することができる。時間の追跡はオフセットが、復調器の分解能により制限される、信号の実際のオフセットに一致するまで、復調器指に関連するオフセットを増加的に調節する。さらに、無線通信装置の物理ロケーションはより正確に決定することができる。さらに、ピークに隣接するエネルギーレベルはすでに一般に、探索動作の期間利用可能なので、そして、補間アルゴリズムはソフトウエアで実現できるので、この発明は、サーチハードウエアに対して最小の変更で実施することができる。
【００１５】
一実施形態において、この発明は、スペクトラム拡散システムにおいて実施されるチャネルサーチ方法に向けられている。スペクトラム拡散信号に対するピークエネルギーレベルおよび少なくとも１つの両脇エネルギーレベルはチャネル探索ハードウエアを用いて識別される。ピークエネルギーレベルは、チャネル探索ハードウエアから受信される。一動作モードにおいて、少なくとも１つの両脇エネルギーレベルもチャネル探索ハードウエアかから受信される。復調器は、ピークエネルギーレベルおよび少なくとも１つの両脇エネルギーレベルの関数として構成される。
【００１６】
他の実施の形態は、受信したＣＤＭＡ信号を符号化するために使用される拡散符号を識別するための方法に向けられている。擬似乱数雑音（ＰＮ）系列内の一組のオフセットから構成される探索窓が定義される。各オフセットに対して、対応する拡散符号が受信したＣＤＭＡ信号に適用され、信号エネルギーレベルが得られる。得られた信号エネルギーレベルが最大となる少なくとも１つのピークオフセットが報告される。両脇モードがイネーブルになると、ピークオフセットに先行するオフセットおよびピークオフセットに続くオフセットに対応する両脇エネルギーレベルも報告される。
【００１７】
他の実施の形態は、プロセッサ読み出し可能な媒体およびこれらの方法を具現化する装置に向けられている。
【００１８】
種々の実施の形態のさらなる詳細は添付された図面および下記の記載で述べられる。他の特徴、目的、および利点は、記載、図面およびクレームから明白になるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、多数のエネルギー報告モードで動作することができるチャネル探索モジュール１２を有する例示無線通信装置（ＷＣＤ）１０を図解するブロック図である。動作モードに応じて、チャネル探索モジュール１２は、エネルギーモードとその関連するオフセットを報告するだけでなく、エネルギーピークが生じるオフセットに最も近い１つ以上のオフセットに対応するエネルギーレベルも報告することができる。
【００２０】
図１に示すように、ＷＣＤ１０は、チャネルサーチモジュール１２に加えて、無線周波数送受信器１４、モデム１６、位置決定モジュール１８、マイクロプロセッサ２２、および無線周波数アンテナ２４を含むことができる。ＷＣＤ１０の限定されない例は、セルラー式無線電話、衛星無線電話、コンピュータ内に組み込まれたＰＣＭＣＩＡカード、無線通信能力を備えたＰＤＡ、等を含む。さらに、図１を参照して記載された技術は、受信モードで動作する基地局のような、無線通信システムの他の部品内に容易に実施することができる。
【００２１】
ＷＣＤ１０は、１つ以上のＣＤＭＡ標準および／または設計（例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ標準、ＩＳ−９５標準、ｃｄｍａ２０００標準、およびｃｄｍａ２０００１ｘＥＶ仕様）をサポートするように設計することができる。モデム１６は復調器／復号回路および符号器／変調回路を含み、両方とも送受信器１４に接続され、通信信号を送受信する。
【００２２】
この発明の一実施形態において、ＷＣＤ１０はＣＤＭＡプロトコルを用いて、アンテナ２４を介して、信号を送受信する。基地局と信号を通信する前に、ＷＣＤ１０は、そのＰＮ系列を基地局のＰＮ系列と合わせなければならない。例えば、ＩＳ−９５において、各基地局と加入者装置は、正確に同じＰＮ系列を使用する。基地局は、ＰＮ系列の発生において、固有のタイムオフセットにより区別される。ＷＣＤ１０は、少なくとも１つの指をその基地局に割当てることにより、基地局と通信する。割当てられた指は、その基地局と通信するために、適切なオフセットをＰＮ系列に挿入しなければならない。ＩＳ−９５受信器はチャネル探索モジュール１２を用いてパイロット信号のオフセットを決定し、それゆえ、これらのオフセットを、基地局からの信号を受信するために割当てる指に使用する。ＩＳ−９５システムは、一組の同相（Ｉ）ＰＮ系列および直交（Ｑ）ＰＮ系列を使用するので、パイロットを見つける１つの方法は、相関器モジュール２６あるいはモデム１６を用いてＰＮ空間全体を探索し、１つ以上のパイロット信号が見つかるまで、内部的に発生されたＰＮ系列を異なるオフセット仮説と相関させることである。
【００２３】
相関器モジュール２６は、ＰＮ系列を各オフセット仮説と相関させるので、チャネル探索モジュール１２は結果として得られる信号エネルギーを記録する。エネルギーピークは、信号の再生を生じるオフセット仮説に対して現われ、一方、他のオフセット仮説は典型的にほとんどまたは全く信号エネルギーを生じない。信号エネルギーレベルは、相対的な値、例えば、０と６５５３５との間の値を有する倍率がかけられた整数として表すことができる。以下に記載するように、チャネル探索モジュール１２は、オフセットを対応する信号エネルギーレベルにマッピングし、最大エネルギーレベルを有する１つ以上の信号ピークを識別する。特定の基地局のためのＰＮ系列の発生において、１つのオフセットのみが使用されるけれども、信号反射またはエコーは複数のエネルギーピークを生じさせる。ＷＣＤ１０はこれらのエコーを用いて送信された信号の再生を容易にしてもよい。
【００２４】
いくつかの実施の形態において、反射された信号は、役立つかもしれないので、ＷＣＤ１０は、送信された信号と反射された信号の両方に対応する複数の信号ピークを識別する。チャネル探索モジュール１２は２つのモードのいずれかのモードで動作することができる。一方のモードにおいて、チャネル探索モジュール１２は、各検出された信号ピークに対してオフセットと信号エネルギーレベルを報告する。両脇モードとして知られる他方のモードにおいて、チャネル探索モジュール１２は各ピークに対する両脇エネルギーレベルも報告する。すなわち、チャネル探索モジュール１２は各ピークのいずれかの側で検出された信号エネルギーレベル、例えば、左脇エネルギーレベルおよび右脇エネルギーレベルを報告する。このようにして、チャネル探索モジュールは、より高い精度でエネルギーピークの場所を推定することができる。
【００２５】
チャネル探索モジュールの動作は、例えば、マイクロプロセッサ２２により実行されるチャネル探索ソフトウエアにより制御される。図４と関連して記載するように、チャネル探索ソフトウエアは、チャネル探索モジュール１２が探索を開始するオフセット、ならびに、チャネル探索モジュール１２が探索を終了するオフセットまたは探索窓のサイズ、すなわち、探索すべきオフセットの数を指定することにより探索窓を定義する。次に、チャネル探索モジュールは、上述したように探索窓内のオフセットをＣＤＭＡ信号に適用し、その結果をチャネル探索ソフトウエアに報告する。次にチャネル探索ソフトウエアは、この情報を用いて、例えば、見つけられた拡散符号に対応する復調指を割当てることにより、モデム１６を構成する。チャネル探索ソフトウエアは、探索結果をＷＣＤ１０の物理的位置を決定するような他の目的のために使用してもよい。復調指の割当てと位置決定の両方はより正確なオフセット決定により改良される。例えば、正確なオフセット決定は、時間追跡に必要な時間を低減する。さらに、ＷＣＤ１０の位置はより正確に決定することができる。Ｗ−ＣＤＭＡ装置においては、オフセット決定は、ＷＣＤ１０の位置を決定するために、到着の観察される時間差（ＯＴＤＯＡ）計算に使用することができる。
【００２６】
図２はチャネル探索モジュール１２により識別される一例のマッピングを図解するグラフである。特に、図２は、入力されるＣＤＭＡ信号を種々の拡散符号、すなわち、擬似乱数雑音（ＰＮ）系列内の種々のオフセットと相互に関連づけることにより生成されるエネルギーレベルをグラフにする。この例において、拡散符号のほとんどをＣＤＭＡ信号に適用することにより、相関を生じない、従って信号エネルギーを生じない。しかしながら、いくつかの拡散符号はエネルギーピークを生じる。例えば、１つのエネルギーピーク３０を送信された信号に対応させてもよい。他のエネルギーピーク３２、３４、３６は反射された信号を表しても良い。さらに、この例において、エネルギーピーク３０、３２、３４、および３６の各々はピークのすぐ左およびすぐ右の周囲の「両脇」エネルギーレベルを有する。両脇エネルギーレベルは、チャネル探索モジュール１２がエネルギーピークを見つけたオフセットの直前および直後のオフセットに対応する拡散符号をＣＤＭＡ信号に適用することにより生じる。エネルギーピーク３０および３４のような一部の例では、ピークは相対的に鋭く、両脇エネルギーレベルはピークの両側で急速に減少する。エネルギーピーク３２および３６のような他の例では、両脇エネルギーレベルは徐々に減少し、より幅の広いピークを示す。
【００２７】
上述したように、チャネル探索モジュール１２は１／２分解能で動作してもよい。あるいは、信号エネルギーレベルは、復調器ハードウエアの分解能に一致させるために、より高い分解能、例えば１／８チップ分解能で測定することができる。一部の例では、より高い分解能で記録された信号エネルギーレベルの１つは、チャネル探索モジュール１２により１／２チップ分解能で検出されたエネルギーピークにおける信号エネルギーレベルよりも大きいかもしれない。従って、エネルギーピークの真の位置は、その見かけ上の位置から１／２チップまで離れていても良い。この発明の種々の実施の形態は、一動作モードにおいて、１／２チップ分解能で、チャネル探索モジュール１２により検出されるエネルギーピークのみならず、両脇エネルギーレベルも報告することにより、より高い精度で、例えば１／８チップ分解能でエネルギーピークの真の位置を推定することができる。これらの両脇エネルギーレベルは、チャネル探索モジュール１２により検出されるエネルギーピークから一単位分解能離れている。例えば、チャネル探索モジュール１２が１／２チップ分解能で動作するなら、両脇エネルギーレベルは、エネルギーピークの左側のＰＮチップの１／２のオフセットにおける信号エネルギーレベルと、エネルギーピークの右側のＰＮチップの１／２のオフセットにおける信号エネルギーレベルを含む。いくつかの実施の形態において、チャネル探索モジュール１２は、これらの両脇エネルギーレベルに基づいて補間技術および外挿技術を用いて、エネルギーピークの真の位置を推定する。
【００２８】
従って、チャネル探索モジュール１２は、チャネル探索ハードウエアモジュールのみにより実現されるよりもより高い精度でエネルギーピークの位置を推定することができる。このより高い精度は、あるアプリケーションにおいて、利点がある。例えば、いくつかのアプリケーションにおいて、ＣＤＭＡ信号の再生は、正確なオフセット決定により著しく改善される。さらに、正確なオフセット決定は、ＷＣＤ１０の位置の正確な決定を容易にすることができる。
【００２９】
図３は、この発明の一実施形態に従って、チャネル探索モジュール１２の一例としての実施を描写するブロック図である。チャネル探索モジュール１２は、所定のレンジのオフセットに関連するオフセット仮説をＰＮ系列内に適用するために、相関器モジュール２６を使用することにより、基地局に関連するオフセットを識別するサーチハードウエア３８を含む。サーチハードウエア３８は相関器モジュール２６を使用して、復調の分解能またはモデム１６の復号ハードウエアに関係なく、固定の分解能、例えばＰＮチップの１／２の分解能で分離されるあるレンジのオフセットにおける信号エネルギーを得る。
【００３０】
例えば、図１のマイクロプロセッサ２２により実行される、探索ソフトウエア４２は、探索制御レジスタ４４を用いて探索プロセスを制御し、探索パラメータを定義する。特に、探索ソフトウエア４２は、探索ハードウエア３８により試験されるオフセットのレンジを指定することができる。一実施の形態において、探索ソフトウエア４２は機器構成レジスタ４０内に組み込まれたタスクキューを用いて、いくつかの探索タスクを探索ハードウエア３８に発行してもよい。探索ハードウエア３８は、各探索タスクを完了すると、探索結果、例えば、殆どの信号エネルギーを有するピークまたはピーク群をバッファ４８に記憶する。探索結果をバッファ４８に記憶させることにより、探索ソフトウエア４２は、機器構成レジスタ４０からよりもバッファ４８から探索結果を読み出すことができ、それにより、他の探索要求にサービスするような他のタスクのために機器構成レジスタ４０を解放することができる。バッファ４８が完全に占有されると、探索ハードウエア３８は割り込みを探索ソフトウエア４２に発行し、探索結果を検索するように、探索ソフトウエア４２に指示する。
【００３１】
いくつかの実施の形態において、探索ソフトウエア４２は、探索制御レジスタ４４内の両脇モードビット５０を用いて、機器構成レジスタ４０が探索結果を通常モードで報告しなければならないかあるいは両脇モードで報告しなければならないかを指定することができる。通常モードでは、機器構成レジスタ４０は、各エネルギーピーク毎に、ピークの位置（オフセット）およびピークに関連するエネルギーを報告する。両脇モードでは、機器構成レジスタは、この情報、並びに、エネルギーピークの見かけの位置の左側および右側のオフセットに関連するエネルギーレベルを報告する。これらの両脇オフセットは、見かけのエネルギーピーク位置から、探索ハードウエア３８の一単位分解能だけ離れていてもよい。例えば、探索ハードウエア３８がＰＮチップの１／２の分解能で動作するなら、両脇オフセットは、見かけのピーク位置の左側のＰＮチップの１／２のところ、および見かけのピーク位置の右側のＰＮチップの１／２のところに生じることができる。あるいは、両脇オフセットは、見かけのエネルギーピーク位置から、探索ハードウエア３８の単位分解能の倍数、例えば、１ＰＮチップだけ離れていてもよい。
【００３２】
機器構成レジスタ４０は、選択されたモードに基づいて選択されるフォーマットで探索結果を報告してもよい。例えば、通常モードが選択されるなら、探索ソフトウエア４２は、３２ビットフォーマットで探索結果を報告することができる。この場合、探索ハードウエア３８がエネルギーピークを検出したオフセットを表すために１６ビットが使用され、そのオフセットで検出されたエネルギーレベルを表すために１６ビットが使用される。従って、エネルギーレベルは、０と６５５３５（２¹⁶−１）の間の値を有する倍率のかけられた整数として表してもよい。
【００３３】
他方、両脇モードが選択されるなら、機器構成レジスタ４０は、６４ビットフォーマットで探索結果を報告してもよい。６４ビットフォーマットでは、通常モードのように、検出されたエネルギーピークの位置とレベルを表すために３２ビットが使用される。さらに、見かけのピーク位置のすぐ左のオフセットにおいて検出されたエネルギーレベルを表すために１６ビットが使用され、見かけのピーク位置のすぐ右側のオフセットにおけるエネルギーレベルを表すために１６ビットが使用される。オフセット自体は、見かけのピーク位置のオフセットから推測することができ、それゆえ、両脇モードで表される必要がない。
【００３４】
両脇モードは２倍のビットを用いてエネルギーピークに関する情報を表すので、バッファサイズが固定であると仮定すると、通常モードに比べて２倍の速度で、データがバッファ４８にロードされるであろう。それゆえ、探索ソフトウエア４２は、両脇モードでは、２倍の頻度で、バッファ４８から探索結果を検索する。この頻度で探索結果を検索することが望ましくないかもしれない場合には、この発明のいくつかの実施の形態は、探索ソフトウエア４２が両脇モードまたは通常モードのいずれかのモードで選択的に動作することを可能にする。
【００３５】
見かけのエネルギーピーク位置に関連するエネルギーレベルおよび見かけのエネルギーピーク位置のすぐ左および右のオフセットを報告することに加えて、探索ソフトウエア４２は、一般的な補間アルゴリズムおよび外挿アルゴリズムを実行して、その見かけの位置および周囲のエネルギーレベルに基づいてエネルギーピークの真の位置を推定してもよい。上述したように、信号送信に関連する遅延により、エネルギーピークの真の位置は、見かけの位置からＰＮチップの１／２だけ移動してもよい。従って、補間は、高精度、例えばＰＮチップの１／８以内の精度でエネルギーピークの位置を示すことができる。探索ソフトウエア４２は、補間または外挿プロセスを実行するので、この発明は、探索ハードウエア３８に対して最小の変更をするだけで実施することができる。
【００３６】
補間または外挿プロセスの結果として計算されるオフセットは、多数の目的のために使用してもよい。例えば、計算されたオフセットは、ＣＤＭＡ信号を復調するために、復調指を割当てることにより、モデム１６を構成するために使用してもよい。さらに、位置決定モジュール１８は、より高い精度で、無線通信装置の物理的な位置を決定することができる。
【００３７】
一般的ではないけれども、いくつかのエネルギーピークは、意味のあるエネルギーレベルが広いレンジのオフセットに対して生じるように相対的に広くしてもよい。そのような場合、さらなるエネルギーレベルが知られているとき、補間または外挿はより正確な結果を生じることができる。従って、この発明のいくつかの実施形態において、機器構成レジスタ４０はさらなるエネルギーレベルを報告してもよい。すなわち、特定のピークに対する情報を報告するために使用されるビット数の対応する増加とともに、エネルギーピークの見かけの位置からさらに離れたエネルギーレベルを報告することができる。例えば、機器構成レジスタ４０は、９６ビットを用いてエネルギーピークの見かけの位置から２単位まで離れたオフセットに対するエネルギーレベルを報告してもよい。また、エネルギーピークの位置とレベルのために３２ビットを使用してもよい。そして、見かけの位置から両方向にある２つのオフセットの各々におけるエネルギーレベルのために１６ビットを使用してもよい。反対にある場合には、１つの両脇エネルギーレベルのみが補間または外挿のために必要となるかもしれない。いくつかの実施形態において、機器構成レジスタ４０は１つの両脇エネルギーのみを報告してもよい。すなわち、左脇エネルギーレベルまたは右脇エネルギーレベルのいずれかである。
【００３８】
図４はチャネル探索モード１２の例示動作モードを図解するフロー図である。スペクトラム拡散チャネルを探索するために、探索ソフトウエア４２は最初に、例えば、制御レジスタ４４を用いて探索窓（６０）を指定することにより、探索のパラメータを定義する。探索窓を設定することは探索が始まるオフセットを指定すること、および探索が終了するオフセットまたは窓のサイズ、すなわち、探索されるオフセットの数のいずれかを指定することを含む。オフセットが１６ビットワードとして表されるなら、開始オフセットおよび終了オフセットは各々０と６５５３５（２¹⁶−１）との間の値を有する。
【００３９】
窓のサイズは探索の必要性に適合するように選択してもよい。例えば、呼を確立すると、探索ソフトウエア４２は、受信したＣＤＭＡ信号を符号化するために使用される拡散符号の予備知識を有するとは思われない。従って、初期のチャネル探索の場合、大きな探索窓が適当かもしれない。しかしながら、呼の期間、探索ソフトウエア４２は最も最近に使用された拡散符合を知っており、次の探索をその拡散符号に対応するオフセットの回りの小さい窓に制限してもよい。
【００４０】
破線により示すように、探索ソフトウエア４２は、情況に応じて、図３に関連して記載するように、両脇モード（６２）を情況に応じてイネーブルにする。次に、探索ソフトウエア４２は、探索ハードウエア３８に対して、チャネル探索を実行するように指示する。探索ハードウエア３８は、相関器モジュール２６から、探索窓（６４）内の各オフセット仮説に関連するエネルギー情報を受信する。特に、相関器モジュール２６は、ＰＮ系列を各オフセット仮説と相互に関連づけるので、探索ハードウエア３８は結果として生じた信号エネルギーを記録する。エネルギーピークは、信号の再生を生じるオフセット仮説に対して現われ、一方、他のオフセット仮説は典型的に殆どあるいは信号エネルギーを生じない。上述したように、エネルギーレベルは、０と６５５３５との間にある値を有する１６ビットの整数として表しても良く、この場合、６５５３５は、最大信号エネルギー量に相当し、０は信号エネルギー無しに相当する。
【００４１】
探索ハードウエア３８は、得られた信号エネルギーレベルを解析し、最大信号エネルギーレベルを生成する１つ以上のオフセット仮説を識別する。いくつかの実施の形態において、探索ハードウエア３８は、４つのピークを見つけるようにしてもよいが、より多くのまたはより少ないピークを見つけるようにしてもよい。両脇モードがイネーブルならば、探索ハードウエア３８は、見かけのピーク位置の左側のオフセットに対する信号エネルギーレベルを取得し（６８）、見かけのピーク位置の右側のオフセットに対する信号エネルギーレベルを取得する（７０）。これらのオフセットは、見かけのピーク位置に対応するオフセット未満の一単位分解能であり、見かけのピーク位置に対応するオフセットより大きい一単位分解能である。例えば、探索ハードウエア３８がＰＮチップの１／２の分解能で動作するなら、探索ハードウエア３８は、見かけのピーク位置に対する信号エネルギーレベルを取得し、見かけのピーク位置の左側のＰＮチップの１／２のオフセットに対する信号エネルギーレベルを取得し、見かけのピーク位置の右側のＰＮチップの１／２のオフセットに対する信号エネルギーレベルを取得する。
【００４２】
上述したように、探索結果は、両脇モードがディスエーブルなら、３２ビットワードとして表しても良く、両脇モードがイネーブルなら、６４ビットワードとして表しても良い。いずれの場合にも、１６ビットを用いて、探索ハードウエア３８がピークを検出したオフセットを表すために使用され、そして１６ビットを用いて、そのオフセットにおいて検出された信号エネルギーレベルを表す。例えば、オフセット３２７６８で検出された信号エネルギーレベルが２０４８０なら、探索結果は、３２ビットワードとして表しても良い。
【００４３】
０１００ ００００ ００００ ００００ ００１０ ０１００ ００００ ００００
両脇モードがイネーブルなら、１６ビットを用いて、見かけのピーク位置の左側のオフセットで検出された信号エネルギーレベルを表し、１６ビットを用いて、見かけのピーク位置の右側のオフセットで検出された信号エネルギーレベルを表す。例えば、オフセット３２７６８の左側および右側のオフセットに対するエネルギーレベルがそれぞれ１６０００（２進で、００１１ １１１０ ０１００ ００００）および１８０００（２進で、０１００ ０１１０ ０１０１ ００００）ならば、探索結果は６４ビットワードとして表すことができる。
【００４４】
0100 0000 0000 0000 0010 0100 0000 0000 0011 1110 0100 0000 0100 0110 0101 0000
いずれの場合にも、探索ハードウエア３８は、探索結果（７２）をバッファ４８に記憶する。バッファ４８が探索結果で完全に満たされると、探索ハードウエア３８は割り込みを探索ソフトウエア４２に発行する。その割り込みに応答して、探索ソフトウエア４２は、バッファ４８から探索結果（７４）を検索する。あるいは、探索ソフトウエア４２は、機器構成レジスタ４０から探索結果を直接検索するようにしてもよい。しかしながら、バッファ４８から探索結果を検索することにより、機器構成レジスタ４０は、さらなる探索のような他のタスクを実行することができ、それゆえ、一般的に好ましい。
【００４５】
チャネル探索ソフトウエア４２を実行するためのプロセッサ２２のための命令は、プロセッサ読み出し可能な媒体上に記憶してもよい。これに限定されないが、一例として、プロセッサ読み出し可能媒体は、記憶媒体および／または通信媒体から構成してもよい。記憶媒体は揮発性および不揮発性を含み、プロセッサ読み出し可能命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータのような情報の記憶のためのいずれかの方法または技術において実施される脱着可能および固定の媒体を含む。記憶媒体は、これに限定されないが、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、光学または磁界の媒体を含む固定または脱着可能ディスク媒体、または所望の情報を記憶するために使用することができ、ＷＣＤ１０内のプロセッサによりアクセスすることのできるいずれかの他の媒体を含んでもよい。
【００４６】
通信媒体は、典型的に、プロセッサ読み出し可能な命令、データ構造、プログラムモジュール、または、搬送波のような変調されたデータ信号内の他のデータまたは他の媒体を具現化し、いずれかの情報配信媒体を含む。「変調された信号」という用語は、１つ以上の特性セットを有する信号または、信号内の情報を符号化するような方法で変更された信号を意味する。これに限定されないが、一例として、通信媒体は、有線ネットワークまたは、ダイレクト有線接続のような有線媒体、および音響、ＲＦ，赤外線のような無線媒体、および他の無線媒体を含む。コンピュータ読み出し可能な媒体は、上述した媒体のいずれかの組合せを含んでいてもよい。
【００４７】
上述したように、両脇エネルギーレベルを補間することにより、この発明はより高い精度で、ＣＤＭＡベース無線通信システム内のエネルギーピークの探索を容易にする。例えば、復調器がＰＮチップの１／８の分解能で動作し、探索ハードウエアがＰＮチップの１／２の分解能で動作するシステムにおいて、補間技術を用いて、いくつかの一般的なチャネル探索技術に比べて、ＰＮチップの１／８以内で実際の位置を予測してもよい。
【００４８】
この発明のいくつかの実施の形態について、連続するパイロット信号との関連で述べた。しかしながら、この発明は、ビーム形成されたパイロット信号および不連続なパイロット信号（これらは共にＷ−ＣＤＭＡシステムに採用してもよい）を含む他のタイプのパイロット信号の探索のために実施することもできる。Ｗ−ＣＤＭＡシステムにおいて、２つのタイプの共通パイロットチャネルがある。一次共通パイロットチャネルと二次共通パイロットチャネルである。一次共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）は常に、固定のチャネル化符号割当てを有した一次スクランブル符号に基づき、１つのセクタまたはセルに対してそのようなチャネルは１つしかない。それに反して、二次ＣＰＩＣＨは長さが２５６のいずれかのチャネル化符号を有しても良く、同様に二次スクランブル符号に基づいていてもよい。二次ＣＰＩＣＨは、特定の「歓楽街」または高いトラヒック密度を有する場所におけるサービス提供を対象とした狭いアンテナビームを用いて使用されるであろう。
【００４９】
Ｗ−ＣＤＭＡシステムは、完全にパイロット記号を構成しない不連続なパイロット信号も使用する。例えば、専用物理チャネル（ＤＰＣＨ）は、データビット、電力制御ビット、移動フォーマット組合せビット、およびパイロットビットのために指定された時分割フィールドを含む。パイロットビットは、専用チャネル上に送信され、それゆえ、専用パイロット記号と呼ばれる。専用パイロット記号の主な目的は、チャネル推定を支援することである。例えば、専用パイロット記号の周知の系列を受信した記号と相互に関連づけることにより、ＤＰＣＨのタイミングとエネルギー知識を洗練することができる。
【００５０】
この発明の種々の実施の形態について記載したけれども、この発明の精神および範囲を逸脱することなく、変更が可能である。例えば、いくつかの実施の形態は、ピークエネルギーレベルおよび２つの両脇エネルギーレベルを報告するものとして記載したが、より多くのまたはより少ない両脇エネルギーレベルを報告してもよい。これらの実施形態および他の実施形態は以下のクレームの範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、この発明の一実施に従ってチャネルサーチ窓を組み込んだ無線通信装置（ＷＣＤ）を図解する。
【図２】図２は信号エネルギーレベルに対するＰＮオフセットの例示マッピングを図解するグラフである。
【図３】図３は、この発明の他の実施の形態に従って、チャネルサーチモジュールの実施を描写するブロック図である。
【図４】図４は、図３に示すチャネルサーチモジュールの例示動作モードを図解するフロー図である。

Claims (35)

1. 下記を具備する方法：
   チャネルサーチハードウエアを用いて、スペクトラム拡散信号のためのピークエネルギーレベルとその両脇の少なくとも１つのエネルギーレベルを識別する；
   前記ピークエネルギーレベルを受信し、動作モードがイネーブルのとき、前記チャネルサーチハードウエアから前記少なくとも１つの両脇のエネルギーレベルを受信する；および
   前記ピークエネルギーレベルと前記少なくとも１つの両脇のエネルギーレベルの関数として、復調器を構成する。
2. 前記ピークエネルギーレベル、前記ピークエネルギーレベルに対応するオフセット、および前記少なくとも１つの両脇のエネルギーレベルに基づいて、オフセットを計算することを具備する、請求項１の方法。
3. 補間技術および外挿技術の少なくとも一方を用いて、前記オフセットを計算することをさらに具備する、請求項２の方法。
4. 擬似乱数雑音（ＰＮ）系列内のオフセットの組からなるサーチ窓を定義する；および
   前記サーチ窓内の各オフセットに対して、前記復調器および相関器の一方を用いて、対応する拡散符号をＣＤＭＡ信号に適用することをさらに具備する、請求項１の方法。
5. 前記スペクトラム拡散信号のための複数のさらなるピークエネルギーレベルと、前記さらなるピークエネルギーレベルの少なくとも１つに対するそれぞれの両脇のエネルギーレベルを識別することをさらに具備する、請求項１の方法。
6. 前記スペクトラム拡散信号は、連続パイロット信号、不連続パイロット信号、およびビーム形成されたパイロット信号の１つを具備する、請求項１の方法。
7. 下記を具備する、受信したＣＤＭＡ信号を復号するために使用される拡散符号を識別する方法：
   擬似乱数雑音系列内のオフセットの組からなるサーチ窓を定義する；
   各オフセットに対して、対応する拡散符号を前記受信したＣＤＭＡ信号に適用し、信号エネルギーレベルを得る；
   前記得られた信号エネルギーレベルが最も大きい少なくとも１つのピークオフセットを報告する；および
   両脇モードがイネーブルになると、前記ピークオフセットに先行するオフセットに対応する第１両脇エネルギーレベルと、前記ピークオフセットに続くオフセットに対応する第２両脇エネルギーレベルを報告する。
8. 補間技術および外挿技術の少なくとも１つを用いて、前記ピークオフセットに対応する前記信号エネルギーレベルの関数としてオフセットを計算することをさらに具備し、オフセットは、前記ピークエネルギーレベル、および前記第１および第２信号エネルギーレベルに対応する、請求項７の方法。
9. 前記計算されたオフセットに対応する拡散符号を用いて、ＣＤＭＡ信号を復調することをさらに具備する、請求項８の方法。
10. 前記計算されたオフセットの関数として位置を決定することをさらに具備する、請求項８の方法。
11. 少なくとも１つのさらなる両脇エネルギーレベルを識別することをさらに具備する、請求項７の方法。
12. 前記受信したＣＤＭＡ信号は、連続するパイロット信号、不連続のパイロット信号、およびビーム形成されたパイロット信号の１つを具備する、請求項７の方法。
13. チャネルサーチハードウエアを用いて、スペクトラム拡散信号のためのピークエネルギーレベルおよび少なくとも１つの両脇エネルギーレベルを識別する；
    前記ピークエネルギーレベルを受信し、動作モードがイネーブルのとき、前記チャネルサーチハードウエアからの少なくとも１つの両脇エネルギーレベルを受信する；および
    前記ピークエネルギーレベルおよび前記少なくとも１つの両脇エネルギーレベルの関数として復調器を構成する；
    ための命令を実行可能なプロセッサを含むプロセッサ読み出し可能な媒体。
14. 前記ピークエネルギーレベル、前記ピークエネルギーレベルに対応するオフセット、および少なくとも１つの両脇エネルギーレベルに基づいて、オフセットを計算するためのプロセッサ実行可能な命令群をさらに含む、請求項１３のプロセッサ読み出し可能な媒体。
15. 補間技術および外挿技術の少なくとも１つを用いて前記オフセットを計算するためのプロセッサ実行可能な命令群をさらに含む、請求項１４のプロセッサ読み出し可能な媒体。
16. 擬似乱数雑音（ＰＮ）系列内に一組のオフセットを具備するサーチ窓を定義する；および
    前記サーチ窓内の各オフセットに対し、前記復調器および相関器の１つを用いて、対応する拡散符号をＣＤＭＡ信号に適用する；
    ためのプロセッサ実行可能な命令群をさらに含む、請求項１３のプロセッサ読み出し可能な媒体。
17. 前記拡散スペクトラム信号のための複数のさらなるピークエネルギーレベル、および前記さらなるピークエネルギーレベルの少なくとも１つのためのそれぞれの両脇エネルギーレベルを識別するためのプロセッサ実行可能な命令群をさらに含む、請求項１３のプロセッサ読み出し可能な媒体。
18. 前記スペクトラム拡散信号は、連続パイロット信号、不連続パイロット信号、およびビーム形成されたパイロット信号の１つを具備する、請求項１３のプロセッサ読み出し可能な媒体。
19. 擬似乱数雑音（ＰＮ）系列内に一組のオフセットを具備するサーチ窓を定義する；
    各オフセットに対し、対応する拡散符号を受信したＣＤＭＡ信号に適用して信号エネルギーレベルを得る；
    前記得られた信号エネルギーレベルが最大になる少なくとも１つのピークオフセットを識別する；および
    両脇モードがイネーブルになると、前記ピークオフセットに先行するオフセットに対応する第１両脇エネルギーレベルおよび前記ピークオフセットに続くオフセットに対応する第２両脇エネルギーレベルを識別する；
    ためのプロセッサ実行可能な命令群を含むプロセッサ読み出し可能な媒体。
20. 前記ピークオフセットに対応する前記信号エネルギーレベルの関数として補間技術および外挿技術の少なくとも１つ、前記ピークエネルギーレベルに対応するオフセット、および前記第１および第２の両脇エネルギーレベルを用いてオフセットを計算するためのプロセッサ実行可能な命令群を含む、請求項１９のプロセッサ読み出し可能媒体。
21. 前記計算されたオフセットに対応する拡散符号を用いてＣＤＭＡ信号を復調するためのプロセッサ実行可能な命令群をさらに含む、請求項２０のプロセッサ読み出し可能な媒体。
22. 前記計算されたオフセットの関数として位置を決定するためのプロセッサ実行可能な命令群をさらに含む、請求項２０のプロセッサ読み出し可能媒体。
23. 少なくとも１つのさらなる両脇エネルギーレベルを識別するためのプロセッサ実行可能な命令群をさらに含む、請求項１９のプロセッサ読み出し可能媒体。
24. 前記受信したＣＤＭＡ信号は、連続するパイロット信号、不連続のパイロット信号、およびビーム形成されたパイロット信号の１つを具備する、請求項１９のプロセッサ読み出し可能媒体。
25. 下記を具備する装置：
    ＣＤＭＡ信号を復調するためのモデム；および
    前記モデムに接続され、前記ＣＤＭＡ信号のためのピークエネルギーレベルおよび少なくとも１つの両脇エネルギーレベルを識別し、前記ピークエネルギーレベル、前記ピークエネルギーレベルに対応するオフセット、および前記少なくとも１つの両脇エネルギーレベルの関数としてオフセットを計算し、前記計算されたオフセットの関数として前記モデムを構成するように構成されたチャネルサーチモジュール。
26. 前記チャネルサーチ窓は、補間技術および外挿技術の少なくとも１つを用いて前記オフセットを計算するように構成される、請求項２５の装置。
27. 前記チャネルサーチモジュールは、擬似乱数雑音（ＰＮ）系列内に一組のオフセットを具備するサーチ窓を定義し、前記サーチ窓内の各オフセットに対し、前記モデムを用いて、対応する拡散符号を前記ＣＤＭＡ信号に適用するように構成される、請求項２５の装置。
28. 前記チャネルサーチモジュールは、前記拡散スペクトラム信号のための複数のさらなるピークエネルギーレベルおよび前記さらなるピークエネルギーレベルの少なくとも１つのためのそれぞれの両脇エネルギーレベルを識別するように構成される、請求項２５の装置。
29. 前記ＣＤＭＡ信号は、連続パイロット信号、不連続パイロット信号、およびビーム形成されたパイロット信号の１つを具備する、請求項２５の装置。
30. 下記を具備する装置：
    ＣＤＭＡ信号を復調するためのモデム；および
    前記モデムに接続され、
    擬似乱数雑音（ＰＮ）系列内に一組のオフセットを具備するサーチ窓を定義し、
    各オフセットに対し、対応する拡散符号をＣＤＭＡ信号に適用し、信号エネルギーレベルを取得し、
    前記取得された信号エネルギーレベルが最大である少なくとも１つのピークオフセットを識別し、および
    両脇モードがイネーブルの時、前記ピークオフセットに先行するオフセットに対応する第１両脇エネルギーレベル、および前記ピークオフセットに続くオフセットに対応する第２両脇エネルギーレベルを識別するように構成されたチャネルサーチモジュール。
31. 前記チャネルサーチモジュールはさらに、前記ピークオフセットに対応する前記信号エネルギーレベル、前記ピークエネルギーレベルに対応するオフセット、および前記第１および第２の両脇エネルギーレベルの関数として、補間技術および外挿技術の少なくとも１つを用いて計算するように構成される、請求項３０の装置。
32. 前記モデムは、前記計算されたオフセットに対応する拡散符号を用いて前記ＣＤＭＡ信号を復調するように構成される、請求項３１の装置。
33. 位置決定モジュールをさらに具備し、前記計算されたオフセットの関数として位置を決定する、請求項３１の装置。
34. 前記チャネルサーチモジュールは、少なくとも１つのさらなる両脇エネルギーレベルを識別するように構成される、請求項３０の装置。
35. 前記ＣＤＭＡ信号は、連続パイロット信号、不連続パイロット信号およびビーム形成されたパイロット信号の１つを具備する、請求項３０の装置。

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